Che cos'è il disco rigido?
A unità disco fisso (spesso abbreviato come disco rigido, disco rigido o HDD) è un dispositivo di archiviazione non volatile che memorizza i dati codificati digitalmente su piatti rigidi (cioè rigidi) a rotazione rapida con superfici magnetiche. In senso stretto, "unità" si riferisce all'aspetto meccanico motorizzato che è distinto dal suo supporto, come un'unità a nastro e il suo nastro, o un'unità disco floppy e il suo disco floppy. I primi HDD avevano un supporto rimovibile; tuttavia, oggi un HDD è tipicamente un'unità sigillata (ad eccezione di un foro di sfiato filtrato per equalizzare la pressione dell'aria) con supporto fisso.
Come funziona il disco rigido?
Un disco rigido è un'unità sigillata contenente un numero di piatti in una pila. I dischi rigidi possono essere montati in posizione orizzontale o verticale. In questa descrizione, il disco rigido è montato in orizzontale.
Le testine di lettura / scrittura elettromagnetiche sono posizionate sopra e sotto ogni piatto. Mentre i piatti ruotano, le testine si muovono verso la superficie centrale e verso il bordo. In questo modo, le testine possono raggiungere l'intera superficie di ciascun piatto.
Componenti fisici del disco rigido
PIATTI:
Il piatto è un disco metallico circolare che è montato all'interno di un disco rigido. Diversi piatti sono montati su un motore a mandrino fisso per creare più superfici di memorizzazione dei dati in un'area più piccola. Il piatto ha un nucleo costituito da un substrato di alluminio o vetro, ricoperto da un sottile strato di ossido ferrico o lega di cobalto. Su entrambi i lati del materiale del substrato, un rivestimento sottile viene depositato mediante una speciale tecnica di fabbricazione. Questo strato sottile in cui sono archiviati i dati effettivi è il livello media.
Quando il supporto magnetico viene applicato sulla superficie del materiale del substrato, viene applicato un sottile strato lubrificante per proteggere il materiale. Questo complesso supporto a tre livelli viene discusso in dettaglio come segue:
IL MATERIALE SUBSTRATO:
Il materiale sfuso di cui sono costituiti i piatti, costituisce la base su cui è depositato lo strato di materiale. Il substrato non ha alcuna funzione specifica ma per supportare il livello media. Il materiale più comunemente usato per realizzare questo strato fisico è una lega di alluminio. Questa lega è rigida, leggera, stabile, economica, facile da lavorare ed è prontamente disponibile. In precedenza, poiché lo spazio tra le teste e il piatto era relativamente alto, la superficie del piatto era liscia e piatta era meno un problema. Tuttavia, mentre la tecnologia avanza, il divario tra teste e piatti sta diminuendo e la velocità a cui ruotano i piatti sta aumentando. Per questo motivo la domanda di alternative sul materiale del piatto sta aumentando. I piatti di vetro stanno sostituendo i piatti di alluminio perché forniscono una rigidità migliore, una migliore qualità, piatti più sottili e stabilità termica.
STRATO MEDIA:
Il materiale di substrato costituisce la base su cui è depositato il supporto di registrazione effettivo. Lo strato mediatico è un sottile strato di materiale magnetico applicato sulla superficie dei piatti e in cui sono memorizzati i dati effettivi. Il suo spessore è di pochi milionesimi di pollice.
Tecniche speciali sono impiegate per la deposizione di materiale magnetico sul materiale di substrato. Un rivestimento sottile viene depositato su entrambi i lati del substrato, principalmente mediante un processo di deposizione sotto vuoto chiamato sputtering con magnetron. Un altro metodo di questo tipo è la galvanica, utilizzando un processo simile a quello utilizzato nella gioielleria per galvanica.
STRATO PROTETTIVO:
Sulla parte superiore del supporto magnetico, viene applicato uno strato lubrificante protettivo super sottile. Questo strato è chiamato strato protettivo perché protegge il disco da danni causati dal contatto accidentale delle testine, "urto della testina" o dall'ingresso di altri materiali estranei nell'unità
DIVISIONI DEL PIATTO:
Al fine di mantenere la memorizzazione organizzata e il recupero dei dati, i piatti sono organizzati in strutture specifiche. Queste strutture specifiche includono tracce, settori e cluster.
BRANI:
Ogni piatto è suddiviso in migliaia di cerchi concentrici ben confezionati, noti come tracce. Queste tracce assomigliano alla struttura degli anelli annuali di un albero. Tutte le informazioni memorizzate sul disco rigido sono registrate in tracce. A partire da zero sul lato esterno del piatto, il numero di tracce continua ad aumentare verso il lato interno. Ogni traccia può contenere una grande quantità di dati contando fino a migliaia di byte.
SETTORI:
Ogni traccia è ulteriormente suddivisa in unità più piccole chiamate settori. Poiché il settore è l'unità base di archiviazione dei dati su un disco rigido. Una singola traccia in genere può avere migliaia di settori e ogni settore può contenere più di 512 byte di dati. Sono necessari alcuni byte aggiuntivi per le strutture di controllo e il rilevamento e la correzione degli errori.
CLUSTER:
I settori sono spesso raggruppati per formare i cluster.
LEGGI / SCRIVI TESTE:
Le testine sono un'interfaccia tra il supporto magnetico in cui sono archiviati i dati e i componenti elettronici nel disco rigido. Le teste convertono l'informazione, che è sotto forma di bit in impulsi magnetici quando deve essere memorizzata sul piatto e inverte il processo durante la lettura.
Le testine sono la parte più sofisticata del disco rigido. Ogni piatto ha due teste di lettura / scrittura, una montata in alto e l'altra in basso. Queste teste sono montate su cursori di testa, che sono sospesi alle estremità dei bracci delle teste. I bracci della testa sono tutti fusi in una struttura singolare chiamata attuatore, che è responsabile del loro movimento.
IL MOTORE MANDRINO:
Il motore mandrino svolge un ruolo importante nel funzionamento del disco rigido ruotando i piatti del disco rigido. Un motore mandrino deve fornire una potenza di rotazione stabile, affidabile e coerente per molte ore di uso continuo. Si verificano molti guasti del disco rigido a causa del malfunzionamento del motore del mandrino
SCHEDA LOGICA DISCO RIGIDO:
Il disco rigido è realizzato con un circuito stampato integrato nell'unità disco rigido. È montato sul fondo della fusione di base esposta sul lato esterno. Le testine di lettura / scrittura sono collegate alla scheda logica tramite un cavo a nastro flessibile.
DRIVE BAY:
L'intero disco rigido è montato in un contenitore progettato per proteggerlo dall'aria esterna. È necessario mantenere l'ambiente interno del disco rigido privo di polvere e altri contaminanti. Questi contaminanti possono accumularsi nello spazio tra le testine di lettura / scrittura e i piatti, il che di solito porta a crash della testa.
La parte inferiore del disco è anche chiamata base casting. I meccanici di azionamento sono posizionati nella fusione di base e una copertura, di solito in alluminio, è posizionata sopra per racchiudere teste e piatti. L'intero contenuto posto sulla base e sulla camera di copertura è noto collettivamente come gruppo testa-disco. Una volta aperto, il gruppo contaminerebbe immediatamente il contenuto e alla fine rovinerebbe l'unità.
Sul fondo della fusione di base è presente la scheda logica, che è separata dalla fusione di base mediante un materiale di ammortizzazione.