Winchester eszköz
Az IBM által kifejlesztett első mágneslemez-meghajtóban a lemezeket és a fejeket a tartószerkezettel együtt egy külön zárt házban (adatmodulnak nevezték) telepítették a meghajtóegység működéséhez. Amikor az adatmodult a meghajtóra telepítették, a rendszer automatikusan csatlakoztatta a tiszta levegőt az adatmodulhoz. A fejeket egy kis tömegnek köszönhetően csak 0,1 N erővel nyomta a lemez felületére, és ha a lemez a fej és a felület között elfordult, körülbelül 0,5 μm vastagságú légrést képezett. A fej és a lemez közötti légréteget a lemez forgása során keletkezett patakok hozták létre, és lehetővé tették az adatok többszörös rögzítését és olvasását a lemez mágneses felületének károsítása nélkül.
A modern eszközökön az adatmodul és a hajtás integrálva van, és a tisztított levegőellátó rendszert már nem használják. Minden modern meghajtó egy mágneslemez-csomagot tartalmaz egy tengelyen. Az első eszközök 3600 fordulat / perc forgási sebességet használtak, de az írási / olvasási sebesség növekedésével kapcsolatos követelményeknek köszönhetően a lemezegység sebessége számos eszközön 7200 ford / percre nőtt. A forgási sebesség növelése lehetővé teszi az egész eszköz munkájának felgyorsítását, de a sebesség növekedését a lemezek mechanikai szilárdsága korlátozza.
A lemezek alumíniumból, üvegből vagy kerámiából készülnek, és rétegük magas minőségű ferromágnesréteget tartalmaz. A mágneses bevonat összetétele meglehetősen bonyolult - általában porlasztással vagy vákuum lerakódással alkalmazzák. Az első lemezek vas-oxid bevonatot alkalmaztak, ma a mágneses bevonatok anyagaként mind vas és oxidjain alapuló anyagokat, más mágneses fémek filmjeit használják. A vasoxidok és a bárium ferritek alapú bevonatok elég lágyak, így az új fejlesztésekben való alkalmazása szinte megszűnt. A fémfilm bevonatok nagyobb felvételi sűrűséget és a lemez felületének szilárdságát biztosítják. A bevonat tartóssága különösen fontos a hordozható számítógépeken lévő lemezek használatakor, ahol a hatások valószínűsége magas.
A bevonás után a lemezeket speciális kezelésnek vetik alá, hogy kiváló minőségű felületet biztosítsanak. A feldolgozott lemezeket egy zacskóba szerelik (általában a csomagban 2-12 lemezből állnak), és rögzítve vannak a meghajtóba helyezett tengelyen. Mindegyik lemeznek két munkaterülete van, de egyes készülékeknél a szélsőséges lemezmeghajtók külső felületei nem használhatók tervezési okokból.
A merevlemez megbízható és kiváló minőségű működéséhez fontos, hogy a lemeztömb és fejek ne legyenek porok, amelyek széles körben használják a barometrikus szűrőket, amelyek kiegyenlítik a nyomást a blokk belsejében és azon kívül. Ha azt szeretné, hogy a merevlemez hosszú ideig működjön, és biztosítsa az adattárolás magas megbízhatóságát, soha ne nyissa ki a lemez blokkját, és ne húzza le róla a védő matricákat.
Az olvasás-írási fejek a lemezmeghajtó egyik legfontosabb elemei. A merevlemez fejének elve hasonló a hagyományos magnetofon fejének elvéhez, de az ezekre vonatkozó követelmények sokkal szigorúbbak a kazettákhoz képest. A lemezmeghajtók fejrészei kis méretükben különböznek egymástól.
A fej mindig egy bizonyos távolságban van a lemez felszínétől (kb. 0,13 μm), amelyet a lemez gyors forgása közben (a "legyek") a légáramlás biztosít. A fej és a lemez felszíne közötti rés csökkentése növeli a jelet, amikor leolvassa és csökkenti a felvételi áramot, de nagymértékben csökkenti a készülék stabilitását rezgések és rázkódások esetén. Ennek ellenére a lemez és a fej közötti rés csökkentése érdekében végzett munka nem akadályozza meg a merevlemez-meghajtók vezető gyártását, és a következő öt évben előrejelzések szerint a rés 0,05 μm-re csökkenthető. A fej és a lemez felszíne közötti rés jelenléte megköveteli a fejek (a munkaterületből való elmozdítás) megakadályozását, amikor a számítógép ki van kapcsolva, hogy ne sérüljön a lemez vagy a fej felszíne, ha mechanikusan érintkeznek. A parkolófejek régi berendezéseihez speciális programokat kellett használni (közvetlenül a számítógép leállítása előtt indították el), a modern merevlemezek a lemezeket a munkaterületen kívül, automatikusan kikapcsolják.
A gyártási fejek során három különböző technológiai opciót alkalmaznak:
A monolitikus fejek ferritekből készülnek. A feldolgozás összetettsége és a ferritek törékenysége komoly korlátozásokat jelent a korszerű rendszerekben történő felhasználásukhoz, nagy mennyiségű lemezinformációval. Az új fejleményekben az ilyen fejeket szinte nem használják.
Az összetett fejek kisebbek, mint a monolitikusak, ferritek üvegből vagy szilárd kerámia alapanyagból készülnek. Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy csökkentse a fej és a lemez felszíne közötti rést, és ennek következtében növelje a lemez írási sűrűségét. Egyes kompozitfejek előállításában részt vevő vállalatok a fej mágneses magjában lévő légrés helyett fémrel töltött rést alkalmaznak (ez lehetővé teszi a fej mágneses mezőjének konfigurációjának javítását és a felvételi sűrűség növelését).
A vékonyrétegfejeket fotolitográfiával hozták létre. A fej mágneses magja a kerámia felületen helyezkedik el, ami lehetővé teszi, hogy nagyon kicsi mágneses résszel rendelkező fejeket hozzanak létre. Ez a technológia biztosítja a legmagasabb rögzítési sűrűséget, és lehetővé teszi a sávok szélességének csökkentését.
A fej pozícionáló a merevlemez egyik legfontosabb része. A közvetlenül használt eszköz típus határozza meg a készülék teljes sebességét - a meghajtó a merevlemez legfontosabb paramétere: a fej pozícionálásának ideje (keresési idő). A fejek mozgatásához rendszerint a léptetőmotorokat használják, amelyek biztosítják a magas pozícionálási pontosságot. Két különböző hajtásváltozat létezik: lineáris és forgó. Amikor a forgó meghajtó tengely mozgatását egy körív mentén, mint a hagyományos lemezjátszó, lineáris működtető mozgatja a fejét a lemez fölött sugara (hasonló módon, egy ideje lemezjátszók érintőleges hangkar). Lineáris működtető Ennek előnye, hogy a különbség a mágneses fej mindig merőleges a pályán, és a távolság a pályák állandó, forgatóművekre számára kevesebb tehetetlenség, és ennek következtében gyorsabb elhelyezése a fejüket. Ezenkívül a forgó működtetők ellenállnak az ütéseknek és rezgéseknek, mivel lehetővé teszik a pontos kiegyensúlyozást.
A fejek korszerű lemezmeghajtókhoz való gyors elhelyezéséhez a szervo hajtások különböző verzióit használják, a szolgáltatási információk rögzítésével a lemezek kiválasztott és / vagy munkafelületén. Attól függően, hogy milyen információkat tárol a helymeghatározás, vannak megkülönböztetett, beépített és hibrid szervo rendszerek.
A dedikált rendszereknél egy speciális lemezfelületet (és így a fejét) használnak a felületi információk rögzítésére. Az információt a készülék gyártása során egy külön lemezre rögzítik. Ez a megközelítés növeli a merevlemezek költségeit, de nagy sebességgel és megbízhatósággal rendelkezik.
Beágyazott rendszerekben a helymeghatározási információkat a lemez munkafelületén lévő adatblokkok között rögzítik. Az ilyen rendszerek olcsóbbak, kevésbé kritikusak a mechanikai hatásokhoz és a hőmérsékleti ingadozásokhoz képest, de alacsonyabbak a lemezekhez képest, egy dedikált szervo rendszerrel.
Hibrid rendszerekben a helymeghatározási adatokat rögzítik az egyes lemezek felületének egy részében, lehetővé téve, hogy kihasználhassa mind a dedikált, mind a beágyazott szervo rendszerek előnyeit.
Beépített merevlemez-vezérlő (vezérlőpult)
Az egyes merevlemezek más, mint a hajtást és a telepített PCB (általában úgy van felerősítve alább) biztosít állítóművekre és hajtások, valamint erősíti a író / olvasó jeleket. Továbbá, ezen áramköri van szerelve fejek dekóder parancsok stabilizáló áramkör és mások. A modern merevlemezek gyártják az Energy Star program, van is egy eszköz, amely lemezmeghajtó shutdown hiányában kéri a készülék és más energiatakarékos funkciókat.
A modern lemezeszközök négy méretben (lemezek átmérője) és három magasságban állnak rendelkezésre. A lemezek átmérője legtöbb esetben 1,8, 2,5, 3,5 vagy 5,25 hüvelyk, a magasság 3,25 (teljes magasságú eszköz), 1,63 (félmagasságú eszköz) vagy kevesebb, mint 1 hüvelyk (alacsony profilú eszköz).
Ha a számítógépnek van egy nyílása a merevlemeznél szélesebb lemezek telepítéséhez, külön telepítéséhez speciális diát kell használnia. A legnépszerűbb épületekben Torony (a torony) 3,5 vagy 5,25-ös formájú lemezek telepítésére szolgál, más esetekben dia használata szükséges.