قطعات داخلی هارد دیسک را بشناسیم

در این مطلب قصد داریم شما را با قطعات داخلی هارد دیسک آشنا کنیم و قطعات را بصورت کامل معرفی نماییم. تصویر شماره یک، یکی از مدل‌های هارد دیسک سیگت است که از آن برای معرفی قطعات استفاده می کنیم. با ما در این مقاله از آکادمی هارد ایران همراه باشید.

برد یا PCB

اصلی ترین بخش از قطعات هارد دیسک ، برد یا HDD PCB است و کانکتورهای برق و دیتا روی آن قرار دارد. قسمت سیاه رنگ که جنسی آلومنیومی دارد و مجموعه هد و دیسک (پلاتر) در آن قرار دارد که به آن HDA)Head & Disk Assembly) می گویند.

قسمت داخلی برد یا PCB

سمت دیگر برد که در تصویر شماره ۲ نشان داده شده است، شامل واحد کنترل میکروکنترلر یا Micro Controller unit است که آن را به صورت MCU می شناسند و وظیفه آن محاسبات است. آی سی دیگری از نوع DDR SDRam که تراشه حافظه و اندازه آن برابر با کش هارد است که در این نوع از هارد ۳۲مگابایت است. البته این حجم یعنی ۳۲ مگابایت به صورت تئوری است و در واقعیت حافظه به صورت منطقی بر روی بافر و حافظه فریم ور بارگذاری می شود و کنترلر مرکزی مقداری از حافظه را برای ماژول‌های فریم ور مصرف می کند. البته تنها درایو های هیتاچی و IBM مقدار واقعی کش را اعلام می کنند اما در دیگر درایو ها باید مقدار آن را حدس بزنیم.

تراشه بعدی که VCM نام دارد موتور هارد دیسک را کنترل می کند و بالاترین میزان مصرف برق را در برد دارد و کنترل کردن موتور اسپیندل و حرکات هد بر عهده آن است. اگر این قطعه نباشد، موتور هارد قادر به چرخیدن نیست. در برخی از هارد‌ها، این قطعه در MCU گنجانده می شود و به صورت جدا وجود ندارد.

حسگر شوک الکتریکی

در روی برد و طبق تصویر در سمت چپ پایین حسگری وجود دارد به نام سنسور شوک که این قطعه ضربه و یا شوک بیش از حد را تشخیص داده و در صورت حس کردن ضربه به VCM سیگنالی را ارسال می کند. با اینکار  هد توقف و هارد از حرکت باز می‌ایستد. اینطور به نظر می رسد که این دستور باید از آسیب هد جلوگیری کند، اما در عمل اینطور نیست پس بهتر است از هارد دیسکتان در برابر ضربه مراقبت کنید. در هاردهای مختلف میزان حساسیت سنسور شوک متفاوت است و ممکن است لرزش های کوچک را نیز تشخیص دهد و سیگنال بفرستد و در برخی ممکن است ۲ سنسور وجود داشته باشد.

دیود TVS

قطعه ی دیگری که در روی برد قرار دارد و از آن در برابر شوک الکتریکی منبع تغذیه محافظت می کند دیود TVS است. عملکرد آن این گونه است که وقتی با جریان بالا مواجه می شود با دغ کردن خودش اتصال کوتاهی بین کانکتور برق و زمین ایجاد می کند. روی برد این هارد دو دیود TVS برای محافظت از ولتاژ ۵۷ و ۱۲۷ وجود دارد.

قطعات داخلی HDA

پلاتر یا صفحات در این قسمت مشخص هستند , اطلاعات بر روی این صفحات قرار دارند البته تنها پلاتر بالایی قابل مشاهده است. این صفحات از آلومینیوم یا شیشه های پولیش داده شده ساخته شده اند و روی آنها با لایه فرومغناطیس پوشیده شده است که داده ها بر روی آن ذخیره می شوند. برای جدا سازی بین پلاتر ها قسمتی وجود دارد که به آن دامپر (dumper) گفته می شود و وظیفه کاهش نوسانات هوا و نویز صوتی را دارد. دامپر جنسی از آلومینیوم یا پلاستیک دارد که البته برای خنک کردن هوای داخل HDA جنس آلومینیومی بهتر است.

محل قرار گیری هد بر روی قسمتی به نام HSA یا head stack assemble است و محل پارک آن نیز نزدیک به موتور اسپیندل می باشد. وقتی جریان برق هارد دیسک قطع است HSA در این قسمت پارک می شود.

قسمت فیلتر که در مسیر گردش هوایی پلاتر قرار داده شده است، وظیفه جمع آوری و جذب ناخالصی‌ها از جمله ریزترین ذرات  را بر عهده دارد. زیرا هارد دیسک مکانیزم دقیقی دارد و برای کار کردن باید هوای فوق العاده پاکی در اختیار داشته باشد.

قطعات HSA

این قسمت یک بلبرینگ ضعیف دارد و حرکات نرمی را انجام میدهد. بزرگترین قسمت آن از جنس آلومینیوم است که به آن بازو گفته می شود. همانطور که در تصویر مشخص است مجموعه حلقه‌های هد  که به آن HGA یا Heads Gimbal assembly گفته می شود به بازو متصل شده اند. برای اتصال HSA و صفحه با اتصالات هد، از مدار چابی قابل انعطافی به نام FPC استفاده می شود.

همانطور که در عکس مشخص شده است، قطعه سیاه رنگ که در انتهای HSA قرار دارد اسلایدر نام دارد. ممکن است در برخی منابع اینطور ذکر شود که اسلایدرها به عنوان هد هستند اما این گونه نیست و اسلایدر به خواندن و نوشتن کمک می کند و مانند بال، هد را بر سطح پلاتر به پرواز در می آورد. ارتفاع این پرواز و جابجایی در هارد دیسک های مدرن امروزی ۵ تا ۱۰ نانومتر است. اگر حتی هر ذره‌ی کوچکی زیر اسلایدر قرار بگیرد به دلیل ایجاد اصطکاک، هد داغ می شود. به همین دلیل است که تاکید داریم هوای داخل محفظه باید کاملا پاک باشد. اسلایدر دارای سطح صافی نیست و دارای شیارهای ایرودینامیکی است که به پرواز اسلایدر در ارتفاع مشخص کمک می کند.

در تصویر بعدی قسمت مهمی از HSA قابل مشاهده است که پیش تقویت کننده یا preamplifier  نام دارد و یک تراشه است که وظیفه آن کنترل هد و تقویت سیگنال ورودی و خروجی به هد است.

در این مطلب برخی از قسمت های مختلف هارد را باز کردیم و معرفی نمودیم, البته در هارد قسمت های ریزتری نیز وجود دارد اما به دلیل طولانی شدن مطلب به همین قطعات اکتفا می کنیم.