Жорсткі диски HDDяк важливий та звичний носій інформації має одну неприємну властивість, він недовговічний. А після виходу з ладу і зовсім марний. Найчастіше він опиняється на смітнику, або свідомо здається в брухт на переробку, що в нашій країні вважається абсолютно безглуздим з низки причин, але головна — відсутність чіткого і поширеного механізму вторинного використання, і роздільного збору сміття. Ця тема для окремої розмови, можливо, ми повернемося до неї. А поки що знаходимо застосування в побуті, адже щось розібрати — це для допитливого розуму завжди цікаво! Можна показати дітям пристрій сучасних дисків та «цікаво» провести час.
Яку користь ми можемо отримати з непрацюючого накопичувача? Єдине застосування, яке спало на думку мені - це дістати з нього неодимові магніти, які відомі своєю силою намагнічування і високою стійкістю до розмагнічування.
Процес розбирання та вилучення магнітів.
За наявності інструмента зробити це дуже легко, тим паче, що диск готовий виконати своє останнє призначення.
Нам знадобиться:
- Викрутка шестикінцева зірка (T6, T7…залежно від моделі).
- Тонка плоска викрутка або міцний ніж.
- Плоскогубці.
У мене жорсткий диск WD 3.5 дюйма, який вірою та правдою прослужив мені 4 роки.
Відкручуємо гвинти по периметру, але кожух просто так не відкриється, під наклейкою захований ще один. Мабуть, це така пломба знайти її досить непросто. Прихований гвинт знаходиться на осі магнітних головок (на фото я відзначив червоним колом), у цій області і знаходиться таємне кріплення. Але можна і не церемонитися, адже нам потрібні лише магніти, решта цінностей не має. У вас має вийти щось подібне, одна або дві металеві пластини з магнітами. За допомогою плоскогубців та деякого зусилля згинаємо металеву пластину та акуратно підтягуємо магніти. Мені пощастило, пластина виявилася плоскою, її я приклеїв на супер-клей до полички на робочому столі. Інструмент під рукою, не бовтається по столу, а головне ми дали друге життя деякої частини жорсткого диска. Думаю, кожен знайде застосування магнітів у побуті.
На фото – далеко не всі! Тільки ті, які я "засудив", коли задумав цю саморобку !
Одні вийшли з ладу. Інші – просто застаріли. (До речі, простежується загальна тенденція зниження якості: сучасні жорсткі диски виходять з ладу досить часто. Старі ж, на один - два гігабайти (а то й значно менше), всі справні!!! Але використовувати їх вже не можна - вони мають дуже малу Швидкістю читання інформації... А пам'яті в них зовсім мало, так що не варто.
Але викидати – рука не піднімається! І я часто замислювався, що з них можна зробити, чи їх використовувати...
У мережі на запит "...з жорсткого диска" знаходяться в основному "надталановиті" ідеї створення точила!!! Народ із серйозним виглядом показує, як підрізати корпус, обклеїти сам диск наждачним папером, і зробити супермегакруте точило, запитавши його від комп'ютерного блоку живлення, та використовуючи власний двигун вінчестера!
Я не пробував ... Але, думаю, на такому точилі можна буде точити ..... ну хіба що, нігті! .... Та і те, якщо сильно не притискати!!
І ось зараз, коли я робив, я згадав про те, що у вінчестерах є потужні неодимові магніти. А оскільки при зварювальних роботах "кутників багато не буває", то, після завершення минулої саморобки, відразу ж розібрав один із жорстких дисків, щоб подивитися, чим можна оперувати)))
Магніт (я вказав на нього червоною стрілкою) в ньому приклеєний до металевого кронштейна, який у свою чергу закріплений гвинтом.
У старих вінчестерах магніт був один і більш потужний. У нових же їх два. Другий знаходиться знизу:
Ось що я отримав, розібравши свої диски:
До речі, диски теж мене зацікавили. Якщо у когось є ідеї щодо їх використання, поділіться, будь ласка, у коментарях...
Для початку я вирішив пошукати в мережі, чи не винайшов хтось вже цей спосіб виготовлення зварювальних куточків?!)))
Виявилося, так! Робили вже ці пристрої з вінчестерів! Але там людина просто помістила між металевими пластинами дерев'яну дошку, до якої прикрутила шурупами магніти. Цей спосіб я відразу забракував з кількох причин:
По-перше, поєднання "дугове зварювання + дерево" - це не зовсім добре!
По-друге, у торцях цих косинців виходить досить складна форма. І чистити їх буде дуже складно! А набирати він він багато. Наведу, наприклад, фото з минулої моєї публікації. На них слабкий магнітик, і він, після того, як полежав на верстаті, де працювали з металом:
І по-третє, мені не сподобалося, що косинець виходить із дуже широкими торцями. Тобто, при зварюванні якихось конструкцій, компоненти яких вже чим він сам, він не зможе використовуватись.
Тому я вирішив піти іншим шляхом. Зробити, як і у "дерев'яного" магнітними не шаблонні пластини корпусу, а сам торець між ними, але цей торець зробити гладким і закритим.
У минулій публікації я вже писав про те, що всі магніти мають полюси, які зазвичай у постійних магнітів знаходяться на широких площинах. "Замикати" ці полюси магнітним матеріалом не бажано, тому бічні пластини корпусу цього разу я вирішив зробити з немагнітного матеріалу, а торцеву пластину – з магнітного! Тобто, "з точністю до навпаки")))
Отже, що мені знадобилося:
1. Неодимові магніти із старих жорстких дисків комп'ютера.
2. Пластина із "немагнітної" нержавіючої сталі (для корпусу).
3. Тонка магнітна сталь.
4. Витяжні заклепки.
Насамперед, я зайнявся виготовленням корпусу. У мене був такий відрізок листової нержавіючої сталі. (Марку не знаю, але сталь не прилипає до магніту).
За допомогою слюсарного косинця я відміряв і вирізав болгаркою два прямокутні трикутники:
У них теж обрізав кутки (забув сфотографувати цей процес). Навіщо обрізати кути, я вже казав - щоб не заважали при зварювальних роботах.
Точне припасування кутів я робив вручну на шматку наждачной шкурки, розстеленому по площині широкої профільної труби:
Періодично вкладав заготівлі у косинець і дивився "на просвіт". Після того, як кути були виведені, я просвердлив отвори під заклепки, з'єднав крізь них пластини гвинтами М5 і ще раз перевірив кути! (До точності тут вимоги дуже високі, а свердліли отвори, я міг допустити похибку).
Далі я приступив до виготовлення самої магнітної пластини, яку, як я вже казав, хочу розмістити в торці мого косинця. Товщину косинця я вирішив зробити 20 мм. Враховуючи, що бічні пластини мають товщину 2 мм, торцева повинна бути шириною 16 мм.
Для її виготовлення мені був потрібний тонкий метал з хорошими магнітними властивостями. Його я знайшов у корпусі від несправного блоку живлення комп'ютера:
Випроставши його, я вирізав смужку, шириною 16 мм.
Саме на ній будуть розміщені магніти. Але тут виникла одна проблема: магніти, маючи вигнуту форму, не вміщаються в ширину моєї пластини.
(Трохи про самі магніти. На відміну від акустичних динаміків, у жорстких дисках використовуються не феритові, а, так звані, неодимові магніти. Вони мають значно вищу магнітну силу. Але, в той же час, вони більш тендітні - хоч вони і виглядають, як цільнометалеві, виготовлені вони з спеченого порошку рідкоземельних металів, і дуже легко ламаються.
Відклеювати магніти від сталевих пластин я не став – мені від них потрібна лише одна робоча площина. Я просто обрізав болгаркою та виступаючі пластини, і, трохи самі магніти.
При цьому використовується звичайне абразивне коло (по сталі). Рідкоземельні метали мають властивість самозайматися на повітрі в сильно подрібненому стані. Тому, не лякайтеся - "феєрверк" іскор буде набагато сильнішим за очікуване.
Нагадую!
Постійні магніти бояться сильного нагрівання! А особливо – різкого нагріву! Тому при різанні їх обов'язково потрібно охолоджувати!
Я просто поставив поруч ємність з водою, і періодично опускав у воду магніт, після того, як робив невеликий надріз.
Отже, магніти обрізані. Тепер вони розміщуються на смузі.
Вставивши в отвори для заклепок довгі гвинти м5 і закріпивши їх гайками, я по периметру шаблонної пластини вигнув ось таку складну конструкцію:
Саме на ній усередині розташуються магніти.
Часто користувачі з побоюванням ставляться до магнітів, що лежать біля електроніки. Хтось говорив нам, або ми бачили самі: ці речі можуть просто спотворити зображення, а то й назавжди зламати дорогі гаджети. Але чи така велика загроза насправді?
Уявіть ситуацію: дитині у подарунок купили магніти. Не минуло й години, як ці штуковини опиняються біля комп'ютера, біля смартфона, біля телевізора... Під загрозою опиняється багатомісячна татова зарплатня. Батько сімейства відбирає «магнітики» і кидає їх на далеку полицю, але потім замислюється: може, не так страшно?
Саме така історія сталася із журналістом DigitalTrends Саймоном Хіллом. За пошуками істини він вирішив звернутися до експертів.
Метт Ньюбі, компанія first4magnets:
«Такі уявлення залишилися у людей від старих електронних пристроїв, наприклад, ЕПТ-моніторів та телевізорів, які були чутливі до магнітних полів. При розміщенні біля одного з таких пристроїв сильного магніту ви могли спотворити зображення. На щастя, сучасні телевізори та монітори не настільки чутливі».
А що щодо смартфонів?
«Переважна більшість магнітів, з якими ви стикаєтеся кожен день, навіть деякі з дуже сильних, не вплинуть на ваш смартфон. Насправді, всередині нього також знаходяться відразу кілька маленьких магнітів, що відповідають за важливі функції. Наприклад, застосовується бездротова магнітна індукційна зарядка».
Але розслаблятись ще рано. Метт попереджає, що магнітні поля можуть викликати перешкоди в роботі деяких датчиків — зокрема, цифрового компаса і магнетометра. А якщо піднести до смартфона сильний магніт, станеться намагнічування компонентів із сталі. Вони стануть слабкими магнітами і не дадуть правильно відкалібрувати компас.
Чи не користуєтеся компасом і думаєте, що це вас не стосується? Проблема в тому, що його потребують інші, часом дуже потрібні програми. Наприклад, Google Maps компас потрібний для того, щоб визначити орієнтацію смартфона у просторі. Потрібний він і в динамічних іграх. Власникам останніх моделей iPhone магніти можуть стати на заваді навіть фотографувати - адже в смартфоні використовується оптична стабілізація зображення. Тому Apple не рекомендує творцям офіційних чохлів включати до складу своїх продуктів магніти та металеві компоненти.
На черзі – жорсткі диски
Думка про те, що магніти легко знищують вміст HDD, дуже популярна і сьогодні. Досить згадати епізод із культового серіалу «На всі тяжкі», де головний герой Уолтер Уайт величезним електромагнітом знищує цифровий компромат на себе. Слово знову бере Метт:
"Записані магнітним способом дані можна пошкодити за допомогою магнітів - це відноситься до таких речей, як касети, дискети, VHS-відеокасети та пластикові картки".
І все ж – чи можливо те, що зробив персонаж Брайана Кренстона у реальному житті?
«Теоретично пошкодження жорсткого диска є неймовірно сильним магнітом, якщо піднести той прямо до поверхні диска, можливо. Але до складу жорстких дисків входять неодимові магніти… магніт звичайного розміру не завадить. Якщо ви, наприклад, прикріпите магніти зовні системного блоку вашого ПК, жодного ефекту на жорсткий диск це не вплине».
А якщо ваш ноутбук або ПК працюють на твердотільному накопичувачі, турбуватися взагалі нема про що:
«Флеш-накопичувачі і SSD не схильні до впливу навіть сильних статичних магнітних полів».
Вдома ми оточені магнітами, каже експерт. Вони використовуються у кожному комп'ютері, динаміці, телевізорі, моторі, смартфоні. Сучасне життя без них було б просто неможливим.
Мабуть, головна небезпека, яка походить від сильних неодимових магнітів, — небезпека бути проковтнутими малолітньою дитиною. Якщо проковтнути відразу кілька, то вони будуть притягуватися один до одного через стінки кишківника, попереджає Метт. Відповідно, дитині не уникнути перитоніту (запалення черевної порожнини – прим. ред.), отже, і негайного хірургічного втручання.
Який вигляд має сучасний жорсткий диск (HDD) усередині? Як його розібрати на частини? Як називаються частини та які функції у загальному механізмі зберігання інформації виконують? Відповіді на ці та інші питання можна дізнатись тут, нижче. Крім того, ми покажемо зв'язок між російськомовною та англомовною термінологіями, що описують компоненти жорстких дисків.
Для наочності розберемо 3.5-дюймовий SATA диск. Це буде новий терабайтник Seagate ST31000333AS. Оглянемо нашого піддослідного кролика.
Зелена закріплена гвинтами пластина з візерунком доріжок, роз'ємами живлення і SATA називається платою електроніки або платою управління (Printed Circuit Board, PCB). Вона виконує функції електронного керування роботою жорсткого диска. Її роботу можна порівняти з укладанням у магнітні відбитки цифрових даних та розпізнання назад на першу вимогу. Наприклад, як старанний писар із текстами на папері. Чорний алюмінієвий корпус та його вміст називається гермоблоком (Head and Disk Assembly, HDA). Серед фахівців прийнято називати його «банком». Сам корпус без вмісту також називають гермоблок (base).
Тепер знімемо друковану плату (потрібно викрутка «зірочка» T-6) і вивчимо розміщені на ній компоненти.
Першим у вічі впадає великий чіп, розташований посередині – Система на кристалі (System On Chip, SOC). У ній можна виділити дві великі складові:
- Центральний процесор, який здійснює всі обчислення (Central Processor Unit, CPU). Процесор має порти вводу-виводу (IO ports) для управління іншими компонентами, розташованими на друкованій платі, та передачі даних через SATA-інтерфейс.
- Канал читання/запису (read/write channel) – пристрій, що перетворює аналоговий сигнал, що надходить з головок, в цифрові дані під час операції читання і кодує цифрові дані в аналоговий сигнал при записі. Також виконує стеження за позиціонуванням головок. Іншими словами, створює магнітні образи під час запису та розпізнає їх під час читання.
Чип пам'яті (memory chip) є звичайною DDR SDRAM пам'ять. Об'єм пам'яті визначає розмір кешу жорсткого диска. На цій друкованій платі встановлена пам'ять Samsung DDR об'ємом 32 Мб, що теоретично дає диску кеш в 32 Мб (і саме такий обсяг наводиться в технічних характеристиках жорсткого диска), але це не зовсім правильно. Справа в тому, що пам'ять логічно розділена на буферну пам'ять (кеш) та пам'ять прошивки (firmware). Процесор потребує певного обсягу пам'яті для завантаження модулів прошивки. Наскільки відомо, тільки виробник HGST вказують дійсний обсяг кешу в описі технічних характеристик; щодо інших дисків, про реальний обсяг кешу залишається лише гадати. У специфікації ATA укладачі не стали розширювати обмеження, закладене в ранніх версіях, що дорівнює 16 мегабайт. Тому програми не можуть відобразити обсяг максимального.
Наступний чіп – контролер управління шпиндельним двигуном та звуковою котушкою, що переміщає блок головок (Voice Coil Motor and Spindle Motor controller, VCM&SM controller). На жаргоні спеціалістів – це «крутилка». Крім того, цей чіп управляє вторинними джерелами живлення, розташованими на платі, від яких живиться процесор і мікросхема підсилювача-комутатора (preamplifier, preamp), розташована в гермоблоці. Це головний споживач енергії на друкованій платі. Він управляє обертанням шпинделя та рухом головок. Так само при відключенні живлення перемикає двигун, що зупиняється, в режим генерації і отриману енергію подає на звукову котушку для плавного паркування магнітних головок. Ядро VCM-контролера може працювати навіть при температурі 100°C.
Частина програми керування (прошивки) диска зберігається у флеш-пам'яті (на малюнку позначено: Flash). При подачі живлення на диск мікроконтролер завантажує спочатку маленьке boot-ПЗУ в собі, а далі переписує вміст флеш-чіпа на згадку і приступає до виконання коду вже з ОЗУ. Без коректно завантаженого коду диск навіть не захоче запускати двигун. Якщо на платі відсутній флеш-чіп, значить, він вбудований у мікроконтролер. На сучасних дисках (десь з 2004 року і новіше, проте виняток становлять жорсткі диски Samsung і вони ж з наклейками від Seagate) flash-пам'ять містить таблиці з кодами налаштувань механіки та головок, які є унікальними для даного гермоблоку і не підійдуть до іншого. Тому операція "перекинути контролер" завжди закінчується або тим, що диск "не визначається в BIOS", або визначається заводською внутрішньою назвою, але все одно доступ до даних не дає. Для диска Seagate 7200.11, що розглядається, втрата оригінального вмісту flash-пам'яті призводить до повної втрати доступу до інформації, так як підібрати або вгадати налаштування не вийде (принаймні, автору така методика не відома).
На youtube-каналі R.Lab є кілька прикладів перестановки плати з перепаювання мікросхеми з несправної плати на справну:
PC-3000 HDD Toshiba MK2555GSX PCB change
PC-3000 HDD Samsung HD103SJ PCB change
Датчик удару (shock sensor) реагує на небезпечну для диска тряску і посилає сигнал про це контролеру VCM. Контролер VCM негайно паркує голівки та може зупинити обертання диска. Теоретично такий механізм повинен захищати диск від додаткових пошкоджень, але на практиці він не працює, так що не кидайте диски. Ще при падінні може заклинити шпиндельний двигун, але пізніше. На деяких дисках датчик вібрації має підвищену чутливість, реагуючи на найменші механічні коливання. Отримані дані датчика дозволяють контролеру VCM коригувати рух головок. На таких дисках встановлено, крім основного, ще два додаткові датчики вібрації. На нашій платі додаткові датчики не припаяні, але місця під них є - позначені як «Vibration sensor».
На платі ще один захисний пристрій - обмежувач перехідної напруги (Transient Voltage Suppression, TVS). Він захищає плату від стрибків напруги. Під час стрибка напруги TVS перегорає, створюючи коротке замикання на землю. На цій платі встановлено два TVS, на 5 та 12 вольт.
Електроніка для старих дисків була менш інтегрована, і кожна функція була поділена на одну та більше мікросхем.
Тепер розглянемо гермоблок.
Під платою знаходяться контакти двигуна та головок. Крім того, на корпусі диска є маленький, майже непомітний отвір (breath hole). Воно слугує для вирівнювання тиску. Багато хто вважає, що всередині жорсткого диска знаходиться вакуум. Насправді, це не так. Повітря потрібне для аеродинамічного зльоту головок над поверхнею. Цей отвір дозволяє диску вирівняти тиск усередині та зовні гермозони. З внутрішньої сторони цей отвір прикритий фільтром (breath filter), який затримує частинки пилу та вологи.
Тепер заглянемо усередину гермозони. Знімемо кришку диска.
Сама кришка не є нічого цікавого. Це просто сталева пластина із гумовою прокладкою для захисту від пилу. Нарешті розглянемо начинку гермозони.
Інформація зберігається на дисках, званих також млинцями, магнітними поверхнями або пластинами (platters). Дані записуються з обох сторін. Але іноді з однієї зі сторін голівка не встановлена або фізично голівка присутня, але відключена на заводі. На фотографії ви бачите верхню пластину, що відповідає голівці з найбільшим номером. Пластини виготовляються з полірованого алюмінію або скла і покриваються декількома шарами різного складу, у тому числі феромагнітною речовиною, на якій і зберігаються дані. Між пластинами, а також над верхньою з них, ми бачимо спеціальні вставки, які називаються роздільниками або сепараторами (dampers or separators). Вони потрібні для вирівнювання потоків повітря та зниження акустичних шумів. Як правило, їх виготовляють із алюмінію або пластику. Алюмінієві роздільники успішніше справляються з охолодженням повітря усередині гермозонів. Нижче наведено приклад моделі проходження потоку повітря усередині гермоблоку.
Вид на пластини та сепаратори збоку.
Головки читання-запису (heads) встановлюються на кінцях кронштейнів блоку магнітних головок або БМГ (Head Stack Assembly, HSA). Паркувальна зона – це область, в якій повинні бути головки справного диска, якщо шпиндель зупинено. У цього диска паркувальна зона розташована ближче до шпинделя, що видно на фотографії.
На деяких накопичувачах паркування проводиться на спеціальних пластикових паркувальних майданчиках, розташованих за межами пластин.
Паркувальний майданчик накопичувача Western Digital 3.5”
У разі паркування головок усередині пластин для знімання блоку магнітних головок потрібний спеціальний інструмент, без нього зняти БМГ дуже складно без пошкодження. Для зовнішнього паркування можна вставити між головками пластикові трубочки, які підходять за розміром, і вийняти блок. Хоча, і для цього випадку так само є знімники, але вони простіші конструкції.
Жорсткий диск – механізм точного позиціонування, і для нормальної роботи потрібне дуже чисте повітря. У процесі використання всередині жорсткого диска можуть утворюватися мікроскопічні частинки металу та мастила. Для негайної очистки повітря всередині диска є циркуляційний фільтр (recirculation filter). Це високотехнологічний пристрій, який постійно збирає та затримує найдрібніші частинки. Фільтр знаходиться на шляху потоків повітря, створюваних обертанням пластин
Тепер знімемо верхній магніт та подивимося, що ховається під ним.
У жорстких дисках використовуються дуже потужні неодимові магніти. Ці магніти настільки потужні, що можуть піднімати вагу в 1300 разів більшу за їх власний. Так що не варто класти палець між магнітом та металом або іншим магнітом – удар вийде дуже чутливим. На цій фотографії зображено обмежувачі БМГ. Їхнє завдання – обмежити рух головок, залишаючи їх на поверхні пластин. Обмежувачі БМГ різних моделей влаштовані по-різному, але їх завжди два, використовуються на всіх сучасних жорстких дисках. На нашому накопичувачі другий обмежувач розташований на нижньому магніті.
Ось що там можна побачити.
Ще бачимо тут котушку (voice coil), що є частиною блоку магнітних головок. Котушка та магніти утворюють привід БМГ (Voice Coil Motor, VCM). Привід та блок магнітних головок утворюють позиціонер (actuator) – пристрій, який переміщує головки.
Чорна пластикова деталь складної форми називається фіксатором (actuator latch). Він буває двох типів: магнітний та повітряний (air lock). Магнітний працює як проста магнітна клямка. Вивільнення здійснюється подачею електричного імпульсу. Повітряна клямка звільняє БМГ після того, як шпиндельний двигун набере достатню кількість обертів, щоб тиск повітря відсунув фіксатор зі шляху звукової котушки. Фіксатор захищає головки від вильоту головок у робочу область. Якщо з якоїсь причини фіксатор зі своєю функцією не впорався (диск впустили або вдарили у ввімкненому стані), то головки прилипнуть до поверхні. Для дисків 3.5“ наступне включення через більшу потужність двигуна легко відірве головки. А ось у 2.5“ потужність двигуна менше і шанси відновити дані, вивільнивши «з полону» рідні голівки, досить високі.
Тепер знімемо блок магнітних головок.
Точність та плавність руху БМГ підтримується прецизійним підшипником. Найбільша деталь БМГ, виготовлена з алюмінієвого сплаву, зазвичай називається кронштейном чи коромислом (arm). На кінці коромисла знаходяться головки на пружинній підвісці (Heads Gimbal Assembly, HGA). Зазвичай самі голівки та коромисли постачають різні виробники. Гнучкий кабель (Flexible Printed Circuit, FPC) йде до контактного майданчика, що стикується з платою управління.
Розглянемо складові БМГ докладніше.
Котушка з'єднана з кабелем.
Підшипник.
На наступній фотографії зображено контакти БМГ.
Прокладка (Gasket) забезпечує герметичність з'єднання. Таким чином, повітря може потрапити всередину блоку з дисками та головками лише через отвір для вирівнювання тиску. У цього диска контакти покриті тонким шаром золота для запобігання окисленню. А ось з боку плати електроніки окиснення трапляється часто, що призводить до несправності HDD. Видалити окислення з контактів можна пральною гумкою (eraser).
Це класична конструкція коромисла.
Маленькі чорні деталі на кінцях пружинних підвісів називають слайдерами (sliders). Багато джерел вказують, що слайдери і головки - це те саме. Насправді ж слайдер допомагає зчитувати та писати інформацію, піднімаючи голівку над поверхнею магнітних дисків. На сучасних жорстких дисках головки рухаються з відривом 5-10 нанометрів від поверхні. Для порівняння: людське волосся має діаметр близько 25000 нанометрів. Якщо під слайдер потрапить якась частинка, це може призвести до перегріву головок через тертя і виходу з ладу, саме тому так важлива чистота повітря всередині гермозони. Попадання пилу може викликати подряпини. Від них утворюються нові порошинки, але вже магнітні, які прилипають до магнітного диска та викликають нові подряпини. Це призводить до того, що диск швидко покривається подряпинами або на жаргоні "запилюється". У такому стані ні тонкий магнітний шар, ні магнітні головки вже не працюють, і жорсткий диск стукає (клик смерті).
Самі зчитувальні та записуючі елементи головки знаходяться на кінці слайдера. Вони такі малі, що розглянути їх можна тільки в хороший мікроскоп. Нижче наведено приклад фотографії (праворуч) через мікроскоп і схематичне зображення (ліворуч) взаємного розташування пишучого та читаючого елементів головки.
Розглянемо поверхню слайдера ближче.
Як бачите, поверхня слайдера не пласка, на ній є аеродинамічні канавки. Вони допомагають стабілізувати висоту польоту слайдера. Повітря під слайдером утворює повітряну подушку (Air Bearing Surface, ABS). Повітряна подушка підтримує майже паралельний поверхні млинця політ слайдера.
Ось ще одне зображення слайдера.
Тут добре видно контакти головок.
Це ще одна важлива частина БМГ, яка поки що не обговорювалася. Вона називається підсилювачем (preamplifier, preamp). Підсилювач - це чіп, що управляє голівками і посилює сигнал, що до них або від них.
Підсилювач розташовують прямо в БМГ з дуже простої причини - сигнал, що йде з головок, дуже слабкий. На сучасних дисках він має більшу частоту 1 ГГц. Якщо винести підсилювач за межі гермозони, такий слабкий сигнал загасне по дорозі до плати управління. Встановити підсилювач прямо на голові не можна, так як вона істотно нагрівається під час роботи, що робить не можливим роботу напівпровідникового підсилювача, вакуумно-лампових підсилювачів таких малих розмірів ще не придумали.
Від підсилювача до голівок (праворуч) веде більше доріжок, ніж до гермозони (ліворуч). Справа в тому, що жорсткий диск не може одночасно працювати більш ніж з однією головкою (парою пишучих та зчитуючих елементів). Жорсткий диск посилає сигнали на підсилювач, і він вибирає голівку, до якої зараз звертається жорсткий диск.
Досить про голівки, давайте розбирати диск далі. Знімемо верхній сепаратор.
Ось як виглядає.
На наступній фотографії ви бачите гермозону зі знятим верхнім роздільником і блоком головок.
Став видно нижній магніт.
Тепер притискне кільце (platters clamp).
Це кільце утримує блок пластин разом, не даючи їм рухатися один щодо одного.
Млинці нанизані на шпиндель (spindle hub).
Тепер коли млинці ніщо не утримує, знімемо верхній млинець. Ось що перебуває під ним.
Тепер зрозуміло, рахунок чого створюється простір для головок – між млинцями знаходяться розділові кільця (spacer rings). На фотографії видно другий млинець і другий сепаратор.
Кільце розділення - високоточна деталь, виготовлена з немагнітного сплаву або полімерів. Знімемо його.
Витягнемо з диска все інше, щоб оглянути дно гермоблока.
Такий вигляд має отвір для вирівнювання тиску. Воно розташоване прямо під повітряним фільтром. Розглянемо фільтр уважніше.
Оскільки повітря, що надходить зовні, обов'язково містить пил, фільтр має кілька шарів. Він набагато товщий за циркуляційний фільтр. Іноді він містить частинки силікагелю для боротьби з вологістю повітря. Однак, якщо жорсткий диск помістити у воду, вона набереться всередину через фільтр! І це зовсім не означає, що вода, що потрапила всередину, буде чиста. На магнітних поверхнях кристалізуються солі та наждачка замість пластин забезпечена.
Трохи докладніше для шпиндельного двигуна. Схематично його конструкція показана малюнку.
Усередині spindle hub закріплений постійний магніт. Обмотки статора, змінюючи магнітне поле, змушують обертатися ротор.
Мотори бувають двох видів, з кульковими підшипниками та з гідродинамічними (Fluid Dynamic Bearing, FDB). Кулькові перестали використовувати більше 10 років тому. Це з тим, що вони биття високе. У гідродинамічному підшипнику биття набагато нижчий і працює він значно тихіше. Але є й кілька мінусів. По-перше, він може заклинити. Із кульковими такого явища не відбувалося. Кулькові підшипники якщо і виходили з ладу, то починали голосно шуміти, але інформація хоч повільно, але читалася. Зараз, у разі клину підшипника, потрібно за допомогою спеціального інструменту зняти всі диски та встановити їх на справний шпиндельний двигун. Операція дуже складна і рідко призводить до успішного відновлення даних. Клин може виникнути від різкої зміни положення за рахунок великого значення сили Коріоліса, що діє на вісь і призводить до її згинання. Наприклад, є зовнішні 3.5” диски у коробочці. Стояла коробочка вертикально, зачепили, впала горизонтально. Здавалося б, недалеко полетів те?! А ні – клин двигуна, і жодної інформації вже не дістати.
По-друге, з гідродинамічного підшипника може витекти мастило (вона там рідка, її досить багато, на відміну від мастила-геля, що використовується кулькових), і потрапити на магнітні пластини. Щоб запобігти попаданню мастила на магнітні поверхні використовують мастило з частинками, що мають магнітні властивості та вловлюють їх магнітні пастки. Ще використовують навколо місця можливого протікання абсорбційне кільце. Витікання сприяє перегріву диска, тому важливо стежити за температурним режимом експлуатації.
Уточнення зв'язку між російськомовною та англомовною термінологією виконано Леонідом Воржовим.
Оновлення 2018, Сергій Яценко
Передрук або цитування дозволені за умови збереження посилання на першу
Завантаження...