硬盤的工作原理
硬盤的每個(gè)盤片的每個(gè)面都有一個(gè)讀寫磁頭,磁盤盤面區(qū)域的劃分如圖所示。
磁頭靠近主軸接觸的表面,即線速度最小的地方,是一個(gè)特殊的區(qū)域,它不存放任何數(shù)據(jù),稱為啟停區(qū)或著陸區(qū)(landing zone),啟停區(qū)外就是數(shù)據(jù)區(qū)。在最外圈,離主軸最遠(yuǎn)的地方是“0”磁道,硬盤數(shù)據(jù)的存放就是從最外圈開始的。那么,磁頭是如何找到“0”磁道的位置的 呢?在硬盤中還有一個(gè)叫“0”磁道檢測(cè)器的構(gòu)件,它是用來完成硬盤的初始定位?!?”磁道是如此的重要,以致很多硬盤僅僅因?yàn)椤?”磁道損壞就報(bào)廢,這是 非??上У?。
早期的硬盤在每次關(guān)機(jī)之前需要運(yùn)行一個(gè)被稱為parking的程序,其作用是讓磁頭回到啟停區(qū)?,F(xiàn)代硬盤在設(shè)計(jì)上已摒棄了這個(gè)雖不復(fù)雜卻很讓人不愉 快的小缺陷。硬盤不工作時(shí),磁頭停留在啟停區(qū),當(dāng)需要從硬盤讀寫數(shù)據(jù)時(shí),磁盤開始旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到額定的高速時(shí),磁頭就會(huì)因盤片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流而抬起, 這時(shí)磁頭才向盤片存放數(shù)據(jù)的區(qū)域移動(dòng)。
盤片旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流相當(dāng)強(qiáng),足以使磁頭托起,并與盤面保持一個(gè)微小的距離。這個(gè)距離越小,磁頭讀寫數(shù)據(jù)的靈敏度就越高,當(dāng)然對(duì)硬盤各部件的要求也越 高。早期設(shè)計(jì)的磁盤驅(qū)動(dòng)器使磁頭保持在盤面上方幾微米處飛行。稍后一些設(shè)計(jì)使磁頭在盤面上的飛行高度降到約0.1μm~0.5μm,現(xiàn)在的水平已經(jīng)達(dá)到 0.005μm~0.01μm,這只是人類頭發(fā)直徑的千分之一。
氣流既能使磁頭脫離開盤面,又能使它保持在離盤面足夠近的地方,非常緊密地跟隨著磁盤表面呈起伏運(yùn)動(dòng),使磁頭飛行處于嚴(yán)格受控狀態(tài)。磁頭必須飛行在盤面上方,而不是接觸盤面,這種位置可避免擦傷磁性涂層,而更重要的是不讓磁性涂層損傷磁頭。
但是,磁頭也不能離盤面太遠(yuǎn),否則,就不能使盤面達(dá)到足夠強(qiáng)的磁化,難以讀出盤上的磁化翻轉(zhuǎn)(磁極轉(zhuǎn)換形式,是磁盤上實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的方式)。
硬盤驅(qū)動(dòng)器磁頭的飛行懸浮高度低、速度快,一旦有小的塵埃進(jìn)入硬盤密封腔內(nèi),或者一旦磁頭與盤體發(fā)生碰撞,就可能造成數(shù)據(jù)丟失,形成壞塊,甚至造成 磁頭和盤體的損壞。所以,硬盤系統(tǒng)的密封一定要可靠,在非專業(yè)條件下絕對(duì)不能開啟硬盤密封腔,否則,灰塵進(jìn)入后會(huì)加速硬盤的損壞。另外,硬盤驅(qū)動(dòng)器磁頭的 尋道伺服電機(jī)多采用音圈式旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),在伺服跟蹤的調(diào)節(jié)下精確地跟蹤盤片的磁道,所以,硬盤工作時(shí)不要有沖擊碰撞,搬動(dòng)時(shí)要小心輕放。 這種硬盤就是采用溫徹斯特(winchester)技術(shù)制造的硬盤,所以也被稱為溫盤,目前絕大多數(shù)硬盤都采用此技術(shù)。
評(píng)論