Устройство жесткого диска включает в себя следующие компоненты — магнитные пластины, на которые записывается информация; головки чтения/записи; двигатели, которые заставляют вращаться пластины на высокой скорости ну и также блок электроники, который играет большую роль в производительности жестких дисков.
В связи с этим устройство жесткого диска можно разбить на три блока.
Первый блок – хранилище информации, состоящее из одного или нескольких стеклянных/металлических дисков, покрытых с двух сторон магнитным слоем, на которые и записываются данные. Магнитная поверхность дисков разделена на концентрические дорожки, которые в свою очередь делятся на секторы. Имеется еще одно деление – цилиндры. Цилиндры – это сумма всех совпадающих друг с другом дорожек по вертикали, по всем рабочим поверхностям.
Второй блок – это механическая часть, отвечающая за вращение дисков первого блока, а также четкое позиционирование считывающих/записывающих головок. Каждой поверхности диска назначается своя головка и располагаются они по вертикали точным столбиком. Таким образом, в любой момент времени все головки находятся на дорожках с одинаковым номером и работают в пределах одного цилиндра. В качестве технологических параметров жесткого диска указывается число считывающих головок, а не количество рабочих поверхностей.
Головка жесткого диска
Работа головки чтения заключается в определении изменений магнитного потока, которые модулируют нулевой и единичный биты. Головка чтения изготавливается из магниторезистивного материала — его электрическое сопротивление меняется как функция проходящего сквозь него магнитного поля. Головка записи имеет более сложную конструкцию, поскольку ей нужно создавать магнитное поле, достаточно сильное, чтобы менять ориентацию магнитных доменов в пластине. Для данной задачи используется одна или большее число катушек.
Размеры головки жёсткого диска впечатляют. Ширина составляет меньше сотни нанометров, а толщина — около десяти. Головка парит над пластиной, вращающейся со скоростью 15 000 об/мин, на высоте, эквивалентной 40 атомам. Все элементы головки изготавливаются по технологиям, схожим с производством микропроцессоров. То есть головки вырезаются из подложек, на которых они формируются методом фотолитографии и осаждения нужных материалов. Таким образом, производство магнитных головок свойственно только крупным компаниям, т.к. изготовление магнитных головок требует значительных финансовых и интеллектуальных затрат.
Третий блок – это блок электроники, включающий в себя микросхемы, ответственные за обработку данных, коррекцию возможных ошибок и управление механической памятью, а также микросхемы кэш-памяти.
