Fyzická stavba pevného disku

Obvyklé komponenty v pevnom disku:

  • jedna alebo viaceré hliníkové (v minulosti aj sklenené) rotačné platne pokryté tenkou vrstvou magnetického materiálu, uložené na spoločnej osi, slúžiace na ukladanie údajov
  • elektrický motor zabezpečujúci rotáciu platní stabilnou rýchlosťou (obvykle 5400 – 15000 otáčok za minútu)
  • prachotesný nosný obal pevného disku
  • pohyblivé čítacie a zapisovacie hlavy (angl. Heads) na výkyvných ramenách
  • elektrický motor zabezpečujúci pohyb výkyvných ramien s hlavami
  • elektrické obvody slúžiace na ovládanie motorov, hláv a komunikáciu (elektronika disku)
  • rozhranie na prepojenie disku s počítačom

Úložné platne, opis a výroba

Úložné platne a zapisovacia/čítacia hlavica po odstránení vonkajšieho krytu

 

Za najdôležitejšiu súčasť pevného disku môžeme považovať otočne uložené platne, dnes už takmer výlučne vyrábané z hliníkovej zliatiny. Platní môže byť v pevnom disku niekoľko, najčastejšie však výrobcovia používajú jednu až štyri úložné platne. V prípade diskov s extrémne veľkou kapacitou môže byť platní až 12. V zásade však platí, že čím má disk viac úložných platní, tým je hlučnejší, má väčšiu spotrebu elektrickej energie a vyvíja viac tepla. Preto sa výrobcovia snažia vyrábať kapacitne čo najväčšie pevné disky, avšak s čo najmenším počtom záznamových platní.

Z dôvodu zjednodušenia a automatizácie výrobných postupov sa môže stať, že výrobca „umelo“ zníži kapacitu pevného disku tak, že niektoré platne pevného disku sa nepoužívajú, aj napriek tomu, že sú v disku osadené.

Hliníkové úložné platne sa odlievajú v presných formách. Musia mať čo najnižšiu elektrickú vodivosť, aby sa zabránilo tvorbe vírivých prúdov, ktoré by mohli pevný disk poškodiť. Keďže hliníková zliatina, z ktorej sú platne vyrobené, nie je magnetická, musí sa na platne pevného disku naniesť tenká (cca 1 mikrometrová) magnetická vrstva oxidu železnatého a kobaltu. Táto vrstva obsahuje magnetické domény pre zápis dát. Do roku 2000 sa na výrobu úložných platní pevných diskov používalo aj sklo. Platne sú centricky nad sebou uložené na hriadeli motora.

Čítacie a zapisovacie hlavy

Detail zapisovacej/čítacej hlavice pevného disku
Detail zapisovacej/čítacej hlavice pevného disku

Hlavy slúžia na zápis a čítanie magnetickej informácie z povrchu platní. Počas práce pevného disku sa hlavy premiestňujú nad jednotlivými platňami a načítavajú z nich údaje, prípadne ich na platne zapisujú. Hlavy sa platní nedotýkajú, ale plávajú na tenkej vzduchovej vrstvičke nad ich povrchom. Vzdialenosť hláv a platní je veľmi malá (môžeme ju merať iba v nanometroch) a je daná hrúbkou vzduchového vankúša, ktorý sa vytvorí nad rýchle rotujúcimi platňami disku. Ak platne nerotujú hlavy dosadnú na ich povrch. Vzduch musí byť dokonale čistý a nesmie obsahovať žiadne znečisťujúce častice poškodzujúce jemný povrch platní, preto sa pevné disky montujú v miestnostiach s vysokou filtráciou vzduchu. Záznamové platne je potrebné chrániť aj pred náhodným dotykom s hlavami vyvolanými otrasmi a prudkým pohybom. Na platniach je vytvorená tzv. „parkovacia zóna“, kam sa čítacie a zapisovacie hlavy presunú ešte pred vypnutím pevného disku (t. j. hlavy sa „zaparkujú“). Na tomto mieste sa nenachádzajú žiadne dáta a hlavy sa tu môžu povrchu dotýkať. Po presunutí hláv do „parkovacej zóny“ sú hlavy v polohe zafixované malým permanentným magnetom, aby sa nemohli voľne pohybovať po platniach keď je pevný disk mimo prevádzky. V prenosných počítačoch, tzv. notebookoch, je technológia ochrany povrchu vylepšená senzorom zrýchlenia. Ak dôjde k výraznému zrýchleniu pohybu napr. hrozí pád prístroja, vyšle elektronika príkaz na zaparkovanie hláv. Pri bežných stolných počítačoch príkaz na zaparkovanie hláv pred vypnutím počítača vydáva operačný systém.

Obal disku

Nosnou časťou pevného disku je jeho obal. Obal slúži ako základňa pre jednotlivé komponenty disku, zároveň pre upevnenie disku do počítača. Je prachotesne uzavretý, nie je však vzduchotesný. Na obale pevného disku sa nachádza malý otvor s filtrom, ktorým sa dovnútra pevného disku dostáva vzduch, slúžiaci na vyrovnanie tlaku. V žiadnom prípade nesmie byť otvor s filtrom uzavretý, prípadne upchatý, pretože by došlo k nenávratnému poškodeniu zariadenia. Obal je obvykle masívny frézovaný dielec, vyrobený z hliníkovej zliatiny.

Rozhranie na prepojenie pevného disku s počítačom

Na prepojenie interného pevného disku s ostatnými počítačovými komponentmi sa momentálne používa najmä sériové rozhranie SATA, donedávna sa používal hlavne IDE ktoré sa tiež nazýva aj paralelným portom. Paralelný port môžeme rozdeliť na dva základné typy, a to: IDE, EIDE – používa sa najmä v stolných počítačoch; a paralelný port typu SCSI, ktorý nájdeme napríklad v serveroch alebo v počítačoch zapojených vo veľkých sieťach. So zväčšujúcou sa prenosovou rýchlosťou pevných diskov sa však už objavili aj fyzikálne hranice tohto rozhrania. Cez paralelný port typu SCSI je totiž napr. možné previesť maximálne 320 MB dát za sekundu. Táto zdanlivo závratná rýchlosť však nemusí vždy postačovať a preto sa výrobcovia pevných diskov už niekoľko rokov usilujú priviesť používateľov počítačov k prechodu od paralelných rozhraní pevných diskov k sériovým rozhraniam. Najznámejším sériovým portom na pripojenie pevného disku je port Serial ATA. Na význame nadobúda toto sériové rozhranie najmä od roku 2002. Hlavnou výhodou tohto nového rozhrania oproti rozhraniam paralelným je možnosť väčšieho dátového prenosu a jednoduchšia kabeláž pevného disku. Keďže vývoj pokračuje aj v oblasti serverových pevných diskov, aj tu sa už v roku 2005 objavil potenciálny nástupca aktuálneho rozhrania SCSI. Nový port by sa mal volať Serial Attached SCSI (SAS) a jeho použitím je možné dosiahnuť dátový prenos až 600 MB/s. Na pripojenie externých pevných diskov sa najčastejšie používa port FireWire alebo USB.

Obnova dát z HDD v MACROFER:

Firma MACROFER sa zaoberá záchranou dát z HDD už viac ako 20 rokov. Za ten čas nám prešlo cez ruky viac ako 10 000 poškodených harddiskov. Prečítajte si viac o obnove dát na disku.