Ремонт компьютеров в Челябинске

Ремонт компьютеров в Челябинске

Основной специализацией компьютерного сервиса JPS является: ремонт...

Сборка компьютеров

Сборка компьютеров

В настоящее время на компьютерном рынке представлено огромное количество готовых...

Восстановление информации

Восстановление информации

Ваши данные оказались недоступны или уничтожены? К сожалению, такие проблемы...

Создание сайтов в Челябинске

Создание сайтов в Челябинске

Наша компания предлагает вам услугу по созданию сайта вашей фирмы, оптимизированного под...

Восстановление поврежденных и утерянных данных

Восстановление поврежденных и утерянных данных

Опасность потерять ценную информацию существует для любого пользователя ПК,...

  • Ремонт компьютеров в Челябинске

    Ремонт компьютеров в Челябинске

    25.08.2012 14:36
  • Сборка компьютеров

    Сборка компьютеров

    25.08.2012 15:11
  • Восстановление информации

    Восстановление информации

    25.08.2012 15:54
  • Создание сайтов в Челябинске

    Создание сайтов в Челябинске

    25.08.2012 16:01
  • Восстановление поврежденных и утерянных данных

    Восстановление поврежденных и утерянных данных

    25.08.2012 16:04

Магнитные головки HDD

 

Головки чтения/записи служат интерфейсом между физическим магнитным материалом, на котором хранятся данные, и электронными компонентами жесткого диска. Головки работают по принципу конвертации битов в наборы магнитных импульсов и сохранения их на пластинах, а также осуществляют обратный процесс, когда нужно считать данные.

Головки чтения/записи оказывают критическое влияние на такие характеристики винчестера, как скорость линейного чтения/записи и время доступа. Обычно, они составляют самую дорогостоящую часть в накопителе. Для улучшения поверхностной плотности записи и роста скорости чтения, требуются все более сложные технологии изготовления магнитных головок, которые служат главной точкой отсчета при проектировании нового винчестера с улучшенными характеристиками скорости, времени доступа и плотности записи.

Функционирование магнитных головок чтения/записи

Концепция магнитных головок относительно проста. Их можно представить в виде конверторов энергии: они транслируют электрические сигналы в магнитные сигналы, и магнитные сигналы в электрические. Головки в магнитофонах осуществляют похожие функции, но используют совсем другую технологию. Головки чтения/записи по своему существу являются электромагнитами, осуществляющими конверсию электрически представленной информации в магнитно представленную информацию и наоборот. Каждый бит данных записывается на поверхность пластины с использованием специального метода кодирования (encoding method), который транслирует нули и единицы в наборы знакопеременных магнитных импульсов.

Старые традиционные магнитные головки, такие как ферритовые или тонкопленочные, работали, используя два главных принципа электромагнитных сил. Первый состоит в том, что прохождение электрического тока через катушку, вызывает появление магнитного поля. Этот принцип использовался при записи информации на поверхность пластины. Направление напряженности магнитного поля меняется в зависимости от направления течения электрического тока в катушке. Второй принцип обратный первому: магнитное поле, приложенное к катушке, вызывает течение электрического тока. Этот принцип используется при чтении информации с поверхности пластины. Направление течения электрического тока зависит от направления напряженности магнитного поля. Новые магнитные головки (MR и GMR) не используют наводимый ток в катушке для чтения информации с поверхности магнитной пластины. Они функционируют, используя принцип магниторезестивности: некоторые материалы меняют свое сопротивление в зависимости от приложенного магнитного поля.

Приведенный рисунок показывает, как уменьшался размер одного записанного бита информации: ширина и длина одного бита информации для различных плотностей записи. В то время как размер записанного бита уменьшается, а сами биты пакуются все теснее друг к другу, требуются более чувствительные магнитные головки для надежного детектирования и интерпретирования данных. Современные жесткие диски давно перешли порог в 10 гигабит на квадратный дюйм, а несколько лет назад жесткий диск с плотностью записи в 1 гигабит на квадратный дюйм был верхом совершенства.

Линейный размер одного записанного бита информации

Современные головки обычно называются "головками чтения-записи", в то время как еще недавно, для записи и чтения информации использовался один и тот же элемент. Современные головки - MR и GMR - это композиты, которые включают в себя различные элементы для записи и для чтения. Такое устройство головки сложнее в производстве, в силу того, что нельзя использовать эффект магниторезестивности для записи данных. Такие головки, имея различные части для записи и для чтения, позволяют идеально подобрать элемент для чтения и элемент для записи информации, в отличие от старых головок с одним элементом, которые разрабатывались в компромиссе между хорошей настройкой для чтения и хорошей настройкой для записи.

При уменьшении размера одного бита, занимаемого на поверхности пластины, очень важно не допускать эффекта интерференции между соседними битами. В силу этого используются достаточно слабые магнитные поля. Увеличивая поверхностную плотность пластины, требуется уменьшение напряженности магнитных полей, представляющих искомые данные, что требует более чуствительных элементов чтения для достоверного отличия единиц и нулей. По этой причине на рынок вышли магниторезистивные MR (magneto resistive head) и GMR (giant magneto resistive head) головки. Они более чувствительны и могут быть достаточно малыми в размерах, что также является не маловажным фактором. Используются специальные цепи усиления и распознавания для перехода от слабых электрических импульсов к цифровым данным, читаемым с поверхности пластин. Также требуется использования специальных цепей детектирования и коррекции ошибок. Кроме этого, некоторые головки включают в себя некое подобие магнитного щита, используемого для ограждения головок от внешних магнитных полей.

Количество головок чтения записи

Каждая пластина жесткого диска имеет две поверхности. Чаще всего для хранения информации используются обе поверхности пластины, но в старых накопителях, использующих принцип выделенной сервоинформации, одна из поверхностей использовалась для хранения только сервоинформации и не принимала участия в хранении пользовательской информации. Большинство современных накопителей имеют от одной до трех пластин, и, как следствие, от одной до шести головок. Накопители с нечетным количеством головок, как правило, изготавливаются по маркетинговым соображениям. Во-первых, в пределах одного семейства накопителей, удается заполнить все емкостные ниши, присутствующие на рынке в данный момент. А во-вторых, в таких накопителях могут использоваться отбраковки пластин. Ведь, не всегда получается создать пластину с удовлетворяющими характеристиками у обеих поверхностей.

В течение одного промежутка времени, только одна головка может принимать участие в чтении/записи. Для выбора головки, принимающей участие в обмене в данный момент, используется специальная электрическая цепь.

Все современные винчестеры производятся с некоторыми конфигурационными параметрами, требуемыми программой BIOS материнских плат. Не следует обращать внимание на эти параметры - они сделаны для совместимости. И правда, трудно поверить, что современный накопитель имеет 16 головок. Для логической адресации пользовательской информации в современных компьютерах используется иная техника, чем в старых компьютерах, которые для адресации использовали такие координаты, как цилиндр-головка-сектор.

На приведенном рисунке можно проследить эволюцию магнитных головок.

Эволюция магнитных головок