هيكل ومبدأ تشغيل القرص الصلب. مساعدة في الكمبيوتر ما هي قاعدة القرص الصلب المصنوع؟

إذا كنت شخصًا عاديًا، فسيتمكن المتخصصون لدينا من توفير ذلك أوسع مجموعة من خدمات الكمبيوتر. الفنيون ذوو الخبرة لدينا على استعداد لحل أي مشكلة قد تنشأ مع وحدة النظام أو الكمبيوتر المحمول لديك.

يتصل:

جودة خدمات الكمبيوتر التي نقدمها يمكنك أن تطمئن، لأننا نوظف فنيين ذوي خبرة واهتمامًا يقدمون المساعدة في مجال الكمبيوتر وإصلاحات الكمبيوتر لسنوات عديدة، وبالطبع باستخدام أحدث المعدات الاحترافية.

ينضم:

إعداد وإصلاح أجهزة الكمبيوتر في المنزل - الاتصال بفني الكمبيوتر

• تثبيت البرامج

• إصلاح اللوحة الأم

• خدمات مساعدة الكمبيوتر

• استبدال مصدر الطاقة

هل جهاز الكمبيوتر الخاص بك مكسور؟ لا مشكلة. يعرف المتخصصون لدينا كيفية مساعدتك. لإصلاح أجهزة الكمبيوتر، لدينا جميع قطع الغيار اللازمة من الشركات المصنعة المعتمدة. الزيارات المنزلية سريعة جدًا.

مساعدة الكمبيوتر في المنزل 250 فرك.

الإصلاح العاجل للكمبيوتر المحمول - ننقذ من الفيضانات بالسوائل ونستبدل الأجزاء

• استبدال المصفوفة

• تنظيف لوحة المفاتيح

• استبدال البطارية

• إصلاح إمدادات الطاقة

إذا تعطل جهاز الكمبيوتر المحمول الخاص بك، فسيقوم الفنيون ذوو الخبرة لدينا بإصلاحه بسرعة. حتى إذا انسكبت سائلًا عليه عن طريق الخطأ وأحرقت البطارية والقرص الصلب، فسيقوم الفنيون لدينا بإعادة الكمبيوتر المحمول الخاص بك إلى حالة العمل بسرعة.

إصلاح عاجل للكمبيوتر المحمول 550 فرك.

إزالة وعلاج فيروسات الكمبيوتر - إزالة اللافتات

• تثبيت الحماية من الفيروسات

• علاج الفيروسات

• إزالة أحصنة طروادة

• إعداد جدار الحماية

لا يوجد جهاز كمبيوتر محصن ضد هجمات البرامج الضارة. يمكن للفيروسات الخبيثة أن تعطل عمل جهاز الكمبيوتر الخاص بك بشدة وتؤدي إلى فقدان البيانات، لكن المتخصصين لدينا سيقومون بإزالة الفيروسات بشكل فعال وتثبيت الحماية من الفيروسات.

إزالة الفيروسات 270 فرك.

تثبيت وتكوين Windows على جهاز كمبيوتر أو كمبيوتر محمول

• تثبيت نظام التشغيل Windows XP، Vista، Seven

• إعداد ويندوز

• تثبيت برامج التشغيل

• استعادة النظام بعد الفشل

إذا لم تتاح لك الفرصة لتثبيت نظام التشغيل Windows بنفسك، فما عليك سوى الاتصال بالمتخصصين لدينا، وسيقومون بتثبيت أي إصدار مرخص من Windows وإجراء جميع الإعدادات اللازمة.

تثبيت ويندوز 260 فرك.

نحن نحفظ بياناتك - استعادة المعلومات

• من القرص الصلب

• بعد التنسيق

• من محرك أقراص فلاش وبطاقة الذاكرة

• بعد الإزالة

بغض النظر عن سبب فقدان البيانات وعلى أي وسائط حدثت هذه الظاهرة غير السارة، سيقوم الفنيون المؤهلون لدينا باستعادة جميع بياناتك، مع الحفاظ على سرية الملفات الموجودة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

استعادة البيانات 410 فرك.

خدمات تكنولوجيا المعلومات للمؤسسات وخدمات الاشتراك للمؤسسات

• إدارة الكمبيوتر
• إصلاح محيطي
• أمن المعلومات
• تكوين شبكة

من الصعب تخيل عمل تجاري ناجح بدون خدمات تكنولوجيا المعلومات جيدة التنظيم. بعد كل شيء، يعتمد الكثير على أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بشكل جيد ونظام أمان البيانات المنظم جيدًا. اتصل بنا للحصول على خدمات تكنولوجيا المعلومات - لن نخذلكم.

عند بدء تشغيل الكمبيوتر، تقوم مجموعة من البرامج الثابتة المخزنة في شريحة BIOS بفحص الأجهزة. إذا كان كل شيء على ما يرام، فإنه ينقل التحكم إلى أداة تحميل نظام التشغيل. ثم يتم تحميل نظام التشغيل وتبدأ في استخدام الكمبيوتر. وفي الوقت نفسه، أين تم تخزين نظام التشغيل قبل تشغيل الكمبيوتر؟ كيف ظلت مقالتك التي كتبتها طوال الليل سليمة بعد إيقاف تشغيل الكمبيوتر؟ مرة أخرى أين يتم تخزينه؟

حسنًا، ربما ذهبت إلى أبعد من ذلك وأنتم تعلمون جيدًا أن بيانات الكمبيوتر يتم تخزينها على القرص الصلب. ومع ذلك، لا يعرف الجميع ما هو وكيف يعمل، وبما أنك هنا، نستنتج أننا نود معرفة ذلك. حسنا، دعونا معرفة ذلك!

وفقًا للتقليد، دعونا نلقي نظرة على تعريف القرص الصلب على ويكيبيديا:

الأقراص الصلبة (المسمار، القرص الصلب، محرك الأقراص المغناطيسية الصلبة، HDD، HDD، HMDD) - جهاز تخزين وصول عشوائي يعتمد على مبدأ التسجيل المغناطيسي.

يتم استخدامها في الغالبية العظمى من أجهزة الكمبيوتر، وأيضًا كأجهزة متصلة بشكل منفصل لتخزين نسخ احتياطية من البيانات، كتخزين الملفات، وما إلى ذلك.

دعونا معرفة ذلك قليلا. يعجبني مصطلح " محرك القرص الصلب ". هذه الكلمات الخمس تنقل الجوهر. HDD هو جهاز يهدف إلى تخزين البيانات المسجلة عليه لفترة طويلة. أساس محركات الأقراص الثابتة هو الأقراص الصلبة (الألومنيوم) ذات الطلاء الخاص، والتي يتم تسجيل المعلومات عليها باستخدام رؤوس خاصة.

لن أفكر في عملية التسجيل نفسها بالتفصيل - إنها في الأساس فيزياء الصفوف الأخيرة من المدرسة، وأنا متأكد من أنك لا ترغب في الخوض في هذا الأمر، وهذا ليس ما تتحدث عنه المقالة على الإطلاق.

ولننتبه أيضًا إلى عبارة: " دخول عشوائي "وهذا يعني تقريبًا أننا (الكمبيوتر) نستطيع قراءة المعلومات من أي قسم من السكك الحديدية في أي وقت.

هناك حقيقة مهمة وهي أن ذاكرة HDD ليست متطايرة، أي بغض النظر عما إذا كانت الطاقة متصلة أم لا، فإن المعلومات المسجلة على الجهاز لن تختفي في أي مكان. وهذا فرق مهم بين الذاكرة الدائمة للكمبيوتر والذاكرة المؤقتة ().

بالنظر إلى القرص الصلب للكمبيوتر في الحياة الحقيقية، فلن ترى أي أقراص أو رؤوس، لأن كل هذا مخفي في حالة مغلقة (منطقة محكمة الإغلاق). خارجيًا، يبدو القرص الصلب كما يلي:

لماذا يحتاج الكمبيوتر إلى القرص الصلب؟

دعونا نلقي نظرة على ماهية محرك الأقراص الصلبة الموجود في الكمبيوتر، أي الدور الذي يلعبه في جهاز الكمبيوتر. ومن الواضح أنه يخزن البيانات، ولكن كيف وماذا. هنا نسلط الضوء على الوظائف التالية لمحرك الأقراص الصلبة:

• تخزين نظام التشغيل وبرامج المستخدم وإعداداتها؛
• تخزين ملفات المستخدم: الموسيقى ومقاطع الفيديو والصور والمستندات وما إلى ذلك؛
• استخدام جزء من مساحة القرص الصلب لتخزين البيانات التي لا تتناسب مع ذاكرة الوصول العشوائي (ملف المبادلة) أو تخزين محتويات ذاكرة الوصول العشوائي أثناء استخدام وضع السكون؛

كما ترون، القرص الصلب للكمبيوتر ليس مجرد تفريغ للصور والموسيقى ومقاطع الفيديو. يتم تخزين نظام التشغيل بأكمله عليه، بالإضافة إلى ذلك، يساعد القرص الصلب في التعامل مع الحمل على ذاكرة الوصول العشوائي، مع أخذ بعض وظائفه.

مما يتكون القرص الصلب؟

لقد ذكرنا جزئيًا مكونات القرص الصلب، والآن سننظر في هذا بمزيد من التفصيل. لذلك، المكونات الرئيسية لHDD:

• إطار — يحمي آليات القرص الصلب من الغبار والرطوبة. كقاعدة عامة، يتم إغلاقها بحيث لا تدخل الرطوبة والغبار إلى الداخل؛
• أقراص (الفطائر) - صفائح مصنوعة من سبيكة معدنية معينة، مغلفة من الجانبين، وتسجل عليها البيانات. يمكن أن يكون عدد اللوحات مختلفا - من واحد (في خيارات الميزانية) إلى عدة؛
• محرك — على المغزل الذي يتم إصلاح الفطائر.
• كتلة الرأس - تصميم للروافع المترابطة (الأذرع الهزازة) والرؤوس. جزء القرص الصلب الذي يقرأ المعلومات ويكتبها عليه. بالنسبة لفطيرة واحدة، يتم استخدام زوج من الرؤوس، حيث أن الأجزاء العلوية والسفلية تعمل؛
• جهاز تحديد المواقع (المحرك ) - الآلية التي تحرك كتلة الرأس. يتكون من زوج من مغناطيس النيوديميوم الدائم وملف يقع في نهاية كتلة الرأس؛
• مراقب — دائرة إلكترونية دقيقة تتحكم في تشغيل محرك الأقراص الصلبة؛
• منطقة وقوف السيارات - مكان داخل القرص الصلب بجوار الأقراص أو على الجزء الداخلي منها، حيث يتم خفض الرؤوس (متوقفة) أثناء فترة التوقف، حتى لا تتلف سطح عمل الفطائر.

هذا جهاز بسيط للقرص الصلب. لقد تم تشكيلها منذ سنوات عديدة، ولم يتم إجراء تغييرات جوهرية عليها لفترة طويلة. ونحن نمضي قدما.

كيف يعمل القرص الصلب؟

بعد توصيل الطاقة إلى محرك الأقراص الثابتة، يبدأ المحرك، الذي يتم توصيل الفطائر به، في الدوران. بعد أن وصلت إلى السرعة التي يتم بها تشكيل تدفق مستمر للهواء على سطح الأقراص، تبدأ الرؤوس في التحرك.

يعد هذا التسلسل (أولاً، تدور الأقراص، ثم تبدأ الرؤوس في العمل) ضروريًا بحيث تطفو الرؤوس فوق اللوحات بسبب تدفق الهواء الناتج. نعم، فهي لا تلمس سطح الأقراص أبدًا، وإلا فسوف يتضرر الأخير على الفور. ومع ذلك، فإن المسافة من سطح الألواح المغناطيسية إلى الرؤوس صغيرة جدًا (حوالي 10 نانومتر) بحيث لا يمكنك رؤيتها بالعين المجردة.

بعد بدء التشغيل، أولا وقبل كل شيء، تتم قراءة معلومات الخدمة حول حالة القرص الصلب وغيرها من المعلومات الضرورية حوله، الموجودة على ما يسمى المسار الصفري. عندها فقط يبدأ العمل مع البيانات.

يتم تسجيل المعلومات الموجودة على القرص الصلب لجهاز الكمبيوتر على المسارات، والتي، بدورها، مقسمة إلى قطاعات (مثل قطع البيتزا إلى قطع). لكتابة الملفات، يتم دمج عدة قطاعات في كتلة، وهي أصغر مكان يمكن كتابة الملف فيه.

بالإضافة إلى قسم القرص "الأفقي" هذا، يوجد أيضًا قسم "عمودي" تقليدي. نظرًا لدمج جميع الرؤوس، يتم وضعها دائمًا فوق نفس رقم المسار، كل منها فوق القرص الخاص بها. وهكذا، أثناء تشغيل محرك الأقراص الثابتة، يبدو أن الرؤوس ترسم أسطوانة:

أثناء تشغيل محرك الأقراص الثابتة، فإنه ينفذ بشكل أساسي أمرين: القراءة والكتابة. عندما يكون من الضروري تنفيذ أمر الكتابة، يتم حساب المنطقة الموجودة على القرص حيث سيتم تنفيذ ذلك، ثم يتم وضع الرؤوس، وفي الواقع، يتم تنفيذ الأمر. ثم يتم فحص النتيجة. بالإضافة إلى كتابة البيانات مباشرة على القرص، تنتهي المعلومات أيضًا في ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به.

إذا تلقت وحدة التحكم أمر قراءة، فإنها تتحقق أولاً مما إذا كانت المعلومات المطلوبة موجودة في ذاكرة التخزين المؤقت. إذا لم يكن هناك، يتم حساب إحداثيات وضع الرؤوس مرة أخرى، ثم يتم وضع الرؤوس وقراءة البيانات.

بعد الانتهاء من العمل، عندما تختفي الطاقة عن القرص الصلب، يتم إيقاف الرؤوس تلقائيًا في منطقة وقوف السيارات.

هذه هي الطريقة الأساسية التي يعمل بها القرص الصلب للكمبيوتر. في الواقع، كل شيء أكثر تعقيدًا، ولكن المستخدم العادي على الأرجح لا يحتاج إلى مثل هذه التفاصيل، لذلك دعونا ننهي هذا القسم ونمضي قدمًا.

أنواع محركات الأقراص الصلبة والشركات المصنعة لها

يوجد اليوم في الواقع ثلاث شركات مصنعة رئيسية للأقراص الصلبة في السوق: Western Digital (WD)، وToshiba، وSeagate. إنها تغطي بشكل كامل الطلب على الأجهزة بجميع أنواعها ومتطلباتها. أما الشركات المتبقية فقد أفلست، أو تم استيعابها من قبل إحدى الشركات الثلاث الرئيسية، أو تم إعادة توظيفها.

وإذا تحدثنا عن أنواع الأقراص الصلبة فيمكن تقسيمها على النحو التالي:

1. بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة، المعلمة الرئيسية هي حجم الجهاز 2.5 بوصة. وهذا يسمح بوضعها بشكل مضغوط في حقيبة الكمبيوتر المحمول؛
2. للكمبيوتر الشخصي - في هذه الحالة من الممكن أيضًا استخدام محركات الأقراص الثابتة مقاس 2.5 بوصة، ولكن كقاعدة عامة، يتم استخدام محركات أقراص ثابتة مقاس 3.5 بوصة؛
3. خارجي الأقراص الصلبة- الأجهزة المتصلة بشكل منفصل بجهاز الكمبيوتر/الكمبيوتر المحمول، والتي تعمل غالبًا كمخزن للملفات.

يوجد أيضًا نوع خاص من محركات الأقراص الثابتة - للخوادم. وهي مماثلة لأجهزة الكمبيوتر العادية، ولكنها قد تختلف في واجهات الاتصال والأداء الأعلى.

جميع التقسيمات الأخرى لمحركات الأقراص الصلبة إلى أنواع تأتي من خصائصها، لذلك دعونا نفكر فيها.

مواصفات القرص الصلب

لذلك، الخصائص الرئيسية للقرص الصلب للكمبيوتر:

• مقدار - مؤشر لأقصى قدر ممكن من البيانات التي يمكن تخزينها على القرص. أول ما ينظرون إليه عادةً عند اختيار محرك الأقراص الثابتة. يمكن أن يصل هذا الرقم إلى 10 تيرابايت، على الرغم من أنه بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المنزلية، فغالبًا ما يختارون 500 جيجابايت - 1 تيرابايت؛
• شكل عامل - حجم القرص الصلب . الأكثر شيوعا هي 3.5 و 2.5 بوصة. كما ذكر أعلاه، يتم تثبيت 2.5 بوصة في معظم الحالات في أجهزة الكمبيوتر المحمولة. كما أنها تستخدم في محركات الأقراص الصلبة الخارجية. 3.5″ مثبت في أجهزة الكمبيوتر والخوادم. يؤثر عامل الشكل أيضًا على الحجم، نظرًا لأن القرص الأكبر يمكنه استيعاب المزيد من البيانات؛
• سرعة المغزل - بأي سرعة تدور الفطائر؟ الأكثر شيوعًا هي 4200 و 5400 و 7200 و 10000 دورة في الدقيقة. تؤثر هذه الخاصية بشكل مباشر على الأداء وكذلك على سعر الجهاز. كلما زادت السرعة، زادت كلتا القيمتين؛
• واجهه المستخدم — طريقة (نوع الموصل) لتوصيل القرص الصلب بالكمبيوتر. الواجهة الأكثر شيوعًا لمحركات الأقراص الصلبة الداخلية اليوم هي SATA (تستخدم أجهزة الكمبيوتر القديمة IDE). عادةً ما يتم توصيل محركات الأقراص الصلبة الخارجية عبر USB أو FireWire. بالإضافة إلى تلك المدرجة، هناك أيضا واجهات مثل SCSI، SAS؛
• حجم المخزن المؤقت (ذاكرة التخزين المؤقت) - نوع من الذاكرة السريعة (مثل ذاكرة الوصول العشوائي) المثبتة على وحدة التحكم في القرص الصلب، وهي مصممة للتخزين المؤقت للبيانات التي يتم الوصول إليها في أغلب الأحيان. يمكن أن يكون حجم المخزن المؤقت 16 أو 32 أو 64 ميجابايت؛
• وقت الوصول العشوائي — الوقت الذي يتم خلاله ضمان قيام محرك الأقراص الثابتة بالكتابة أو القراءة من أي جزء من القرص. يتراوح من 3 إلى 15 مللي ثانية؛

بالإضافة إلى الخصائص المذكورة أعلاه، يمكنك أيضًا العثور على مؤشرات مثل:

هناك العديد من أنواع محركات الأقراص الثابتة، ولكن جميعها تقريبًا تتكون من نفس المكونات الأساسية. قد تختلف تصميمات هذه الوحدات، وكذلك جودة المواد المستخدمة، ولكن خصائص أدائها الأساسية ومبادئ التشغيل هي نفسها. عناصر التصميم الرئيسية لمحرك الأقراص الثابتة النموذجي (انظر الشكل أدناه) مذكورة أدناه:

• الأقراص؛
• رؤوس القراءة/الكتابة؛
• آلية محرك الرأس
• محرك محرك القرص.
• لوحة الدوائر المطبوعة مع دوائر التحكم؛
• الكابلات والموصلات؛
• عناصر التكوين (وصلات العبور والمفاتيح).

عادةً ما يتم وضع الأقراص ومحرك محرك الأقراص والرؤوس وآلية محرك الرأس في مبيت مغلق يسمى HDA (مجموعة قرص الرأس). عادةً ما يتم التعامل مع هذه الكتلة كعقدة واحدة؛ لم يتم فتحه أبدًا. المكونات الأخرى غير المدرجة في وحدة HDA (ثنائي الفينيل متعدد الكلور، والإطار، وعناصر التكوين، وأجزاء التثبيت) قابلة للإزالة.

يحتوي محرك الأقراص الثابتة على أقراص متعددة (أطباق). على مر السنين، أصبحت محركات الأقراص الصلبة للكمبيوتر الشخصي تأتي في أشكال متعددة. عادة، يتم التعبير عن الأبعاد المادية لمحركات الأقراص الصلبة من حيث حجم الأطباق المستخدمة. يتم عرض الأحجام الرئيسية للأطباق المستخدمة في محركات الأقراص الثابتة للكمبيوتر الشخصي في الجدول.

هناك أيضًا محركات أقراص أحجام كبيرة، على سبيل المثال 8 بوصات و14 بوصة وحتى أكبر، ولكن كقاعدة عامة، لا يتم استخدام هذه الأجهزة في أجهزة الكمبيوتر. في الوقت الحاضر، يتم تثبيت محركات الأقراص مقاس 3.5 بوصة في أغلب الأحيان على أجهزة سطح المكتب وبعض الطرز المحمولة، وغالبًا ما يتم تثبيت الأجهزة الصغيرة الحجم (تنسيق 2.5 بوصة وأصغر) في الأنظمة المحمولة.

تأتي معظم محركات الأقراص مزودة بمحركين على الأقل، على الرغم من أن بعض الطرازات الأصغر تحتوي على محرك واحد. يقتصر عدد الأقراص على الأبعاد المادية لمحرك الأقراص، أي ارتفاع علبته. أكبر عدد من الأقراص التي واجهتها في محركات أقراص مقاس 3.5 بوصة هو 12.

في السابق، كانت جميع الأقراص تقريبًا مصنوعة من سبائك الألومنيوم والمغنيسيوم، والتي كانت متينة للغاية وخفيفة الوزن. ولكن مع مرور الوقت، ظهرت الحاجة إلى محركات أقراص تجمع بين الأحجام الصغيرة والسعة العالية. لذلك، بدأ استخدام الزجاج، أو بشكل أكثر دقة، مادة مركبة تعتمد على الزجاج والسيراميك، كمواد رئيسية للأقراص. إحدى هذه المواد تسمى MemCor ويتم إنتاجها بواسطة شركة Dow Corning. إنه أقوى بكثير من كل مكون من مكوناته الفردية. تتميز الأقراص الزجاجية بأنها أقوى وأكثر صلابة، لذا يمكن تصنيعها أرق مرتين أو أكثر من أقراص الألومنيوم. بالإضافة إلى ذلك، فهي أقل عرضة للتغيرات في درجات الحرارة، أي. تتغير أبعادها قليلاً جدًا عند تسخينها وتبريدها. اليوم، تتوفر جميع محركات الأقراص الثابتة تقريبًا بأطباق زجاجية أو سيراميكية زجاجية.

طبقة العمل من القرص

طبقة رقيقة من مادة قادرة على الحفاظ على المغنطة المتبقية بعد التعرض لمجال مغناطيسي خارجي. تسمى هذه الطبقة الطبقة العاملة أو المغناطيسية، وفيها يتم تخزين المعلومات المسجلة. الأنواع الأكثر شيوعًا لطبقة العمل هي:

• أكسيد؛
• رقيقة؛
• مضاد مغناطيسي مزدوج (AFC).

طبقة الأكسيد

طبقة الأكسيد عبارة عن طبقة بوليمر مملوءة بأكسيد الحديد. يتم تطبيقه على النحو التالي. أولاً، يتم رش معلق من مسحوق أكسيد الحديد في محلول بوليمر على سطح قرص ألومنيوم سريع الدوران. بسبب عمل قوى الطرد المركزي، فإنه ينتشر بالتساوي على سطح القرص من مركزه إلى الحافة الخارجية. بعد بلمرة المحلول، يتم صقل السطح. ثم يتم تطبيق طبقة أخرى من البوليمر النقي عليها، والتي تتمتع بقوة كافية ومعامل احتكاك منخفض، ويتم صقل القرص أخيرًا. عادة ما يكون سمك طبقة الأكسيد أكثر بقليل من 0.1 ميكرون. إذا تمكنت من النظر داخل محرك الأقراص الذي يحتوي على مثل هذه الأقراص، فسترى أنها ذات لون بني أو أصفر.

كلما زادت سعة التخزين، يجب أن تكون طبقة عمل الأقراص أرق وأكثر سلاسة. ولكن تبين أنه من المستحيل تحقيق جودة الطلاء المطلوبة لمحركات الأقراص عالية السعة باستخدام التكنولوجيا التقليدية. نظرًا لأن طبقة الأكسيد ناعمة جدًا، فإنها تنهار أثناء "الاصطدامات" بالرؤوس (على سبيل المثال، أثناء الصدمات العشوائية لمحرك الأقراص). تم استخدام الأقراص التي تحتوي على طبقة العمل هذه منذ عام 1955؛ لقد استمرت لفترة طويلة بفضل بساطة التكنولوجيا والتكلفة المنخفضة. ومع ذلك، في نماذج محركات الأقراص الحديثة، فقد أفسحت المجال تمامًا للأقراص ذات الأغشية الرقيقة.

طبقة رقيقة من الفيلم

tia أعلى بكثير من الأكسيد. شكلت هذه التكنولوجيا الأساس لإنتاج محركات أقراص الجيل الجديد، حيث كان من الممكن تقليل الفجوة بشكل كبير بين الرؤوس وأسطح القرص، مما جعل من الممكن زيادة كثافة التسجيل.

شرط طبقة عمل رقيقة ناجح جدًا، لأن هذا الطلاء أرق بكثير من الأكسيد. تسمى هذه الطبقة أيضًا بالمجلفنة أو المرشوشة، حيث يمكن تطبيق طبقة رقيقة على سطح الأقراص بطرق مختلفة.

فيلم رقيق المجلفن طبقة العمل تم الحصول عليها عن طريق التحليل الكهربائي. يحدث هذا بنفس الطريقة التي يحدث بها طلاء مصد السيارة بالكروم. يتم غمر الركيزة المصنوعة من الألومنيوم أو الزجاج للقرص بشكل متتابع في حمامات بمحاليل مختلفة، ونتيجة لذلك يتم تغطيتها بعدة طبقات من الفيلم المعدني. طبقة العمل عبارة عن طبقة من سبائك الكوبالت يبلغ سمكها حوالي 1 ميكرون فقط (حوالي 0.025 ميكرون).

طريقة رش طبقة العمل مستعارة من تكنولوجيا أشباه الموصلات. يتلخص جوهرها في حقيقة أنه في غرف التفريغ الخاصة يتم نقل المواد والسبائك أولاً إلى الحالة الغازية ثم تترسب على الركيزة. يتم طلاء قرص الألمنيوم أولاً بطبقة من فوسفوريت النيكل ومن ثم سبيكة الكوبالت المغناطيسية. يبلغ سمكها 1-2 ميكرو بوصة فقط (0.025-0.05 ميكرون). وبالمثل، يتم وضع طبقة رقيقة جدًا (حوالي 0.025 ميكرون) من الكربون الواقي، والتي تتمتع بقوة استثنائية، فوق الطبقة المغناطيسية على القرص. هذه هي العملية الأكثر تكلفة من بين جميع تلك المذكورة أعلاه، لأنها تتطلب ظروفًا قريبة من الفراغ الكامل.

كما ذكرنا سابقًا، يبلغ سمك الطبقة المغناطيسية التي تم الحصول عليها عن طريق الرش حوالي 0.025 ميكرون. يسمح سطحه الأملس بشكل استثنائي بأن تكون الفجوة بين الرؤوس وأسطح القرص أصغر بكثير مما كان ممكنًا في السابق (0.076 ميكرون). كلما اقترب الرأس من سطح طبقة العمل، زادت كثافة مناطق تغيير الإشارة على مسار التسجيل، وبالتالي كثافة القرص. بالإضافة إلى ذلك، مع زيادة قوة المجال المغناطيسي مع اقتراب الرأس من الطبقة المغناطيسية، تزداد سعة الإشارة؛ ونتيجة لذلك، تصبح نسبة الإشارة إلى الضوضاء أكثر ملاءمة.

مع كل من الترسيب الجلفاني والرش، فإن طبقة العمل رقيقة جدًا ومتينة. ولذلك فإن احتمالية "بقاء" الرؤوس والأقراص في حالة تلامسها مع بعضها البعض بسرعة عالية تزيد بشكل كبير. في الواقع، فإن محركات الأقراص الحديثة ذات الأقراص ذات طبقات العمل ذات الأغشية الرقيقة لا تفشل عمليا بسبب الاهتزازات والصدمات. الطلاءات المؤكسدة أقل موثوقية بكثير في هذا الصدد. إذا تمكنت من النظر داخل علبة محرك الأقراص، فسترى أن طبقات الأغشية الرقيقة الموجودة على محركات الأقراص تشبه السطح الفضي للمرايا.

طبقة مزدوجة مضادة للمغناطيسية

أحدث التطورات في تكنولوجيا وسائط القرص الصلب هو استخدام الطبقات المزدوجة المضادة للمغناطيسية (AFC)، والتي تزيد بشكل كبير من كثافة طبقة العمل، متجاوزة القيود المفروضة مسبقًا. زيادة كثافة المادة تجعل من الممكن تقليل سمك الطبقة المغناطيسية للقرص. وصلت كثافات التسجيل على القرص الصلب (المعبر عنها بالمسارات في البوصة، أو البتات في البوصة) إلى النقطة التي أصبحت فيها رقائق الطبقة المغناطيسية المستخدمة لتخزين البيانات صغيرة جدًا لدرجة أنها أصبحت غير مستقرة، ونتيجة لذلك، ضعف الأداء. . يجب أن تكون حدود الكثافة، التي تسمى الحد المغناطيسي الفائق، في حدود 30-50 جيجابت/بوصة. ومع تطور التكنولوجيا، تم التغلب على هذا الحد ووصل إلى 100 جيجابت/بوصة مربعة. ومن المتوقع أنه سيكون من الممكن في المستقبل تحقيق كثافة تسجيل سطحية تبلغ 200 جيجابت/بوصة مربعة، على الرغم من مشاركة بعض التقنيات الجديدة.

تتكون حاملات AFC من طبقتين مغناطيسيتين مفصولتين بطبقة رقيقة للغاية من معدن الروثينيوم، يبلغ سمكها 3 ذرات فقط (6 أنجستروم). يشكل هذا التصميم متعدد الطبقات مركبًا مضادًا للمغناطيسية يتكون من طبقة مغناطيسية علوية وسفلية، مما يجعل من الممكن تمييز هذه الطبقات عبر الارتفاع المرئي بالكامل لمحرك الأقراص الثابتة. يسمح هذا التصميم باستخدام طبقات مغناطيسية أكثر سمكًا تحتوي على بلورات أكبر وأكثر استقرارًا، مما يسمح للحاملات بالعمل كطبقة واحدة ذات سمك إجمالي أصغر بكثير.

في عام 2001، استخدمت شركة IBM تقنية AFC لإنشاء سلسلة كاملة من محركات الأقراص Travelstar 30GN مقاس 2.5 بوصة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة؛ كانت محركات الأقراص الثابتة من هذا النوع هي محركات الأقراص الأولى التي تحتوي على طبقة عمل AFC التي ظهرت في السوق. بالإضافة إلى ذلك، بدأت شركة IBM في إنشاء محركات أقراص AFC مقاس 3.5 بوصة تُستخدم في أجهزة الكمبيوتر المكتبية. كان محرك الأقراص الأول من هذا النوع هو Deskstar 120 GXP. اليوم، يتم إنتاج وسائط AFC بواسطة شركة Hitachi Global Storage Technologies، التي استوعبت قسم الأقراص الصلبة التابع لشركة IBM، بالإضافة إلى عدد من الشركات المصنعة الكبرى الأخرى لهذا النوع من الوسائط. تسمح لك تقنية AFC بالتغلب على حاجز الكثافة الذي يبلغ 100 جيجابت/بوصة2، وبالاشتراك مع التسجيل المغناطيسي العمودي (PMR) يدفعه إلى 200 جيجابت/بوصة2. خارجيًا، تبدو الوسائط المطلية بـ AFC مثل المرآة.

في محركات الأقراص الثابتة، يكون لكل جانب من كل محرك رأس خاص به للقراءة/الكتابة. يتم تثبيت جميع الرؤوس على إطار متحرك مشترك وتتحرك في وقت واحد.

تصميم الإطار بالرؤوس بسيط للغاية. يتم تثبيت كل رأس على نهاية رافعة مثبتة على زنبرك يضغطها بلطف على القرص. قليل من الناس يعرفون أن القرص محصور بين زوج من الرؤوس (العلوية والسفلية). وإذا لم يترتب على ذلك أي عواقب، فيمكننا إجراء تجربة صغيرة: افتح محرك الأقراص وارفع الرأس العلوي بإصبعك. بمجرد تحريره، فإنه سيعود إلى موضعه الأصلي (وسوف يحدث نفس الشيء مع الجزء السفلي من الرأس).

يوضح الشكل تصميمًا قياسيًا لآلية محرك الملف المتحرك.

عند إيقاف تشغيل محرك الأقراص، تلمس الرؤوس الأقراص تحت تأثير الينابيع. عندما تدور الأقراص، يزداد الضغط الديناميكي الهوائي تحت الرؤوس، وتخرج من أسطح العمل ("تطير لأعلى"). عندما يدور القرص بأقصى سرعة، يمكن أن تكون الفجوة بينه وبين الرؤوس 0.5-5 ميكروبوصة أو أكثر.

في أوائل الستينيات، كانت المسافة بين القرص والرؤوس 200-300 ميكروبوصة؛ وفي محركات الأقراص الحديثة يصل إلى 10 نانومتر، أو 0.4 ميكرو بوصة. لاستيعاب كثافات التسجيل الأعلى في المستقبل، ستستمر المسافة المادية بين الرأس والطبق في الانخفاض؛ وربما تتلامس هذه الرؤوس بشكل مباشر مع سطح القرص. وبطبيعة الحال، سيتطلب هذا تصميمات جديدة للوسائط والرؤوس.

انتباه!

الاتجاه العام هو كما يلي: كلما تم إطلاق محرك الأقراص مبكرًا وكلما كانت سعته أصغر، زادت الفجوة بين الرؤوس وأسطح الأقراص. بسبب الحجم الصغير لهذه الفجوة على وجه التحديد، لا يمكن فتح وحدة HDA إلا في غرف نظيفة تمامًا: أي ذرة من الغبار عالقة في الفجوة يمكن أن تؤدي إلى أخطاء عند قراءة البيانات وحتى اصطدام الرؤوس بالأقراص ممتلئة سرعة. في الحالة الأخيرة، قد يتضرر الرأس أو القرص، وهو أمر مزعج بنفس القدر.

ولهذا السبب يتم تجميع وحدات HDA فقط في غرف الأبحاث التي تلبي متطلبات الفئة 100 (أو أعلى). وهذا يعني أنه في قدم مكعب واحد من الهواء لا يمكن أن يكون هناك أكثر من 100 جزيئة غبار يصل حجمها إلى 0.5 ميكرون. للمقارنة: شخص واقف يزفر حوالي 500 جزيء من هذا القبيل كل دقيقة! ولذلك، تم تجهيز المباني بأنظمة خاصة لترشيح وتنقية الهواء. لا يمكن فتح وحدات HDA إلا في ظل هذه الظروف.

إن الحفاظ على مثل هذه الظروف المعقمة يكلف الكثير من المال. تنتج بعض الشركات "ورش عمل نظيفة" في إصدارات الطاولة. تكلفتها بضعة آلاف من الدولارات فقط، وتبدو وكأنها صناديق كبيرة ذات جدران شفافة تحتوي على قفازات للمشغل. قبل البدء في العمل، يجب على المشغل إدخال الجهاز وجميع الأدوات اللازمة في الصندوق، ثم إغلاق الصندوق وتشغيل نظام الترشيح. خلال
لبعض الوقت سيكون من الممكن البدء في التفكيك والعمليات الأخرى باستخدام محرك الأقراص. هناك طرق أخرى لخلق ظروف معقمة. تخيل، على سبيل المثال، طاولة تحرير، مسيجة من المساحة المحيطة بها بواسطة ستارة هوائية، ومباشرة مكان العمليتم توفير الهواء النقي باستمرار تحت الضغط.

وهذا يذكرنا بـ "ستائر" الهواء الساخن المثبتة على أبواب المتاجر لفصل الشتاء، والتي لا تزعج العملاء، ولكنها أيضًا لا تسمح للحرارة من الغرفة بالهروب إلى الخارج. نظرًا لأن هذه المعدات باهظة الثمن، فإن الشركات المصنعة لها فقط هي التي تقوم عادةً بإصلاح محركات الأقراص الثابتة.

قراءة/كتابة تصاميم الرأس!
مع تطور تكنولوجيا محركات الأقراص، تطورت أيضًا تصميمات رؤوس القراءة/الكتابة. كانت الرؤوس الأولى عبارة عن نوى ذات لفات (مغناطيسات كهربائية). وفقًا للمعايير الحديثة، كان حجمها هائلاً وكثافة تسجيلها منخفضة للغاية. لقد قطعت تصميمات الرؤوس شوطًا طويلًا على مر السنين، بدءًا من الرؤوس الأساسية من الفريت وحتى نماذج المقاومة المغناطيسية العملاقة الحالية. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول تصميمات الرأس المختلفة في الفصل الثامن.

وحدة القيادة - الجزء الأكثر أهمية من محرك الأقراص. يوضح الجدول اعتماد خصائص القرص الصلب على نوع محرك أقراص معين.

كانت محركات الأقراص ذات المحركات المتدرجة تُستخدم بشكل شائع في محركات الأقراص الثابتة بسعة 100 ميجابايت أو أقل، والتي تم إنشاؤها في الثمانينيات وأوائل التسعينيات. تستخدم جميع محركات الأقراص ذات السعة الأعلى عادةً محركات أقراص متحركة. تستخدم محركات الأقراص المرنة محركًا متدرجًا لتحريك الرؤوس. تعد معلماتها (بما في ذلك الدقة) كافية تمامًا لمحركات الأقراص من هذا النوع، نظرًا لأن كثافة مسارات التسجيل على الأقراص المرنة أقل بكثير (135 مسارًا في البوصة) مقارنة بمحركات الأقراص الثابتة (أكثر من 5000 مسارًا في البوصة). معظم محركات الأقراص المنتجة اليوم مجهزة بمحركات لولبية متحركة.

السائر المحركات - هذا محرك كهربائي لا يمكن لدواره أن يدور إلا بخطوات، أي. بزاوية محددة بدقة. إذا قمت بتدوير العمود يدويًا، فيمكنك سماع نقرات ناعمة (أو أصوات طقطقة عند الدوران بسرعة) التي تحدث في كل مرة يمر فيها الدوار في موضع ثابت آخر.

لا يمكن تركيب محركات السائر إلا في مواضع ثابتة. أبعاد هذه المحركات صغيرة (في حدود عدة سنتيمترات)، ويمكن أن يكون شكلها مستطيلاً أو أسطوانياً أو ما إلى ذلك. يتم تركيب محرك السائر خارج وحدة HDA، لكن عموده يمر بالداخل من خلال فتحة بها حشية مانعة للتسرب. عادةً ما يوجد المحرك في أحد أركان مبيت محرك الأقراص ويمكن التعرف عليه بسهولة.

واحدة من أكبر المشاكل في آلية المحرك السائر هي عدم استقرار درجة الحرارة. عند تسخينها وتبريدها، تتوسع الأقراص وتنكمش، مما يؤدي إلى تحرك المسارات بالنسبة إلى مواقعها السابقة. نظرا لأن آلية محرك الرأس لا تسمح لهم بالتحرك لمسافة أقل من خطوة واحدة (الانتقال إلى مسار واحد)، فمن المستحيل التعويض عن أخطاء درجة الحرارة. تتحرك الرؤوس وفقًا لعدد النبضات الموردة للمحرك السائر.

يظهر محرك السائر في الشكل.

اليوم، يعتقد الكثيرون أن محركات الأقراص الصلبة المغناطيسية بطيئة للغاية وغير موثوقة وعفا عليها الزمن من الناحية الفنية. من ناحية أخرى، وصلت محركات أقراص SSD إلى ذروة شعبيتها: فكل جهاز محمول يحتوي على وسائط تخزين تعتمد على الفلاش، وحتى أجهزة الكمبيوتر المكتبية تستخدم محركات الأقراص هذه. ومع ذلك، فإن آفاقهم محدودة للغاية. وفقًا لتوقعات CHIP، ستنخفض أسعار محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة (SSD) أكثر قليلاً، ومن المرجح أن تتضاعف كثافة البيانات وبالتالي سعة محرك الأقراص، ثم ستأتي النهاية. ستكون محركات أقراص SSD بسعة 1 تيرابايت باهظة الثمن دائمًا. على خلفيتها، تبدو محركات الأقراص المغناطيسية الصلبة ذات السعة المماثلة جذابة للغاية، لذلك من السابق لأوانه الحديث عن نهاية عصر محركات الأقراص التقليدية. ومع ذلك، فإنهم يقفون اليوم على مفترق طرق. وتسمح إمكانات التكنولوجيا الحالية - طريقة التسجيل المتعامدة - بدورتين إضافيتين مدتهما سنتان، حيث سيتم خلالهما إصدار نماذج جديدة ذات سعة متزايدة، ثم سيتم الوصول إلى الحد الأقصى.

إذا تمكنت الشركات المصنعة الثلاث الكبرى - Seagate وWestern Digital وToshiba - من الانتقال إلى إحدى التقنيات الجديدة المعروضة في هذه المقالة، فإن محركات الأقراص الثابتة مقاس 3.5 بوصة بسعة 60 تيرابايت أو أعلى (وهي أكبر 20 مرة من الطرازات الحالية) ) سوف تتوقف عن كونها ترفًا بعيد المنال. في الوقت نفسه، ستزداد أيضًا سرعة القراءة، لتصل إلى مستوى SSD، لأنها تعتمد بشكل مباشر على كثافة البيانات المكتوبة: كلما قصرت المسافة التي يحتاج رأس القراءة إلى قطعها، زادت سرعة عمل القرص. ولذلك، إذا استمر "جوعنا للمعلومات" في النمو، فإن كل "أكاليل الغار" سوف تذهب إلى الأقراص المغناطيسية الصلبة.

طريقة التسجيل العمودي

منذ بعض الوقت، تستخدم محركات الأقراص الثابتة طريقة تسجيل متعامدة (على المجالات ذات الموقع الرأسي)، مما يوفر كثافة بيانات أعلى. هذا هو المعيار حاليا. وسوف تحتفظ التقنيات اللاحقة بهذه الطريقة.

6 تيرابايت: تم الوصول إلى الحد الأقصى تقريبًا

وفي غضون عامين، ستصل أقراص الكتابة المتعامدة إلى الحد الأقصى لكثافة البيانات على طبق.

وفي محركات الأقراص الصلبة الحديثة التي تصل سعتها إلى 4 تيرابايت، لا تتجاوز كثافة تسجيل الأقراص المغناطيسية 740 جيجابت لكل بوصة مربعة. يعد المصنعون بأن محركات الأقراص التي تستخدم طريقة التسجيل العمودي ستكون قادرة على توفير 1 تيرابايت لكل بوصة مربعة. في غضون عامين، سيتم إصدار أحدث جيل من محركات الأقراص هذه: ستصل سعة نماذج عامل الشكل 3.5 بوصة إلى 6 تيرابايت، وستكون النماذج مقاس 2.5 بوصة قادرة على توفير ما يزيد قليلاً عن 2 تيرابايت من مساحة القرص. ومع ذلك، فإن مثل هذه المعدلات المتواضعة للنمو في كثافة التسجيل لم تعد قادرة على مواكبة جوعنا المتزايد للمعلومات، كما توضح الرسوم البيانية التالية.

مشكلة اختيار المواد

محركات الأقراص الثابتة التي تستخدم طريقة التسجيل العمودي غير قادرة على تلبية المتطلبات المتزايدة في مجال تخزين البيانات، نظرًا لكثافة التسجيل التي تزيد قليلاً عن 1 تيرابايت لكل بوصة مربعة، فإنها تضطر إلى التعامل مع تأثير المغناطيسية الفائقة. هذا المصطلحيعني أن جزيئات حجم معين من المواد المغناطيسية غير قادرة على الحفاظ على حالة المغنطة لفترة طويلة، والتي يمكن أن تتغير فجأة تحت تأثير الحرارة من البيئة. يعتمد حجم الجسيمات التي يحدث فيها هذا التأثير على المادة المستخدمة (انظر الجدول أدناه). إن أطباق محركات الأقراص الصلبة الحديثة ذات التسجيل العمودي مصنوعة من سبيكة من الكوبالت والكروم والبلاتين (CoCrPt)، يبلغ قطر جزيئاتها 8 نانومتر وطولها 16 نانومتر. ولتسجيل بت واحد، يحتاج الرأس إلى مغنطة حوالي 20 من هذه الجسيمات. بقطر 6 نانومتر أو أقل، فإن جزيئات هذه السبيكة غير قادرة على الحفاظ على حالة مجالها المغناطيسي بشكل موثوق.

في صناعة الأقراص الصلبة، غالبًا ما يتم الحديث عن "المعضلة الثلاثية". يمكن للمصنعين استخدام ثلاث طرق رئيسية لزيادة كثافة التسجيل: تغيير حجم الجسيمات، وعدد الجسيمات، ونوع السبيكة التي تتكون منها. ولكن عندما يكون حجم الجسيمات لسبائك CoCrPt من 6 نانومتر، فإن استخدام إحدى الطرق سيؤدي إلى حقيقة أن الطريقتين الأخريين ستكون عديمة الفائدة: إذا تم تقليل حجم الجسيمات، فسوف تفقد مغنطتها. إذا قمت بتقليل عددها لكل بت، فإن إشارتها سوف "تذوب" في الضوضاء المحيطة للبتات المجاورة. لن يتمكن رأس القراءة من تحديد ما إذا كان يتعامل مع "0" أو "1". تسمح السبيكة ذات الخصائص المغناطيسية الأعلى باستخدام جزيئات أصغر وتسمح أيضًا بتقليل عددها، ولكن في هذه الحالة لا يستطيع رأس التسجيل تغيير مغنطتها. لا يمكن حل هذه المعضلة الثلاثية إلا إذا تخلى المصنعون عن طريقة التسجيل العمودي. هناك بالفعل العديد من التقنيات الجاهزة لهذا الغرض.

ما يصل إلى 60 تيرابايت: تقنيات التسجيل الجديدة

يمكن زيادة كثافة التسجيل لمحركات الأقراص الصلبة المستقبلية بمقدار عشرة أضعاف - باستخدام الموجات الدقيقة والليزر ووحدات تحكم SSD والسبائك الجديدة.

التطور الواعد، القادر على توفير كثافة تسجيل تزيد عن 1 تيرابايت لكل بوصة مربعة، هو تقنية التسجيل المغناطيسي مع التداخل الجزئي للمسارات (Shingled Magnetic Recording، SMR). مبدأها هو أن المسارات المغناطيسية لقرص SMR تتداخل جزئيًا مع بعضها البعض، مثل البلاط الموجود على السطح. تتغلب هذه التقنية على الصعوبة المتأصلة في طريقة التسجيل المتعامدة: حيث سيؤدي المزيد من التخفيض في عرض المسارات حتماً إلى استحالة تسجيل البيانات. تحتوي الأقراص الحديثة على مسارات منفصلة بعرض 50 إلى 30 نانومتر. الحد الأدنى لعرض المسار الممكن للتسجيل العمودي هو 25 نانومتر. في تقنية SMR، وبسبب التداخل الجزئي، يمكن أن يصل عرض المسار لرأس القراءة إلى 10 نانومتر، وهو ما يتوافق مع كثافة تسجيل تبلغ 2.5 تيرابت لكل بوصة مربعة. وتتمثل الحيلة في زيادة عرض مسارات التسجيل إلى 70 نانومتر، مع التأكد من أن حافة المسار قابلة للمغنطة بنسبة 100%. لن تتغير حافة المسار إذا تم تسجيل المسار التالي بإزاحة قدرها 10 نانومتر. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز رأس التسجيل بدرع واقي لمنع مجاله المغناطيسي القوي من إتلاف البيانات الموجودة تحته. أما بالنسبة للرأس فقد تم تصميمه بالفعل
بواسطة هيتاشي. ومع ذلك، هناك مشكلة أخرى: عادةً ما يتم إجراء إعادة كتابة منفصلة ومباشرة للبتات على قرص مغناطيسي، وفي إطار تقنية SMR، يكون هذا ممكنًا فقط على المسار العلوي من الطبق. يتطلب تغيير البتات الموجودة على المسار السفلي إعادة كتابة الطبق بأكمله، مما يقلل من الأداء.

الخليفة الواعد: حمر

وفي الوقت نفسه، تعطي المنظمة الدولية لمحركات الأقراص والمواد والمعدات IDEMA الأفضلية للتسجيل المغناطيسي بمساعدة الحرارة (HAMR، التسجيل المغناطيسي بمساعدة الحرارة) وتعتبره المرشح الأكثر ترجيحًا لدور خليفة تقنية التسجيل العمودي. يتوقع مارك جينن من مجلس إدارة IDEMA أن تكون أقراص HAMR الأولى متاحة للبيع في عام 2015.
على عكس SMR، تحل تقنية HAMR المعضلة الثلاثية عن طريق تقليل الجزيئات المغناطيسية، الأمر الذي يتطلب الانتقال إلى مواد جديدة. بالنسبة لأقراص HAMR، من الضروري استخدام مادة ذات طاقة متباينة أعلى - وأكثرها واعدة هي سبيكة من الحديد والبلاتين (FePt). يحدد تباين الخواص مقدار الطاقة المطلوبة لإزالة المغنطة من المادة. في FePt يكون مرتفعًا جدًا لدرجة أن الجزيئات التي يبلغ حجمها 2.5 نانومتر فقط هي التي تواجه الحد المغناطيسي الفائق (انظر الجدول في القسم التالي). وهذا الظرف من شأنه أن يجعل من الممكن إنتاج محركات أقراص ثابتة بسعة 30 تيرابايت بكثافة تسجيل تبلغ 5 تيرابايت لكل بوصة مربعة.

تكمن المشكلة في أن رأس التسجيل نفسه غير قادر على تغيير الاتجاه المغناطيسي لجزيئات سبيكة FePt. لذلك، في أقراص HAMR، يتم دمج الليزر فيه، والذي يقوم بتسخين الجزيئات مؤقتًا على مساحة عدة نانومترات إلى درجة حرارة تبلغ حوالي 400 درجة مئوية. ونتيجة لذلك، يحتاج رأس التسجيل إلى طاقة أقل لتغيير المجال المغناطيسي للجسيمات. استنادًا إلى قيم كثافة التسجيل، يمكن أن تتمتع محركات التسجيل المغناطيسية المدعومة حراريًا بسرعات قراءة عالية (حوالي 400-500 ميجابايت/ثانية)، والتي لا يمكن تحقيقها اليوم إلا لمحركات أقراص SSD ذات واجهة SATA 3.

بالإضافة إلى الليزر، فإن مولد عزم الدوران (Spin Torque Oscillator)، الذي ينبعث منه موجات ميكروويف، قادر أيضًا على توفير القدرة على الكتابة على ألواح سبائك FePt. تعمل الموجات الدقيقة على تغيير خصائص المجال المغناطيسي للجسيمات بطريقة تجعل رأس التسجيل الضعيف يعيد مغنطتها بسهولة. بشكل عام، يزيد المولد من كفاءة رأس التسجيل ثلاث مرات. لا تزال تقنية التسجيل المغناطيسي بمساعدة الميكروويف (MAMR)، على عكس HAMR، قيد التطوير.

سبيكة معدنية جديدة للأقراص ذات التسجيل المغناطيسي المدلك حرارياً

تتمتع سبيكة FePt الموجودة في قرص HAMR بطاقة متباينة الخواص أعلى وقدرة مغنطة متزايدة. بالمقارنة مع طريقة التسجيل المتعامدة، يمكن استخدام أحجام الجسيمات الأصغر هنا.

ماذا يأتي بعد HAMR؟

تقنية الوسائط ذات النمط البتي (BPM). لفترة طويلةكان يعتبر الأكثر واعدة. إنه يوفر حلاً مختلفًا للمعضلة الثلاثية: في هذه الحالة، يتم فصل الجزيئات المغناطيسية عن بعضها البعض بواسطة طبقة عازلة من أكسيد السيليكون. على عكس الأقراص المغناطيسية التقليدية، يتم ترسيب المناطق القابلة للمغنطة باستخدام الطباعة الحجرية، على غرار تصنيع الرقائق. وهذا يجعل إنتاج وسائط BPM مكلفًا للغاية. يتيح لك BPM تقليل عدد الجزيئات لكل بت مع تجنب تأثير الضوضاء الصادرة عن الجزيئات المجاورة على الإشارة. المشكلة الوحيدة اليوم هي إنشاء رأس قراءة/كتابة يمكنه توفير تحكم عالي الدقة في وحدات بت BPM. لذلك، يُنظر إلى BPM حاليًا على أنه الخليفة الأكثر احتمالاً لـ HAMR. إذا قمت بدمج كلتا التقنيتين، يمكنك تحقيق كثافة تسجيل تبلغ 10 تيرابايت لكل بوصة مربعة وإنتاج أقراص بسعة 60 تيرابايت.

مجال جديد للبحث هو تقنية التسجيل المغناطيسي ثنائي الأبعاد (TDMR)، والتي تحل المعضلة الثلاثية من خلال القضاء على مشكلة نسبة الإشارة إلى الضوضاء. مع وجود عدد صغير من الجسيمات لكل بت، يتلقى رأس القراءة إشارة غير واضحة لأنه يتمتع بقدرة منخفضة ويضيع في ضوضاء الجسيمات المجاورة. الميزة الخاصة لتقنية TDMR هي القدرة على استعادة الإشارة المفقودة. يتطلب ذلك مطبوعات متعددة لرؤوس القراءة أو طباعة لرؤوس قراءة متعددة تشكل صورة ثنائية الأبعاد للسطح. واستنادًا إلى هذه الصور، يستعيد جهاز فك التشفير البتات المقابلة.

تعد محركات الأقراص الثابتة، أو محركات الأقراص الثابتة كما يطلق عليها أيضًا، أحد أهم مكونات نظام الكمبيوتر. الجميع يعرف عن هذا. ولكن ليس كل مستخدم حديث لديه فهم أساسي لكيفية عمل القرص الصلب. مبدأ التشغيل بشكل عام بسيط للغاية بالنسبة للفهم الأساسي، ولكن هناك بعض الفروق الدقيقة التي سيتم مناقشتها بشكل أكبر.

أسئلة حول الغرض وتصنيف محركات الأقراص الصلبة؟

إن مسألة الهدف هي بالطبع مسألة بلاغية. سيجيب أي مستخدم، حتى المبتدئ، على الفور أن القرص الصلب (المعروف أيضًا باسم القرص الصلب، ويعرف أيضًا باسم القرص الصلب أو محرك الأقراص الثابتة) سوف يجيب على الفور بأنه يُستخدم لتخزين المعلومات.

بشكل عام، هذا صحيح. لا تنس أنه على القرص الصلب، بالإضافة إلى نظام التشغيل وملفات المستخدم، توجد قطاعات تمهيد تم إنشاؤها بواسطة نظام التشغيل، والتي بفضلها يبدأ التشغيل، بالإضافة إلى ملصقات معينة يمكنك من خلالها العثور بسرعة على المعلومات الضرورية على القرص.

النماذج الحديثة متنوعة تمامًا: محركات الأقراص الصلبة التقليدية، ومحركات الأقراص الصلبة الخارجية، ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة عالية السرعة (SSD)، على الرغم من عدم تصنيفها بشكل عام على أنها محركات أقراص ثابتة. بعد ذلك، يُقترح النظر في هيكل ومبدأ تشغيل القرص الصلب، إن لم يكن بالكامل، فعلى الأقل بطريقة تكفي لفهم المصطلحات والعمليات الأساسية.

يرجى العلم أن هناك أيضًا تصنيف خاص لمحركات الأقراص الصلبة الحديثة وفقًا لبعض المعايير الأساسية، ومن بينها ما يلي:

• طريقة تخزين المعلومات
• نوع الوسائط؛
• طريقة تنظيم الوصول إلى المعلومات.

لماذا يسمى القرص الصلب بالقرص الصلب؟

يتساءل العديد من المستخدمين اليوم عن سبب تسمية محركات الأقراص الثابتة المتعلقة بالأسلحة الصغيرة. يبدو أن ما يمكن أن يكون مشتركا بين هذين الجهازين؟

ظهر المصطلح نفسه في عام 1973، عندما ظهر أول محرك أقراص ثابتة (HDD) في العالم في السوق، والذي يتكون تصميمه من جزأين منفصلين في حاوية مغلقة واحدة. كانت سعة كل حجرة 30 ميجابايت، ولهذا السبب أعطى المهندسون القرص الاسم الرمزي "30-30"، والذي كان متناغمًا تمامًا مع العلامة التجارية لبندقية "30-30 وينشستر" المشهورة في ذلك الوقت. صحيح أنه في أوائل التسعينيات في أمريكا وأوروبا، توقف هذا الاسم تقريبًا عن الاستخدام، لكنه لا يزال يتمتع بشعبية في منطقة ما بعد الاتحاد السوفيتي.

هيكل ومبدأ تشغيل القرص الصلب

لكننا نستطرد. يمكن وصف مبدأ تشغيل القرص الصلب باختصار على أنه عمليات قراءة المعلومات أو كتابتها. ولكن كيف يحدث هذا؟ من أجل فهم مبدأ تشغيل القرص الصلب المغناطيسي، عليك أولاً دراسة كيفية عمله.

القرص الصلب نفسه عبارة عن مجموعة من اللوحات، يمكن أن يتراوح عددها من أربعة إلى تسعة، متصلة ببعضها البعض بواسطة عمود (محور) يسمى المغزل. تقع اللوحات واحدة فوق الأخرى. في أغلب الأحيان، تكون المواد اللازمة لتصنيعها هي الألومنيوم والنحاس والسيراميك والزجاج وما إلى ذلك. تحتوي الألواح نفسها على طلاء مغناطيسي خاص على شكل مادة تسمى الطبق، بناءً على أكسيد جاما الفريت، وأكسيد الكروم، وفريت الباريوم، وما إلى ذلك. يبلغ سمك كل لوحة حوالي 2 مم.

الرؤوس الشعاعية (واحدة لكل لوحة) هي المسؤولة عن كتابة وقراءة المعلومات، ويستخدم كلا السطحين في اللوحات. والتي يمكن أن تتراوح سرعتها من 3600 إلى 7200 دورة في الدقيقة، ويتولى محركان كهربائيان مسؤولية تحريك الرؤوس.

في هذه الحالة، المبدأ الأساسي لتشغيل القرص الصلب للكمبيوتر هو أن المعلومات لا يتم تسجيلها في أي مكان، ولكن في مواقع محددة بدقة، تسمى القطاعات، والتي تقع على مسارات أو مسارات متحدة المركز. لتجنب الارتباك، يتم تطبيق قواعد موحدة. وهذا يعني أن مبادئ تشغيل محركات الأقراص الثابتة، من حيث بنيتها المنطقية، عالمية. على سبيل المثال، حجم القطاع الواحد المعتمد كمعيار موحد في جميع أنحاء العالم هو 512 بايت. وفي المقابل، يتم تقسيم القطاعات إلى مجموعات، وهي عبارة عن تسلسلات من القطاعات المتجاورة. وخصائص مبدأ تشغيل القرص الصلب في هذا الصدد هي أن تبادل المعلومات يتم بواسطة مجموعات كاملة (عدد كامل من سلاسل القطاعات).

ولكن كيف تتم قراءة المعلومات؟ مبادئ تشغيل محرك الأقراص المغناطيسية الصلبة هي كما يلي: باستخدام شريحة خاصة، يتم تحريك رأس القراءة في اتجاه شعاعي (دوامة) إلى المسار المطلوب، وعند تدويره، يتم وضعه فوق قطاع معين، وجميع الرؤوس يمكن أن تتحرك في وقت واحد، وقراءة نفس المعلومات ليس فقط من مسارات مختلفة، ولكن أيضًا من أقراص (لوحات) مختلفة. عادةً ما تسمى جميع المسارات التي لها نفس الأرقام التسلسلية بالأسطوانات.

في هذه الحالة، يمكن تحديد مبدأ آخر لتشغيل القرص الصلب: كلما كان رأس القراءة أقرب إلى السطح المغناطيسي (لكنه لا يلمسه)، زادت كثافة التسجيل.

كيف تتم كتابة المعلومات وقراءتها؟

تم تسمية محركات الأقراص الثابتة أو محركات الأقراص الصلبة بالمغناطيسية لأنها تستخدم قوانين فيزياء المغناطيسية التي صاغها فاراداي وماكسويل.

كما ذكرنا سابقًا، فإن الألواح المصنوعة من مواد حساسة غير مغناطيسية تكون مغلفة بطبقة مغناطيسية يبلغ سمكها بضعة ميكرومترات فقط. أثناء التشغيل، يظهر مجال مغناطيسي له ما يسمى ببنية المجال.

المجال المغناطيسي هو منطقة ممغنطة من السبائك الحديدية محدودة للغاية بالحدود. علاوة على ذلك، يمكن وصف مبدأ تشغيل القرص الصلب بإيجاز على النحو التالي: عند تعرضه لمجال مغناطيسي خارجي، يبدأ مجال القرص في التوجه بشكل صارم على طول الخطوط المغناطيسية، وعندما يتوقف التأثير، تظهر مناطق المغناطيسية المتبقية على الأقراص التي يتم فيها تخزين المعلومات التي كانت موجودة مسبقًا في الحقل الرئيسي.

رأس القراءة مسؤول عن إنشاء مجال خارجي عند الكتابة، وعند القراءة، تخلق منطقة المغنطة المتبقية، الواقعة مقابل الرأس، قوة دافعة كهربائية أو EMF. علاوة على ذلك، كل شيء بسيط: التغيير في EMF يتوافق مع واحد في الكود الثنائي، وغيابه أو إنهائه يتوافق مع الصفر. عادةً ما يسمى وقت تغيير المجال الكهرومغناطيسي بالعنصر البت.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن ربط السطح المغناطيسي، لاعتبارات علوم الكمبيوتر البحتة، كتسلسل نقطي معين لبتات المعلومات. ولكن، نظرا لأن موقع هذه النقاط لا يمكن حسابه بدقة تماما، فأنت بحاجة إلى تثبيت بعض العلامات المعينة مسبقا على القرص للمساعدة في تحديد الموقع المطلوب. يُطلق على إنشاء مثل هذه العلامات اسم التنسيق (تقريبًا تقسيم القرص إلى مسارات وقطاعات مدمجة في مجموعات).

الهيكل المنطقي ومبدأ تشغيل القرص الصلب من حيث التنسيق

أما بالنسبة للتنظيم المنطقي لمحرك الأقراص الصلبة، فإن التنسيق يأتي أولاً هنا، حيث يتم تمييز نوعين رئيسيين: المستوى المنخفض (المادي) والمستوى العالي (المنطقي). بدون هذه الخطوات، لا يوجد حديث عن إعادة القرص الصلب إلى حالة العمل. ستتم مناقشة كيفية تهيئة محرك الأقراص الثابتة الجديد بشكل منفصل.

يتضمن التنسيق ذو المستوى المنخفض تأثيرًا ماديًا على سطح محرك الأقراص الثابتة، مما يؤدي إلى إنشاء قطاعات تقع على طول المسارات. من الغريب أن مبدأ تشغيل القرص الصلب هو أن كل قطاع تم إنشاؤه له عنوان فريد خاص به، والذي يتضمن رقم القطاع نفسه، ورقم المسار الذي يقع عليه، ورقم الجانب من الطبق. وبالتالي، عند تنظيم الوصول المباشر، تصل نفس ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) مباشرة إلى عنوان معين، بدلاً من البحث عن المعلومات الضرورية عبر السطح بأكمله، وبالتالي يتم تحقيق الأداء (على الرغم من أن هذا ليس هو الشيء الأكثر أهمية). يرجى ملاحظة أنه عند إجراء تنسيق منخفض المستوى، يتم مسح جميع المعلومات تمامًا، وفي معظم الحالات لا يمكن استعادتها.

شيء آخر هو التنسيق المنطقي (في أنظمة Windows يكون هذا تنسيقًا سريعًا أو تنسيقًا سريعًا). بالإضافة إلى ذلك، تنطبق هذه العمليات أيضًا على إنشاء الأقسام المنطقية، وهي منطقة معينة من القرص الصلب الرئيسي تعمل على نفس المبادئ.

يؤثر التنسيق المنطقي في المقام الأول على منطقة النظام، والتي تتكون من قطاع التمهيد وجداول الأقسام (سجل التمهيد)، وجدول تخصيص الملفات (FAT، NTFS، وما إلى ذلك) والدليل الجذر (الدليل الجذر).

تتم كتابة المعلومات إلى القطاعات من خلال المجموعة في عدة أجزاء، ولا يمكن أن تحتوي مجموعة واحدة على كائنين متطابقين (ملفات). في الواقع، فإن إنشاء قسم منطقي يفصله عن قسم النظام الرئيسي، ونتيجة لذلك فإن المعلومات المخزنة عليه لا تخضع للتغيير أو الحذف في حالة حدوث أخطاء وفشل.

الخصائص الرئيسية للأقراص الصلبة

يبدو بشكل عام أن مبدأ تشغيل القرص الصلب واضح بعض الشيء. ننتقل الآن إلى الخصائص الرئيسية التي تعطي صورة كاملة عن جميع إمكانيات (أو عيوب) محركات الأقراص الصلبة الحديثة.

يمكن أن يكون مبدأ تشغيل القرص الصلب وخصائصه الرئيسية مختلفًا تمامًا. لفهم ما نتحدث عنه، دعونا نسلط الضوء على المعلمات الأساسية التي تميز جميع أجهزة تخزين المعلومات المعروفة اليوم:

• القدرة (الحجم) ؛
• الأداء (سرعة الوصول إلى البيانات، وقراءة المعلومات وكتابتها)؛
• الواجهة (طريقة الاتصال، نوع وحدة التحكم).

تمثل السعة إجمالي كمية المعلومات التي يمكن كتابتها وتخزينها على القرص الصلب. تتطور صناعة إنتاج محركات الأقراص الثابتة بسرعة كبيرة لدرجة أن محركات الأقراص الثابتة التي تبلغ سعتها حوالي 2 تيرابايت وما فوق قد دخلت حيز الاستخدام اليوم. وكما يعتقد، هذا ليس الحد الأقصى.

الواجهة هي السمة الأكثر أهمية. فهو يحدد بالضبط كيفية توصيل الجهاز باللوحة الأم، ووحدة التحكم المستخدمة، وكيفية إجراء القراءة والكتابة، وما إلى ذلك. الواجهات الرئيسية والأكثر شيوعًا هي IDE وSATA وSCSI.

تعد الأقراص المزودة بواجهة IDE غير مكلفة، ولكن العيوب الرئيسية تشمل عددًا محدودًا من الأجهزة المتصلة في وقت واحد (أربعة كحد أقصى) وسرعات نقل بيانات منخفضة (حتى لو كانت تدعم الوصول المباشر إلى الذاكرة Ultra DMA أو بروتوكولات Ultra ATA (الوضع 2 والوضع 4) على الرغم من أنه يعتقد أن استخدامها يسمح لك بزيادة سرعة القراءة/الكتابة إلى مستوى 16 ميجابايت/ثانية، إلا أن السرعة في الواقع أقل بكثير. بالإضافة إلى ذلك، لاستخدام وضع UDMA، تحتاج إلى تثبيت برنامج خاص برنامج التشغيل، والذي، من الناحية النظرية، ينبغي أن يتم توفيره بالكامل مع اللوحة الأم.

عند الحديث عن مبدأ تشغيل القرص الصلب وخصائصه، لا يمكننا أن نتجاهل ما هو خليفة إصدار IDE ATA. وتتمثل ميزة هذه التقنية في إمكانية زيادة سرعة القراءة/الكتابة إلى 100 ميجابايت/ثانية من خلال استخدام ناقل Fireware IEEE-1394 عالي السرعة.

أخيرًا، تعد واجهة SCSI، مقارنة بالواجهتين السابقتين، هي الأكثر مرونة والأسرع (تصل سرعات الكتابة/القراءة إلى 160 ميجابايت/ثانية وما فوق). لكن تكلفة محركات الأقراص الثابتة هذه تبلغ ضعف التكلفة تقريبًا. لكن عدد أجهزة تخزين المعلومات المتصلة في وقت واحد يتراوح من سبعة إلى خمسة عشر، ويمكن إجراء الاتصال دون إيقاف تشغيل الكمبيوتر، ويمكن أن يكون طول الكابل حوالي 15-30 مترًا. في الواقع، لا يتم استخدام هذا النوع من محركات الأقراص الثابتة في الغالب في أجهزة الكمبيوتر الشخصية للمستخدمين، ولكن على الخوادم.

عادةً ما يتم التعبير عن الأداء، الذي يميز سرعة النقل وإنتاجية الإدخال/الإخراج، من حيث وقت النقل وكمية البيانات التسلسلية المنقولة والمعبر عنها بالميجابايت/ثانية.

بعض الخيارات الإضافية

عند الحديث عن مبدأ تشغيل القرص الصلب وما هي المعلمات التي تؤثر على عمله، لا يمكننا تجاهل بعض الخصائص الإضافية التي قد تؤثر على الأداء أو حتى على عمر الجهاز.

هنا، المقام الأول هو سرعة الدوران، والتي تؤثر بشكل مباشر على وقت البحث والتهيئة (التعرف) على القطاع المطلوب. هذا هو ما يسمى بوقت البحث الكامن - الفاصل الزمني الذي يدور خلاله القطاع المطلوب نحو رأس القراءة. اليوم، تم اعتماد العديد من المعايير لسرعة المغزل، معبرًا عنها بالثورات في الدقيقة مع وقت تأخير بالمللي ثانية:

• 3600 - 8,33;
• 4500 - 6,67;
• 5400 - 5,56;
• 7200 - 4,17.

من السهل أن نرى أنه كلما زادت السرعة، قل الوقت المستغرق في البحث عن القطاعات، ومن الناحية المادية، لكل دورة في القرص قبل ضبط الرأس على نقطة تحديد موضع الطبق المرغوبة.

معلمة أخرى هي سرعة الإرسال الداخلي. على المسارات الخارجية، يكون الحد الأدنى، ولكنه يزداد مع الانتقال التدريجي إلى المسارات الداخلية. وبالتالي، فإن عملية إلغاء التجزئة نفسها، والتي تقوم بنقل البيانات المستخدمة بشكل متكرر إلى أسرع مناطق القرص، ليست أكثر من نقلها إلى مسار داخلي بسرعة قراءة أعلى. السرعة الخارجية لها قيم ثابتة وتعتمد بشكل مباشر على الواجهة المستخدمة.

أخيرًا، إحدى النقاط المهمة تتعلق بوجود ذاكرة التخزين المؤقت أو المخزن المؤقت الخاص بالقرص الصلب. في الواقع، مبدأ تشغيل القرص الصلب من حيث استخدام المخزن المؤقت يشبه إلى حد ما ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو الذاكرة الافتراضية. كلما كانت ذاكرة التخزين المؤقت أكبر (128-256 كيلو بايت)، كلما كان القرص الصلب يعمل بشكل أسرع.

المتطلبات الرئيسية للأقراص الصلبة

لا يوجد الكثير من المتطلبات الأساسية المفروضة على محركات الأقراص الثابتة في معظم الحالات. الشيء الرئيسي هو عمر الخدمة الطويل والموثوقية.

المعيار الرئيسي لمعظم محركات الأقراص الصلبة هو عمر خدمة يبلغ حوالي 5-7 سنوات مع وقت تشغيل لا يقل عن خمسمائة ألف ساعة، ولكن بالنسبة لمحركات الأقراص الصلبة المتطورة، فإن هذا الرقم لا يقل عن مليون ساعة.

أما بالنسبة للموثوقية، فإن وظيفة الاختبار الذاتي S.M.A.R.T هي المسؤولة عن ذلك، والتي تراقب حالة العناصر الفردية للقرص الصلب، وتجري مراقبة مستمرة. استنادا إلى البيانات التي تم جمعها، يمكن تشكيل حتى توقعات معينة لحدوث أعطال محتملة في المستقبل.

وغني عن القول أنه لا ينبغي للمستخدم أن يبقى على الهامش. لذلك، على سبيل المثال، عند العمل باستخدام محرك الأقراص الثابتة، من المهم للغاية الحفاظ على نظام درجة الحرارة الأمثل (0 - 50 ± 10 درجات مئوية)، وتجنب اهتزاز القرص الصلب وتأثيراته وسقوطه أو دخول الغبار أو الجزيئات الصغيرة الأخرى إليه ، إلخ. بالمناسبة، من المثير للاهتمام أن يعرف الكثيرون أن نفس جزيئات دخان التبغ تبلغ ضعف المسافة تقريبًا بين رأس القراءة والسطح المغناطيسي للقرص الصلب، وشعر الإنسان - 5-10 مرات.

مشكلات التهيئة في النظام عند استبدال القرص الصلب

الآن بضع كلمات حول الإجراءات التي يجب اتخاذها إذا قام المستخدم لسبب ما بتغيير القرص الصلب أو تثبيت محرك إضافي.

لن نصف هذه العملية بشكل كامل، لكننا سنركز فقط على المراحل الرئيسية. أولاً، تحتاج إلى توصيل القرص الصلب والبحث في إعدادات BIOS لمعرفة ما إذا كان قد تم اكتشاف أجهزة جديدة، وتهيئته في قسم إدارة القرص وإنشاء سجل تمهيد، وإنشاء وحدة تخزين بسيطة، وتعيين معرف (حرف) له و تنسيقه عن طريق اختيار نظام الملفات. فقط بعد ذلك سيكون "المسمار" الجديد جاهزًا تمامًا للعمل.

خاتمة

وهذا، في الواقع، هو كل ما يتعلق بإيجاز بالوظائف الأساسية وخصائص محركات الأقراص الثابتة الحديثة. لم يتم أخذ مبدأ تشغيل القرص الصلب الخارجي في الاعتبار بشكل أساسي هنا، لأنه لا يختلف عمليا عن ما يستخدم لمحركات الأقراص الصلبة الثابتة. والفرق الوحيد هو طريقة توصيل محرك الأقراص الإضافي بجهاز كمبيوتر أو كمبيوتر محمول. الاتصال الأكثر شيوعًا هو عبر واجهة USB، والتي يتم توصيلها مباشرة باللوحة الأم. في الوقت نفسه، إذا كنت ترغب في ضمان أقصى قدر من الأداء، فمن الأفضل استخدام معيار USB 3.0 (المنفذ الداخلي باللون الأزرق)، بالطبع، بشرط أن يدعمه محرك الأقراص الصلبة الخارجي نفسه.

خلاف ذلك، أعتقد أن الكثير من الناس قد فهموا على الأقل كيفية عمل القرص الصلب من أي نوع. ربما تم تقديم الكثير من المواضيع أعلاه، خاصة حتى من دورة الفيزياء المدرسية، ولكن بدون ذلك، لن يكون من الممكن فهم جميع المبادئ والأساليب الأساسية المتأصلة في تقنيات إنتاج واستخدام محركات الأقراص الصلبة بالكامل.