قطعات داخلی هارد دیسک HDD را بهتر بشناسیم

اموزش و تشریح قطعات داخلی هارد دیسک

قطعات داخلی هارد دیسک را می توان به دوقسمت االکترونیکی و مکانیکی تقسیم بندی کرد . دراین آموزش قصد داریم به بررسی و تشریح قطعات داخی هارد دیسک بپردازیم .

هارد درایو از دو قسمت اصلی تشکیل شده ، یکی قسمت بورد الکترونیکی که بهش Logic Board میگن و یکی هم قسمت مکانیکی که بهش HDA یا Hard Drive Assembly هست .

هارد دیسک ها بخاطر ساختار مکانیکی که دارن ، نباید به هیچ وجه گرد و خاک روی قسمت گردان هارد بشینه . هارد ها با سرعت ۵۴۰۰ یا ۷۲۰۰ دور در دقیقه یا    RPM می چرخن ، به همین دلیل گرد و خاک می تونه حتی آسیب فیزیکی به دیسک گردان بزنه . بنابراین قسمت مکانیکی به راحتی باز نمیشه و اگر بتونید بازش کنید قطعا هارد تون آسیب می بینه . هارد دیسک ها داخل محفظه های کاملا پاک و استریلیزه اسمبل میشن حتی از اتاق جراحی هم تمیز تر !!! پس حواستون باشه مهندس بازی در نیارید . فقط شرکت هایی که ریکاوری اطلاعات انجام میدن و اتاق تمیز دارن مجاز به باز کردن هارد دیسک ها هستن .

کانکتور برق و کانکتور دیتا در هارد درایو HDD

هارد دیسک ها دو سری پین اصلی دارن ، یکی برای برق و یکی هم برای انتقال دیتا . در حافظه SSD هم به همین شکله . پین های برق ۱۵ تایی هستن و پین های دیتا هم ۷ تایی هستن .

سه تا از ۷ پین دیتا ، زمین ، دو تا برای ارسال دیتا و دو تا هم برای دریافت دیتا استفاده میشه . اون ۱۵ پین برق هم ، برای تامین سه ولتاژ ۳.۵ و ۵ و ۱۲ ولت هست .

قطعات داخلی هارد دیسک قسمت مدار الکترونیکی هارد دیسک HDD

کنترلر هارد دیسک

از مهم ترین قطعات داخلی هارد دیسک و حتی  بزرگترین آی سی روی بورد الکترونیکی هارد ، در واقع کنترل کننده هارد هست . این کنترلر یه جورایی مثل CPU عمل می کنه . مغز مداره و تمام دستورات توسط کنترلر هارد بین هارد و مادربورد مدیریت میشه .

 حافظه کش Cache هارد

کنار چیپ کنترل کننده هارد ، یه چیپ هست که معمولا مستطیلی شکله . این چیپ همون حافظه RAM هست که به عنوان حافظه کش Cache استفاده میشه . بهش بافر هارد هم میگن . در کل بافر برای دست به دست کردن اطلاعات هست . بخشی از اطلاعات که توسط کاربر قراره روی هارد نوشته بشه ، اول وارد حافظه بافر میشه و بعد به پردازنده یا همون کنترلر فرستاده میشه و مورد پردازش قرار میگیره .

 آی سی رام ROM هارد

به طور خلاصه ، حافظه رام ، با قطع برق اطلاعات خودش رو از دست نمیده و یه آی سی قابل برنامه ریزی هست . با دستگاهی به نام پروگرمر می تونیم به آی سی رام اطلاعات وارد کنیم . در واقع فرق اصلی بین حافظه رام و حافظه رم اینه که رام اطلاعات خودش رو به صورت بلند مدت نگه میداره اما حافظه رم با قطع برق ، اطلاعات خودش رو از دست میده .

در بعضی از هارد ها حافظه رام به صورت یه آی سی ۸ پین جداگونه استفاده میشه و در بعضی از هارد ها هم ، آی سی رام ، داخل خود کنترلر جاساسز میشه . به هر حال مهم اینه که بدونید آی سی رام ، یکی از قطعات داخلی هارد دیسک است . آی سی رام رو می تونید مثل چیپ بایوس کامپیوتر در نظر بگیرید . فرمور Firmware هارد داخل همین آی سی رام ذخیره میشه ، فرمور در واقع اطلاعاتی مثل شماره سریال هارد ، مدل هارد ، موقعیت دیسک گردان برای ذخیره اطلاعات و همینطور بانک سکتور هارد در آی سی رام ذخیره میشه .

 آی سی درایور موتور هارد

دیسک گردان توسط یه موتور حرفه ای و با دوام ، می چرخه . چرخوندن موتور انرژی زیادی می خواد به خاطر همین در کنار اکثر موتورها ، یه آی سی راه انداز یا درایور می بینید . درایور موتور در واقع یه تقویت کننده جریان هستش . یعنی سیگنال رو از کنترلر هارد میگیره و همون سیگنال رو با جریان بیشتری به موتور ارسال میکنه .

تمام هارد های HDD ، قطعات بالا رو دارن حالا یکی از قطعه شرکت X استفاده می کنه یکی دیگه از شرکت Y .

قطعات داخلی هارد دیسک قسمت موتور گردان و پلتر هارد درایو HDD

به غیر از بورد الکترونیکی هارد ، قطعات مکانیکی هارد هم خیلی جالب طراحی شدن . قطعات مکانیکی هارد رو تک تک توضیح میدم :

پلتر Platter هارد ( دیسک گردان )

هارد دیسک ها یک یا چند تا دیسک گردان دارن که به یه موتور وصله . به این دیسک های گردان تو انگلیسی میگن Platter . هر چی تعداد این پلتر ها بیشتر باشه ، ظرفیت هارد هم بیشتر میشه چون اطلاعات هارد روی همین دیسک های گردان ذخیره میشه . جنس این پلتر ها یا از آلومینیومه یا از شیشه که جدیدا بیشتر از شیشه استفاده میشه چون در عین سبکی ، مقاوم هم هست . روی این پلتر ها یه ماده خاص ضد خش می زنن و البته با یه روکش خاصی ، مغناطیسیش می کنن . هر دو طرف پلتر هارد ، دارای اطلاعات هست . هارد هایی که مثلا ۴ ترابایت یا ۶ ترابایت هستن از چندین پلتر استفاده می کنن .

 موتور Spindle هارد

اون دیسک های گردون باید با یه چیزی بچرخن دیگه ! یه موتور با دوام گذاشتن تو هارد که با سرعت مشخصی می تونه بچرخه . اینکه میگن سرعت هارد ۵۴۰۰ دور در دقیقه است یا ۷۲۰۰ دور در دقیقه است منظورشون سرعت همین موتور هارده . در بعضی از هارد ها مثل هاردهای وسترن دیجیتال ، سرعت این موتور می تونه به صورت داینامیک تغییر بکنه یعنی موقعی که هارد خیلی درگیر نیست سرعت موتور کم میشه تا توان کمتری مصرف کنه و کمتر مستهلک بشه . موتور DC معمولا ۴ تا سیم داره و این سیم ها به بورد الکترونیکی و درایور موتور وصل میشن . داخل موتور هارد پر از سیم پیچه مثل تمام موتور ها .

 بازوی حرکتی و هد head در هارد دیسک

یه بازو روی دیسک گردان حرکت می کنه تا بتونه به هر نقطه ای از دیسک دسترسی داشته باشه . رو نوک این بازو ، دو عدد هد head قرار داره که برای خواندن و نوشتن اطلاعات روی هارد طراحی شدن . این هد ها جوری طراحی شدن که تماس فیزیکی با دیسک گردون نداشته باشن و اطلاعات به صورت مغناطیسی نوشته و خونده میشه . این هد ها از سر دیسک گردون تا مرکز اون رو برای نوشتن یا خوندن اطلاعات ، حرکت می کنن . اطلاعات هد از طریق سیم های بسیار باریکی به یه تقویت کننده و نهایتا به پردازنده مرکزی ارسال میشه .

 موتور محرک یا Voice Coil در هارد

یه بازوی حرکتی در طول دیسک گردان حرکت می کنه تا هِد head بتونه اطلاعات رو از روی دیسک بخونه . اون چیزی که باعث حرکت این بازو میشه ، همین موتور محرک یا در واقع Voice Coil هست . دلیل اینکه بهش می گن Voice Coil اینه که کارش دقیقا مثل سیم پیچ موجود در اسپیکر هاست که باعث حرکت اسپیکر میشه . اساس کارش اینجوریه که یه سیم پیچ داخل یه میدان مغناطیسی دائمی قرار گرفته . جهت جریان ، مشخص می کنه که بازو به کدوم سمت حرکت کنه و شدت جریان هم مشخص میکنه که بازو چقدر حرکت کنه .

 فیلتر هوا در هارد

داخل هارد دیسک ها ، یه فیلتر هوا هم میذارن تا ذرات مایکروسکپی و ریز هوا رو به خودش بگیره و روی پلتر ها نشینه . ضمنا این فیلتر کمک می کنه تا فشار هوا در داخل و بیرون از هارد برابر بشه .