₪₪₪ سفري به اعماق hard disk drive ₪₪₪

[ata.royalfalcon]

سلام

مجله اي بود به اسم [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] (شماره 72) كه هارد سیگیت مدل نامبر ST31000333AS را بصورت كامل كالبد شكافي كرده و به معرفي اجزاء تشکیل دهنده پرداخته كه عيناً اينجا ميذارم . ضمناً عکسها و اصل مطلب در واقع مربوط به سایت زیر هست .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]



برد سبز رنگ زیر هارد دیسک را که به کانکتورهای SATA و برق منتهی میشود بورد مدار چاپی یا PCB میگویند . روی PCB کلیه اجزا و قطعات الکترونیکی لازم جهت عملکرد صحیح هارد دیسک گنجانده میشود .

قاب آلومنیومی مشکی رنگ زیر pcb با همه محتویات داخش را مجموعه هد و دیسک (Head and Disk Assembly) یا HDA یا مدیا مینامند . به خود قاب به تنهایی پایه یا Base گفته میشود . حالا PCB رر باز میکنیم تا نگاهی به اجزا و قطعات الکترونیکی زیر آن بیندازیم .



قلب PCB در واقع بزرگترین چیپ روی آن هست که واحد میکرو کنترولر (Micro Controller Unit) یا MCU نامیده میشود . روی هارددیسکهای جدید MCU معمولا شامل یک CPU قوی هست که کلیه محاسبات و پردازش های خواندن و نوشتن را انجام میدهد .

در فرایند خواندن ، سیگنالهای آنالوگ خوانده شده از هد به اطلاعات دیجیتال تبدیل میشوند و در فرایند نوشتن ، اطلاعات دیجیتال به سیگنالهای آنالوگ قابل نوشتن روی دیسک تبدیل میشود . همچنین MCU دارای پورتهای ورودی و خروجی (I/O ports) هست که برای کنترل و نظارت هر چیزی بر روی PCB و داده هایی که از طریق رابط SATA منتقل میشود ، بکار میرود .

چیپ دیگر ، چیپ حافظه (Memory chip) هست که از نوع حافظه های DDR هست . اندازه آن هم همان چیزی هست که تحت عنوان بافر هارد دیسک یا کش CACHE میشناسیم . اندازه متداول کش برای هارددیسکهای امروزی 16 و 32 و 64 مگابایت هست . قاعدتاً قرارهست این مقدار حافظه بعنوان یک حافظه کمکی بین رم کامپیوتر و هاردیسک عمل کند ، اما واقعیت این هست که تمام این حافظه برای این منظور استفاده نمیشود ، بلکه بخشی از آن توسط CPU برای بارگذاری firmware مورد استفاده قرار میگرد . فقط هیتاچی و IBM هستند که مقدار واقعی کش را نمایش میدند و بقیه برندها عددی که بعنوان کش نمایش میدهند ، مجموع حافظه کش و حافظه مورد استفاده firmware است .

  محتوای مخفی: كاربردهاي cache (نقل از ويكيپديا) 

Read-ahead/read-behind : ذخيره كردن Sectorـهاي خوانده شده اي كه توسط سيستم درخواست نشده . بعبارت دقيقتر پس از اينكه Head توسط Actuator Arm بسوي Track مورد نظر جابجا ميشود و پس از اينكه در موقعيت صحيح مستقر شد شروع به خواندن اطلاعات ميكند . گاهي اوقات اولين Sectorـهاي خوانده شده اون چيزي نيست كه توسط سيستم درخواست شده پس در حافظه براي استفاده هاي احتمالي بعدي ذخيره ميشود .

Speed matching : سرعت انتقال اطلاعات بين اجزاء داخلي هارد ديسك (Internal data transfer rat) با سرعت انتقال اطلاعات از هارد ديسك به سيستم و بلعكس (Host to/from drive) متفاوت هست و در نتيجه براي هماهنگي بين سرعتهاي متفاوت اطلاعات بطور موقت در بافر ذخيره ميشوند . براي مثال Internal data transfer rat براي يكي از مدلهاي سيگيت 1813Mb/s و Host to/from drive در حدود 146MB/s هست.

Write acceleration : گاهي اوقات براي اينكه سيستم به كار خودش ادامه دهد ، كنترلر هارد ديسك به سيستم اعلام ميكند كه عمليات نوشتن پس از دريافت دستورات انجام شده در صورتيكه واقعاً و در عمل هنوز چيزي بر روي پلاترها نوشته نشده . اين روش گاهي اوقات ميتونه خطرناك باشه مثلاً با رفتن برق اطلاعات ذخيره شده در buffer ممكن هست از بين برود (قبل از اينكه روي پلاترها ذخيره شوند) . اين فاصله گاهي اوقات آنقدر ميتونه طولاني بشه تا اينكه دستورات جديد برسه .

Command queuing : پس از دريافت دستورات متعدد از سيستم ، كنترلر هارد ديسك اين دستورات را مرتب و re-ordered ميكند (اولويت بندي كردن دستورات ، مرتب كردن دستورات) تا با كارايي بيشتري اين دستورات انجام شود . بطوريكه دستورات مشابه و يا دستوراتي كه مربوط به يك منطقه از یک دیسک هست (مثلاً ترکهای نزدیک به هم) با هم گروه بندی می شوند (هارد ديسكهاي NCQ ساپورت) .

چیپ دیگری که روی pcb قرارگرفته کنترولر موتور کویل صوتی (Voice Coil Motor controller) یا کنترولر VCM هست . این چیپ یکی از پرمصرفترین چیپ روی pcb هست . این چیپ حرکت هد (heads movements) و چرخش موتور (spindle motor rotation) را کنترل میکند . هسته VCM میتواند تا دمای 100 درجه را تحمل کند .

چیپ فلش (Flash chip) بخشی از firmware دیسک را در خود نگه میدارد . وقتی برق وارد هارد دیسک میشود ، MCU محتویات این چیپ را خوانده و در چیپ حافظه لود میکند . گاهی هیچ چیپ فلش روی PCB دیده نمیشود و این بدان معناست که محتویات چیپ فلش در خود MCU گنجانیده شده است .

سنسور شوک (Shock sensor) میتواند میتواند شوکهای بیش از اندازه مجاز رو تشخیص داده و سیگنالی را به کنترلر VCM ارسال کند . کنترلر VCM فوراً هدها را پارک میکند و گاهی اوقات درایورها را از حرکت باز میایستاند . در تئوری این سنسور مانع از آسیب دیدگی بیشتر میشود ، اما در عمل اینطور نیست ! روی بعضی از هارد دیسک ها از این سنسورها برای برای تشخیص لرزش های خفیف استفاده میشود و سیگنالهای ارسالی از سنسور به VCM منجر به تصحیح و تنظیم حرکت هد ها میگردد ، اینگونه هارد دیسکها معمولا دو سنسور دارند .

قطعه محافظتی دیگری که در هارد دیسک هست دیود خنثی کننده ولتاژ لحظه ای Transient Voltage Suppression diode یا (TVS diode) نام دارد ، این دیود هارد دیسک را از نوسان شدید برق منبع تغذیه کامپیوتر محافظت میکند . وقتی دیود TVS نوسان برق منبع تغذیه را تشخیص دهد ، بلافاصله میسوزد و یه اتصال کوتاه بین کانکتور برق و گراند برقرار میگردد . معمولا دو دیود TVS روی PCB قراردارد که برای محافظت در برابر ولتاژ 5 و 12 ولت در نظر گرفته میشود .

[ata.royalfalcon]

حالا میخواهیم نگاهی به HDA داشته باشیم . وقتی بورد را باز میکنیم ، میتوانیم محل اتصال هدها و موتور را که زیر PCB پنهان شده است ببینیم . همچنین سوراخی که به سختی دیده میشود را مشاهده میکنیم . این سوراخ را سوراخ هوا یا Breath hole مینامند . هاردها از این سوراخ برای متعادل کردن فشار داخل و خارج HDA استفاده میکنند .انتهای این سوراخ به فیلتری منتهی میشود تا هوای تمیز و خشک وارد هارد دیسک شود .



حالا میخواهیم نگاهی به زیر بدنه فلزی هارد دیسک بیندازیم . برای این منظور باید این کلاهخود فلزی را از سر هارد دیسک برداریم . این کلاه خود هیچ چیز قابل توجهی ندارد . فقط یک قطعه استیل است تا از ورود گرد و غبار به داخل هارد دیسک جلوگیری کند . حال میخواهیم داخل HDA را ببینیم .

[ata.royalfalcon]

اطلاعات ارزشمند ما روی پلاتر ذخیره میشود . پلاترها از آلومنیوم صیقل یافته و یا شیشه ساخته میشوند و با چندین لایه از مواد مختلف شامل لایه فرو مغناطیسی (ferromagnetic layer) پوشانده میشوند که وظیفه ذخیره داده ها رو بر عهده دارند .



بخشی از پلاتر توسط دامپر (Dumper) پوشانده میشود .دامپر ها گاهی با نام جدا کننده (Separators located between platters) هم نامیده میشود که بین پلاترها قرار میگیرند و نوسانات هوا و نویز های صوتی را کاهش میدهند . دامپرهای آلومنیومی برای خنک کردن هوای داخل HDA بهتر عمل میکنند .



هد ها روی محلی به نام Head Stack Assembly یا HSA قرار میگیرند . معمولا ناحیه پارک هدها نزدیک محور چرخش قرار دارد و اگر هارد دیسک روشن نباشد هد ها در این ناحیه قرار میگیرد (عکس زیر)



هارد دیسک مکانیسم دقیقی دارد و برای اینکه بتواند درست کار کند نیازمند این هست که هوای بسیار تمیزی درون آن باشد در طول کار هارد دیسک ممکن هست اجزای بسیار کوچک فلز یا روغن داخل آن پدیدار شود . برای از بین بردن آنها از یک فیلتر تصفیه یا Recirculation filter استفاده میشود . این فیلتر فوق پیشرفته حتی کوچکترین اجزای مزاحم را بصورت دائمی جمع آوری و جذب میکند . این فیلتر در مسیر گردش هوای تعبیه شده برای دوران پلاترها قرارداده شده است .



کویل صوتی یا voice coil بخشی از HSA است . کویل صوتی و آهنربا ، موتور کویل صوتی یا VCM را تشکیل میدهند . VCM و HSA هم بخش محرک یا Actuator را میسازند . بخش محرک وظیفه حرکت دادن به هد ها را بر عهده دارد . Actuator latch قطعه پلاستیکی مشکی رنگی هست که وظیفه محافظت رو به عهده دارد . این قطعه وقتی درایو در حالت پارک نیست و هد ها در حالت عادی هستند ، HSA را آزاد میکند و وقتی درایو متوقف میشود HSA را از حرکت باز میدارد و مانع از حرکت نا خواسته HSA میشود .

[ata.royalfalcon]

حال میخواهیم آهنربای فوقانی (top magnet) را برداریم تا نگاهی به زیر آن بیندازیم .



هارد دیسک از آهنربای بسیار قدرتمند نئودیمیوم (Neodymium) استفاده میکند . چون این آهنربا بشدت قوی هست یک HSA stopper روی آهنربا قراردارد ، این متوقف کننده حرکت HSA رو محدود میکند تا هدها محکم به گیره پلاتر یا platters clamp برخورد نکند و از طرف دیگر با سطح پلاتر تماس پیدا نکند . HSA stopper ممکن هست که ساختار متفاوتی داشته باشند اما همیشه دو تا از آنها وجود دارد و روی تمام هارددیسکهای امروزی تعبیه شده است .

HSA دارای یاطاقان بسیار دقیق هست که منجر به حرکت نرم و دقیق میگردد بزرگرین قسمت HSA از بخش آلومنیومی به نام بازو یا ARM تشکیل شده است . هدها از طریق بخشی به نام HGA به بازو متصل میشود . هدها و بازوها توسط تولید کنندگان متفاوتی ساخته میشود . در عکس زیر کابل نازک و باریکی بنام Flexible Printed Circuit (مخفف FPC) که به HSA متصل هست دیده می شود .

گاهي اوقات به جاي HSA كلمه MHA كه مخفف Magnetic Head Assembly هست بكار ميرود .



نگاهی دقیقتر به قسمتی از اجزای HSA :





HSA contacts با لایه نازکی از طلا پوشانده میشود تا اتصال بهتری برقرار شود . واشر (Gasket) باعث جلوگیری از نفوذ هوا به داخل میشود .

[ata.royalfalcon]

در دو شکل زیر ساختار بازو و HGA به شکل دقیقتری نمایش داده شده است .





اشیا کوچک مشکی رنگ سر HGA را اسلایدر یا slider مینامند . دربخشی از مراجع اسلایدر را همان هد نامیده اند ، درحالیکه اینطور نیست .



واحد واقعی خواندن و نوشتن در انتهای اسلایدر قراردارد و آنها به قدری کوچک هستند که تنها با یک میکروسکوپ قابل دیدن هست . اسلایدرها به واحد خواندن و نوشتن کمک میکنن تا روی سطح پلاتر راحتتر حرکت کنند . فاصله بین اسلایدر با پلاتر حدود 5 تا 10 نانومتر هست . جالب هست بدانید قطر موی انسان حدود 25000 نانومتر هست ، اگر هر ذره ای زیر اسلایدر قرار بگیرد موجب افزایش ناگهانی دمای هد شده (بدلیل اصطکاک) و آن را از بین میبرد ، اینجاست که به اهمیت تمیز کردن هوا در HDA پی میبریم .
سطح اسلایدر تخت نیست و یه شیار آئرودینامیک شکل دارد ، این شیار به اسلایدر کمک میکند تا با ارتفاع مشخصی روی پلاتر حرکت کند . هوای زیر اسلایدر موجب ایجاد پدیده ای به نام ABS میشود که این ABS منجر به حرکت اسلایدر به موازات پلاتر میشود .



بخش مهم دیگری که در HSA وجود دارد پیش تقویت کننده یا pre amplifier یا pre amp هست . این چیپ ، هدها یا سیگنالهای تقویت شده به یا از آن (from/to) را کنترل میکند .



توضيحات بيشتر در مورد preamp :

preamp چيپي هست كه سيگنال فرستاده شده از طرف Heads را تقويت ميكند . ديتايي كه توسط Head خوانده ميشود شبيه يك wave form از يك اسپيكر هست كه preamp آنرا تقويت و جهت ديكد كردن آن به اجزاء الكترونيک ارسال میکند . معمولاً دو نوع preamp وجود دارد . نوع اول بصورت لحيم شده (soldered on) هست و نوع دوم هم با چسب (glued on) چسبانيده شده است . در اغلب موارد ممكن هست به خاطر گرماي زياد به اصطلاح شل شوند و نتوانند يك اتصال خوبي با برد داشته باشند كه ممكن هست باعث Fail شدن preamp شود . اين حالت يكي از دلايل ايجاد صداي تيك تيك هارد ديسك (click of death) هست که نشاندهنده تلاش برای موقعیتیابی خودشان هست (Try to position themselves) ولی این تلاشها ناموفق خواهد بود و به محدودکننده ها برخورد میکند . تعمير و يا replace كردن مدارات مربوط به preamp اغلب موارد مشكل هست و بهترين راه جابجا كردن پلاتر بر روي يك درايو سالم و يا جايجا كردن كل مجموعه head stack assembly هست ( [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] و [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] ) .

[ata.royalfalcon]

حال دامپر رو بر میداریم تا به زیر آن نگاهی بندازیم . عکس زیر HDA را بدون دامپر بالایی و HSA نشان میدهد .





در عکس بالا پلاتر بالایی پوشش ندارد و همچنین میتوان آهنربای پایینی (bottom magnet) رو دید.

گیره پلاتر (platters clamp) باعث میشود پلاتر محکم و فشرده در محل خودشان قرار گیرند و حرکت اضافی نداشته باشند .



پلاترها حول محوری به نام spindle hub قرار میگیرند که گیره پلاتر آنها را محکم بر روی spindle hub قرار میدهد .



پلاتر ها با قطعه ای به نام spacer rings از همدیگر فاصله پیدا میکنند که خیلی دقیق ساخته شده است و از آلیاژهای غیر مگنتیک (non-magnetic alloy) و یا از پلیمر (polymer) ساخته شده است .

[ata.royalfalcon]

چون هواي بيرون گرد و غبار فراواني دارد اين فیـلتر چندلايه بوده و خيلي ضخيمتر از فیـلتر تصفيه هست . اين فیـلتر مقداري ماده جاذب رطوبت هم دارد تا رطوبت احتمالي داخل هارد ديسک را جذب کند و به ايت ترتيب است که هارد ديسک ميتواند با اين ظرافت ، کارايي بسيار بالايي داشته باشد .

[ata.royalfalcon]

نمایی از پلاتر و spindle و platters clamp و spacer rings و ...

[ata.royalfalcon]

Head parking

Sliderـهای موجود در هارد دیسکها ، در حالت عادی پلاترها را لمس نمیکنند (و نباید بکنند) . هرچند در بعضی از هارد دیسکها (مدلهای قدیمی) Sliders در زمانیکه هارد دیسک خاموش هست بر روی پلاتر قرار میگیرند . در این هارد دیسکها وقتیکه درایو خاموش هست Sliderـها به داخلیترین سیلندر منتقل میشود و سپس بر روی سطح پلاتر فرود میآید . به این حالت قدیمی contact start stop یا CSS گفته میشود . هنگامیکه هارد دیسک روشن و فعال میشود ، هدها همزمان با چرخش ، بر روی سطح پلاتر حرکت میکنند تا زمانیکه یک بالشتک بسیار نازک از هوا بین Slider و سطح پلاتر تشکیل شود .

برای جلوگیری از آسیب دیدن اطلاعات ، بیشتر هارد دیسکها Track خاصی که اطلاعاتی روی آن ذخیره نمیشود را برای فرود آمدن یا به پرواز در آمدن - takeoffs & landings - اسلایدر در نظر میگیرند به این ترکها landing zone گفته میشود و به فرایند حرکت هد به این مکان خاص را head parking گفته میشود . اگر برای بالشتک هوا بواسطه وجود گرد و غبار یا شوک ، مزاحمتی ایجاد شود ، Sliderـها میتواند در حالیکه پلاتر با حداکثر سرعت در حال چرخش هست با سطح پلاتر تماس پیدا کند . وقتیکه تماس با سطح پلاتر های در حال گردش برای ایجاد خرابی به اندازه کافی قدرتمند باشد به این واقعه Head Crash گفته میشود . بیشتر پلاترها دارای لایه های محافظتی هستند که تا حدی میتوانند در مقابل Head Crash مقاومت کنند .

در هارد دیسکهای قدیمی که از stepper motors برای جابجایی هد استفاده میشد بطور اتوماتیک عملیات Head parking انجام نمیشد در نتیجه یک برنامه کوچکی نوشته میشد که کاربران قبل از خاموش کردن سیستم باید آنرا اجرا میکردند . این برنامه هارد دیسک را مجبور میکرد که هد را به سمت landing zone جابجا کند .

---

هارد سیگیت مدل ST-251 با حجم 42.8MB محصول 1990 . موتور stepper در عکسها مشخص هست . CHS این هارد به ترتیب 820 سیلندر و 6 هد و در هر ترک 17 سکتور بود . Logical Geometry و Physical Geometry یکسان بود .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

---

در هارد دیسکهای مدرن که از سیستم voice-coil برای جابجایی Headـها استفاده میکنند عملیات Head parking بصورت اتوماتیک انجام میشود . در بعضی از مدلها یک حالت فنری ضعیفی در قسمت Head Stack Assembly نصب میشود که سعی میکند Sliderـها را به سمت landing zone بکشاند ، در حالت عادی و در زمانیکه درایو روشن هست نیرویی که به actuator وارد میشود بیشتر از نیروی فنر مذکور هست ولی هنگامیکه هارد خاموش میشود نیروی مغناطیسی که در voice coil هست از بین میرود و در نتیجه فنر مذکور قبل از اینکه چرخش پلاتر متوقف شد هد را به landing zone هدایت میکند که این فرایند گاهی اوقات در هارد دیسکهای موجب ایجاد یک صدای قابل شنیدن clunk در هنگامی که سیستم را خاموش میکنید میشود . در بعضی از مدلها در مواقعی که جریان پاور قطع میشود (power failure) موتور که هنوز در حال چرخش هست موقتاً تبدیل به ژنراتوری میشود که توان و جریان لازم را برای Head parking را فراهم میکند .

کمپانیهای مختلف در مدلها و برندهای متفاوت ممکن هست از روشهای مختلفی استفاده کنند ولی در نهایت هدف همه آنها یکی هست ، هدایت Sliderـها به سمت landing zone قبل از متوقف شدن چرخش پلاتر .

این روش landing zone بر روی پلاتر معایب زیادی دارد . علاوه بر ایجاد اصطکاک و گرما میتواند ذرات گرد و غبار ناشی از خراشیده شدن بر روی پلاتر را ایجاد کند . گرچه سازندگان سعی میکنند که با استفاده از لایه های محافظتی (incorporating special lubricants) بر روی پلاتر و همچنین استفاده از تکنیکهایی برای اطمینان از اینکه Sliderـها بر روی Track خاصی فرود بیاید مشکل را تا حد زیادی حل کنند ولی به هر حال این روش landing zone هیچگاه تکنیک جالبی نبوده است .

در عکس زیر هارد دیسک Seagate Barracuda LP (مدل نامبر ST31000520AS) را میبینید که از روش قدیمی landing zone استفاده میکند . خراشهای ایجاد شده در قسمت landing zone کاملاً مشهود هست .

کمپانی معظم IBM تکنیک جدید برای Head parking ابداع کرده است . به جای اینکه Sliders بر روی پلاتر و بر روی یک Track خاص فرود بیاید ؛ قبل از متوقف شدن چرخش پلاتر ، Sliders بطور کامل از روی پلاترها کنار میروند و در مکان خاص قرار میگیرند (عکس زیر) . فقط در این لحظه هست که هارد دیسک اجازه دارد که spin down و خاموش شود . هنگامی که موتور دور میگیرد و به حداکثر rpm میرسد و تا جایی که نیروی کافی برای شناور شدن Sliders فراهم شود بر روی پلاتر خواهند آمد . در این روش هیچگاه Sliders با سطح پلاتر تماس نخواهد داشت . کمپانی IBM این روش را load/unload technology مینامد . این تکنیک تقریباً زمانی ارائه شد که کمپانی IBM پلاترهایی از جنس Glass یا Glass composites استفاده میکرد که در مقایسه با پلاترهای آلیاژ آلومنیوم در برابر تماس Sliders آسیب پذیرتر هست . تنها اشکال این تکنیک کمی افزایش در هزینه های تولید و افزایش در Spin-Up Time هست .

[ata.royalfalcon]

Areal Density

Areal Density که گاهی اوقات bit density گفته میشود و با واحد بیت در هر اینچ مربع bits per square inch یا BPSI سنجیده میشود عبارتند از تعداد بیتهای اطلاعاتی (information bits) که در یک پلاتر میتواند ذخیره شود . بدیهی هست که هر چه این مقدار بیشتر باشد بهتر است و نه تنها کارایی و عملکرد هارد دیسک بهتر میشود بلکه اطلاعات بیشتری را میتوان ذخیره کرد .

در عکس بالا ؛ ابتدا به دو نیمه چپ و راست تقسیم کنید سپس به دو نصفه بالا و پایین تقسیم کنید .

نیمه چپ نشاندهنده low track density و نیمه راست نشاندهنده high track density هست .

Track density : به طور خلاصه عبارتند از تعداد Trackـهای متحد المرکزی که در هر پلاتر میتواند وجود داشته باشد یا تعداد Trackـهای که در هر اینچ شعاع یک پلاتر میتواند وجود داشته باشد (Tracks Per Inch or TPI) . فرض کنیم یک پلاتر با قطر 3.74 اینچ (شعاع 1.87 اینچ) داشته باشیم ، معمولاً بیرونیترین لبه پلاترها و داخلیترین قسمت پلاترها قابل استفاده نیست پس فرض کنید که کلاً 1.2 اینچ از سطح پلاتر قابل استفاده هست . همچنین فرض کنید که این پلاتر حدود 22000 ترک دارد. پس Track density در این پلاتر حدوداً برابر با 18333.33333333333=22000/1.2 ترک در هر اینچ (Tracks per inch یا TPI) خواهد بود .

نیمه بالا نشاندهنده low linear density هست و نیمه پایینی نشاندهنده high linear density هست .

Linear density : عبارتند از تعداد بیتهای اطلاعاتی (information bits) که میتوانند در طول یک Track قرار بگیرند . بعنوان مثال اگر در هر اینچ یک Track بتوانیم سیصد هزار بیت اطلاعاتی ذخیره کنیم پس linear density برای ترک فوق سیصد هزار بیت در هر اینچ (bits per inch یا BPI) خواهد بود . دقت کنید که طول هر Track در سطح پلاتر متفاوت هست و در نتیجه کلیه ترکها linear density ثابتی ندارند . معمولاً کمپانیها حداکثر linear density را اعلام میکنند که در واقع مربوط به بیرونیترین ترکها هست .

در عکس فوق ربع بالا و چپ پایینترین Areal Density را دارد و ربع پایین و راست بالاترین Areal Density را دارد .

پلاتری که Track density آن 18333.33333333333 ترک در هر اینچ دارد و همچنین linear density آن 300000 بیت در هر اینچ هست پس Areal Density در این پلاتر در حدود 5,500,000,000 بیت در هر اینچ مربع (یا 5.5Gbits/in2) خواهد بود .

گاهی اوقات Areal Density به روش دیگری بیان میشود . بعبارت دیگه به جای اینکه چگالی یک هارد با واحد بیت در هر اینچ مربع (bits per square inch) بیان شود با واحد گیگابایت در هر پلاتر (gigabytes per platter) بیان میشود . البته برای مقایسه صحیح Areal Density پلاترهای مختلف با استفاده از این واحد سنجش ، platter size باید یکی باشد . مثلاً ممکن هست پلاتری که قطر آن 3.74 اینچ هست Areal Density آن 10GB باشد و پلاتر دیگر با همین قطر ممکن هست 6GB باشد.

نکته : برای افزایش Areal Density هم باید تعداد بیتهایی که در هر ترک قرار میگیرند بیشتر شود و هم تعداد ترکهایی که در هر پلاتر وجود دارد بیشتر شود .

افزایش Areal Density باعث افزایش Data transfer rate میشود . البته دقت کنید که این افزایش در سرعت Data transfer rate بیشتر ناشی از linear density هست نه Track density . زمانیکه تراکم دیتاسکتور در یک Track بیشتر باشد بدون نیاز به جابجا شدن هد ، اطلاعات بیشتری خوانده میشود .

همچنین Track density و Linear density بر روی positioning performance هم تاثیر میگذارد . بعبارت دقیقتر افزایش در Track density و Linear density باعث میشود که دیتاها بطوری فیزیکی نزدیک به هم ذخیره شوند و در نتیجه فاصله ای که هد برای پیدا کردن دیتایی خاص باید جستجو کند تا حدی کاهش میابد که البته در مقایسه با تاثیر Areal Density بر روی Data transfer rate نسبتاً کم هست .

تکنیک zoned bit recording با گروه بندی کردن ترکهایی که Linear density یکسانی دارند مانع ار این میشود که Areal Density در تمام سطح پلاتر خیلی متفاوت بشوند ولی با اینحال Areal Density در قسمتهای مختلف پلاتر متفاوت خواهد بود .

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]