Disque dur : qu'est-ce que c'est ? Caractéristiques des disques durs. De quoi est constitué un disque dur et comment fonctionne-t-il ? Avantages et inconvénients du disque dur par rapport au SSD

Le but de cet article est de décrire la structure d'un disque dur moderne, de parler de ses principaux composants, de montrer à quoi ils ressemblent et s'appellent. De plus, nous montrerons le lien entre la terminologie russe et anglaise décrivant les composants disques durs.

Pour plus de clarté, regardons le 3,5 pouces Disque SATA. Il s'agira d'un tout nouveau téraoctet Seagate ST31000333AS. Examinons notre cobaye.

Le PCB vert avec des traces de cuivre, des connecteurs d'alimentation et SATA est appelé carte électronique ou carte de contrôle (Printed Circuit Board, PCB). Il sert à contrôler le travail disque dur. Le boîtier en aluminium noir et son contenu sont appelés HDA (Head and Disk Assembly, HDA). Les experts l'appellent également une « canette ». Le boîtier lui-même sans contenu est également appelé bloc hermétique (base).

Retirons maintenant le circuit imprimé et examinons les composants placés dessus.

La première chose qui attire votre attention est la grande puce située au milieu - le microcontrôleur, ou processeur (Micro Controller Unit, MCU). Sur les disques durs modernes, le microcontrôleur se compose de deux parties : en fait processeur central(Central Processor Unit, CPU), qui effectue tous les calculs, et le canal de lecture/écriture - un dispositif spécial qui convertit les données provenant des têtes Signal analogique en données numériques pendant une opération de lecture et coder les données numériques en un signal analogique pendant une opération d'écriture. Le processeur dispose de ports d'entrée/sortie (ports IO) pour contrôler d'autres composants situés sur le circuit imprimé et transmettre des données via l'interface SATA.

La puce mémoire est une mémoire DDR SDRAM classique. La quantité de mémoire détermine la taille du cache du disque dur. Ce PCB a Mémoire Samsung DDR d'une capacité de 32 Mo, ce qui donne en théorie au disque un cache de 32 Mo (et c'est exactement le volume indiqué dans caractéristiques techniques ah disque dur), mais ce n'est pas tout à fait vrai. Le fait est que la mémoire est logiquement divisée en mémoire tampon (cache) et mémoire du firmware. Le processeur nécessite une certaine quantité de mémoire pour charger les modules du micrologiciel. À notre connaissance, seuls Hitachi/IBM indiquent la taille réelle du cache dans les spécifications techniques ; Concernant les autres disques, on ne peut que deviner la taille du cache.

La puce suivante est le contrôleur de contrôle du moteur et de l'unité principale, ou « twist » (contrôleur de moteur à bobine vocale, contrôleur VCM). De plus, cette puce contrôle les alimentations secondaires situées sur la carte, qui alimentent le processeur et la puce préamplificateur-commutateur (préamplificateur, préampli), située dans le HDA. C'est le principal consommateur d'énergie du circuit imprimé. Il contrôle la rotation de la broche et le mouvement des têtes. Le cœur du contrôleur VCM peut fonctionner même à des températures de 100° C. Une partie du micrologiciel du disque est stockée dans la mémoire flash. Lorsque le disque est mis sous tension, le microcontrôleur charge le contenu de la puce flash en mémoire et commence à exécuter le code. Sans code correctement chargé, le disque ne voudra même pas tourner. S'il n'y a pas de puce flash sur la carte, cela signifie qu'elle est intégrée au microcontrôleur.

Le capteur de vibrations (capteur de choc) réagit aux secousses dangereuses pour le disque et envoie un signal à ce sujet au contrôleur VCM. Le VCM gare immédiatement les têtes et peut arrêter la rotation du disque. En théorie, ce mécanisme devrait protéger le disque contre d'autres dommages, mais en pratique, il ne fonctionne pas, alors ne laissez pas tomber les disques. Sur certains disques, le capteur de vibrations est très sensible et réagit à la moindre vibration. Les données reçues du capteur permettent au contrôleur VCM de corriger le mouvement des têtes. Au moins deux capteurs de vibrations sont installés sur ces disques.

La carte dispose d'un autre dispositif de protection : une suppression de tension transitoire (TVS). Il protège la carte des surtensions. En cas de surtension, le TVS grille, créant un court-circuit à la terre. Cette carte dispose de deux TVS, 5 et 12 volts.

Regardons maintenant le HDA.

Sous la planche se trouvent les contacts du moteur et des têtes. De plus, il y a un petit trou presque invisible sur le corps du disque (trou de respiration). Il sert à égaliser la pression. Beaucoup de gens pensent qu’il y a un vide à l’intérieur du disque dur. En fait, ce n'est pas vrai. Ce trou permet au disque d'égaliser la pression à l'intérieur et à l'extérieur de la zone de confinement. À l’intérieur, ce trou est recouvert d’un filtre respiratoire qui retient la poussière et les particules d’humidité.

Jetons maintenant un coup d'œil à l'intérieur de la zone de confinement. Retirez le cache du disque.

Le couvercle en lui-même n’a rien d’intéressant. C'est juste un morceau de métal avec un joint en caoutchouc pour empêcher la poussière d'entrer. Intéressons-nous enfin au remplissage de la zone de confinement.

Les informations précieuses sont stockées sur des disques métalliques, également appelés plateaux. Sur la photo, vous pouvez voir la crêpe du dessus. Les plaques sont en aluminium poli ou en verre et sont recouvertes de plusieurs couches de compositions différentes, dont une substance ferromagnétique sur laquelle les données sont effectivement stockées. Entre les crêpes, ainsi qu'au-dessus de celles-ci, nous voyons des plaques spéciales appelées diviseurs ou séparateurs. Ils sont nécessaires pour égaliser les flux d'air et réduire le bruit acoustique. En règle générale, ils sont en aluminium ou en plastique. Les séparateurs en aluminium réussissent mieux à refroidir l’air à l’intérieur de la zone de confinement.

Vue latérale des crêpes et des séparateurs.

Les têtes de lecture-écriture (têtes) sont installées aux extrémités des supports de l'unité à tête magnétique, ou HSA (Head Stack Assembly, HSA). La zone de préparation est la zone où doivent se trouver les têtes d'un disque de travail si la broche est arrêtée. Avec ce disque, la zone de préparation est située plus près de la broche, comme on peut le voir sur la photographie.

Sur certains drives, le stationnement s'effectue sur des zones de préparation plastique spéciales situées à l'extérieur des plaques.

Le disque dur est un mécanisme de positionnement de précision, et pour sa fonctionnement normal un air très pur est nécessaire. Lors de l'utilisation, des particules microscopiques de métal et de graisse peuvent se former à l'intérieur du disque dur. Pour nettoyer immédiatement l'air à l'intérieur du disque, il existe un filtre de recirculation. Il s’agit d’un appareil de haute technologie qui collecte et piège en permanence de minuscules particules. Le filtre est situé sur le trajet des flux d'air créés par la rotation des plaques.

Retirons maintenant l'aimant supérieur et voyons ce qui est caché en dessous.

Les disques durs utilisent des aimants en néodyme très puissants. Ces aimants sont si puissants qu’ils peuvent soulever jusqu’à 1 300 fois leur propre poids. Vous ne devez donc pas mettre votre doigt entre l'aimant et du métal ou un autre aimant - le coup sera très sensible. Cette photo montre les limiteurs BMG. Leur tâche est de limiter le mouvement des têtes, en les laissant à la surface des plaques. Limiteurs BMG différents modèles sont conçus différemment, mais il y en a toujours deux, ils sont utilisés sur tous les disques durs. Sur notre variateur, le deuxième limiteur est situé sur l'aimant inférieur.

Voici ce que vous pouvez y voir.

On voit également ici une bobine mobile, qui fait partie de l'unité principale magnétique. La bobine et les aimants forment le lecteur VCM (Voice Coil Motor, VCM). L'entraînement et le bloc de têtes magnétiques forment un positionneur (actionneur) - un dispositif qui déplace les têtes. La pièce en plastique noir de forme complexe est appelée loquet d'actionneur. Il s'agit d'un mécanisme de protection qui libère le BMG une fois que le moteur de broche atteint un certain nombre de tours. Cela se produit en raison de la pression du flux d'air. Le dispositif de retenue protège les têtes des mouvements indésirables en position de préparation.

Retirons maintenant le bloc de tête magnétique.

La précision et la fluidité du mouvement du BMG sont soutenues par un roulement de précision. La plus grande partie du BMG, en alliage d'aluminium, est généralement appelée support ou culbuteur (bras). À l'extrémité du culbuteur se trouvent des têtes sur une suspension à ressort (Heads Gimbal Assembly, HGA). Habituellement, les culasses et les culbuteurs eux-mêmes sont fournis par différents fabricants. Un câble flexible (Flexible Imprimé Circuit, FPC) va au pad qui se connecte à la carte de commande.

Examinons de plus près les composants du BMG.

Une bobine reliée à un câble.

Palier.

La photo suivante montre les contacts BMG.

Le joint assure l'étanchéité de la connexion. Ainsi, l'air ne peut pénétrer dans l'unité avec les disques et les têtes que par le trou d'égalisation de pression. Ce disque possède des contacts recouverts d'une fine couche d'or pour améliorer la conductivité.

Il s’agit d’une conception à bascule classique.

Les petites parties noires aux extrémités des suspensions à ressort sont appelées curseurs. De nombreuses sources indiquent que les curseurs et les têtes sont la même chose. En effet, le curseur permet de lire et d'écrire des informations en élevant la tête au-dessus de la surface des crêpes. Sur les disques durs modernes, les têtes se déplacent à une distance de 5 à 10 nanomètres de la surface des crêpes. A titre de comparaison, un cheveu humain a un diamètre d’environ 25 000 nanomètres. Si une particule pénètre sous le curseur, cela peut entraîner une surchauffe des têtes en raison du frottement et de leur défaillance. C'est pourquoi la propreté de l'air à l'intérieur de la zone de confinement est si importante. Les éléments de lecture et d'écriture eux-mêmes sont situés à l'extrémité du curseur. Ils sont si petits qu’ils ne peuvent être vus qu’avec un bon microscope.

Comme vous pouvez le constater, la surface du curseur n'est pas plane, elle présente des rainures aérodynamiques. Ils aident à stabiliser l'altitude de vol du curseur. L'air sous le curseur forme un coussin d'air (Air Bearing Surface, ABS). Le coussin d'air maintient le vol du curseur presque parallèle à la surface de la crêpe.

Voici une autre image du curseur.

Les contacts de tête sont clairement visibles ici.

Il s’agit d’une autre partie importante du BMG qui n’a pas encore été discutée. C'est ce qu'on appelle un préamplificateur (préampli). Un préamplificateur est une puce qui contrôle les têtes et amplifie le signal entrant ou sortant d'elles.

Le préamplificateur est placé directement dans le BMG pour une raison très simple : le signal provenant des têtes est très faible. Sur les disques modernes, sa fréquence est d'environ 1 GHz. Si vous déplacez le préamplificateur en dehors de la zone hermétique, un signal aussi faible sera fortement atténué sur le chemin vers la carte de contrôle.

Il y a plus de pistes menant du préampli aux têtes (à droite) qu'à la zone de confinement (à gauche). Le fait est qu'un disque dur ne peut pas fonctionner simultanément avec plus d'une tête (une paire d'éléments d'écriture et de lecture). Le disque dur envoie des signaux au préamplificateur et il sélectionne la tête à laquelle le disque dur accède actuellement. Ce disque dur comporte six pistes menant à chaque tête. Pourquoi tant ? Une piste est rectifiée, deux autres sont destinées aux éléments de lecture et d'écriture. Les deux pistes suivantes servent à contrôler les mini-entraînements, des dispositifs piézoélectriques ou magnétiques spéciaux qui peuvent déplacer ou faire tourner le curseur. Cela permet de définir plus précisément la position des têtes au-dessus de la piste. Le dernier chemin mène au radiateur. Le chauffage sert à réguler l’altitude de vol des têtes. Le chauffage transfère la chaleur à la suspension reliant le curseur et le culbuteur. La suspension est constituée de deux alliages présentant des caractéristiques de dilatation thermique différentes. Lorsqu'elle est chauffée, la suspension se courbe vers la surface de la crêpe, réduisant ainsi la hauteur de vol de la tête. Une fois refroidi, le cardan se redresse.

Assez parlé des têtes, démontons davantage le disque. Retirez le séparateur supérieur.

Voilà à quoi il ressemble.

Sur la photo suivante, vous voyez la zone de confinement avec le séparateur supérieur et le bloc de tête retirés.

L'aimant inférieur est devenu visible.

Maintenant la bague de serrage (pince à plateaux).

Cet anneau maintient le bloc de plaques ensemble, les empêchant de bouger les unes par rapport aux autres.

Les crêpes sont enfilées sur un moyeu de broche.

Maintenant que plus rien ne retient les crêpes, retirez la crêpe du dessus. C'est ce qu'il y a en dessous.

Il est maintenant clair comment l'espace est créé pour les têtes - il y a des anneaux d'espacement entre les crêpes. La photo montre la deuxième crêpe et le deuxième séparateur.

La bague entretoise est une pièce de haute précision constituée d'un alliage ou de polymères non magnétiques. Enlevons-le.

Retirons tout le reste du disque pour inspecter le fond du bloc hermétique.

Voici à quoi ressemble le trou d'égalisation de pression. Il est situé directement sous le filtre à air. Regardons de plus près le filtre.

L’air venant de l’extérieur contenant forcément des poussières, le filtre comporte plusieurs couches. Il est beaucoup plus épais que le filtre de circulation. Parfois, il contient des particules de gel de silice pour lutter contre l’humidité de l’air.

Bonjour les amis! Ce qui s'est passé Disque dur ou disque dur ? Un disque dur est un disque dur magnétique. Abrégé en HDD ou disque dur (magnétique) - HDD ou MHDD. Le premier disque dur a été lancé par IBM en 1956 et mesurait environ un mètre cube et était capable de stocker jusqu'à 3,5 Mo d'informations (voir l'image de gauche de Wikipédia). Il était composé de 50 disques magnétiques diamètre 610 mm. La surface des disques était recouverte de fer pur, ce qui permettait de magnétiser des zones et de stocker des données. Ce disque dur pèse 971 kg et faisait partie du premier ordinateur IBM 305 RAMAC de production. La technologie s'est développée et a atteint ce que vous voyez sur vos ordinateurs de bureau et portables. Un disque dur est également appelé disque dur, disque dur ou, en abrégé, vis. Le nom Winchester vient des années 70. A cette époque, IBM a publié nouvel ordinateur avec plus de modernité disque dur, composé de deux casiers, chacun stockant jusqu'à 30 Mo d'informations. Une analogie a été établie avec le fusil Winchester, qui utilisait la cartouche 30-30. Probablement après ça disques durs, très probablement pour toujours (au moins parmi la population russophone), le nom est resté - disque dur ou en abrégé - vis.

Un disque dur moderne se compose de :

• logement
• unité électronique
• unité de positionnement de l'actionneur
• bloc avec plaques magnétiques

Examinons chacun plus en détail

Cadre. C'est comme la carrosserie d'une voiture. Tout repose sur lui. La tâche principale est de fournir la rigidité et l'étanchéité nécessaires. La rigidité est nécessaire pour protéger le disque des dommages extérieurs. Étanchéité - pour empêcher les particules étrangères de pénétrer dans le disque. Le boîtier est constitué d'un alliage conducteur de chaleur, car la chaleur est générée lors du fonctionnement de l'appareil et doit être évacuée d'une manière ou d'une autre. Vous pouvez en savoir plus sur le refroidissement du disque dur. Pour égaliser les pressions à l'extérieur et à l'intérieur du boîtier, une petite fenêtre avec une plaque métallique flexible est réalisée.

Unité électronique

Comprend :

• bloc d'interface
• tampon ou cache
• Unité de contrôle

L'unité d'interface est chargée de connecter le disque dur à l'ordinateur. La ROM, un périphérique de mémoire morte, enregistre des informations de service et le micrologiciel du disque. Le tampon est une mémoire cache similaire à la RAM. Les informations fréquemment utilisées y sont placées, ce qui augmente les performances du disque dur. La vitesse de lecture du cache approche de la vitesse maximale de l'interface disque. À l'heure actuelle, l'interface la plus courante est SATA III avec un maximum débità 6 Gbit/s. L'unité de commande est responsable du fonctionnement de l'ensemble de l'appareil. Il surveille la vitesse de rotation du bloc avec plaques magnétiques et la position du bloc avec actionneurs.

Il se compose d'un actionneur (un dispositif d'écriture et de lecture d'informations), d'un support (sur lequel tout fonctionne) et d'un lecteur. Le lecteur reçoit des commandes indiquant où lire et où écrire les informations de l'unité de contrôle. (La photo ci-dessous est tirée du site http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

Bloc avec plaques à mémoire. Se compose d'un lecteur, de disques ou de plaques et de séparateurs. Ces derniers servent à fixer une certaine distance entre les plaques. Des disques avec séparateurs sont montés sur le lecteur. Ce dernier maintient une vitesse de rotation constante.

2. Comment fonctionne un disque dur ?

Lorsque vous allumez l'ordinateur, l'unité de contrôle alimente le lecteur à disques magnétiques et attend que ce dernier atteigne la vitesse de rotation spécifiée. Dès que cela se produit, l'ordinateur reçoit un signal indiquant que le disque dur est prêt. Vient ensuite la demande d’informations. L'unité de positionnement entre en jeu, qui définit la position souhaitée de l'actionneur. Les données sont lues et vont dans le bloc d'interface, puis dans la RAM.

Auparavant, les actionneurs touchaient les disques magnétiques. À mesure que la vitesse de ce dernier augmentait, une technologie différente était nécessaire. Dans ce cas, l'actionneur planait au-dessus de la surface magnétique et touchait le disque à un certain endroit. La technologie a évolué, la vitesse de rotation des plaques a augmenté et le bloc avec les actionneurs a commencé à être garé à l'extérieur des plaques. C'est-à-dire que les actionneurs sont situés à côté des plaques jusqu'à ce que la vitesse de rotation requise des disques magnétiques soit atteinte.

En raison de la vitesse de rotation élevée des disques, un flux d'air est créé qui soulève la tête de l'actionneur au-dessus de la surface. Le même flux d'air chasse les particules de poussière emprisonnées à l'intérieur de la surface vers un filtre spécial situé dans le boîtier. Il y a également un adsorbant dans le boîtier pour éliminer l'humidité résiduelle.

Dans les disques durs modernes, la distance entre la tête de lecture et la surface du platine magnétique< 10 нм. Благодаря тому, что считывающие головки никогда не касаются магнитных пластин отсутствует трение и продлевается срок жизни HDD.

Chaque plaque magnétique est divisée en pistes annulaires d'environ 60 nm de large. Ces derniers, à leur tour, sont divisés en clusters. En règle générale, un cluster fait 4 Ko. Chaque bit d'information représente un plot sur une piste qui peut être aimanté -1 ou non -0. Ces sites sont également appelés domaines. Plus la taille de cette zone est petite, plus la piste contiendra d'informations et plus le disque dur sera volumineux. Au début du développement, l'enregistrement longitudinal a été utilisé. Le site était situé le long du chemin. Plus tard, cette technologie a été remplacée par l'enregistrement perpendiculaire, ce qui a permis d'augmenter la densité des données et, par conséquent, d'augmenter la capacité du disque dur.

L’ensemble des pistes équidistantes du centre de rotation du moteur est appelé cylindre.

Avant disques durs franchi la limite de capacité de 500 Mo, le système de positionnement CHS (culasse-secteur) suffisait. Avec la croissance du volume, le système de positionnement LBA (adressage par blocs linéaires) a été adopté en 1994. Dans le cas de CHS, le disque dur était transparent pour les systèmes d'exploitation, mais avec un adressage linéaire, le système adresse le périphérique souhaité. secteur dur disque, mais déjà un bloc Gestion du disque dur comprend où ce secteur est physiquement situé.

Unité de positionnement de l'actionneur. Entraîné par un moteur solénoïde. Ce dernier est constitué d'un stator et d'une bobine. Le stator est constitué d'un ou deux aimants permanents en néodyme puissants. Le positionnement précis du support avec les têtes s'effectue en appliquant une tension d'une certaine force à la bobine (photo prise sur http://www.3dnews.ru/editorial/640707)

La rapidité de positionnement de la tête et, par conséquent, le temps d'accès à l'information dépendent de la force des aimants. Cette dernière dans les disques durs varie de 3 à 12 ms. Plus le temps est court, plus le disque dur est rapide et coûteux. WD propose trois séries de disques durs : vert, bleu et noir. Le vert utilise un aimant en néodyme et une vitesse de broche de 5 400 tr/min. Il en résulte des performances plutôt modestes, mais une efficacité décente et une faible consommation d'énergie. Les disques bleus utilisent le même aimant et la vitesse de rotation s'élève à 7200 tr/min. En termes de caractéristiques de vitesse, il occupe une position intermédiaire entre les disques durs verts et noirs. Les noirs utilisent deux aimants et une vitesse de 7 200 tr/min. Cela vous permet d'obtenir des performances maximales. Vous pouvez augmenter encore les performances en augmentant la vitesse de rotation du moteur à plaques magnétiques à 10 000 ou 15 000 tr/min. Ces disques ont un temps d'accès minimal aux informations et sont principalement utilisés dans les serveurs. Disques SSD avec vitesse d'accès< 1 мс пока остаются вне конкуренции.

Les disques durs produisent deux types de bruit lors de leur fonctionnement. Des disques magnétiques à rotation rapide et de l'impact du bloc à têtes sur le limiteur. Cette dernière se produit lorsque le bloc à têtes revient en position de stationnement. Pour réduire cet impact, les constructeurs installent des garnitures en caoutchouc, mais parfois cela n'aide pas, notamment sur les roues rapides. Il existe deux manières de réduire le bruit du disque dur. La première consiste à réaliser des supports amortisseurs dans le boîtier du PC. Vous pouvez en savoir plus à ce sujet. La deuxième façon consiste à utiliser la technologie AAM, dont j'ai parlé plus en détail.

3. Production et fabricants de disques durs

Au début, il y avait environ 70 fabricants de disques durs. Grâce à la concurrence, il n'en reste plus que trois. Il s'agit de Toshiba, Seagate et WD. Dans le diagramme ci-dessous, vous pouvez voir en quelles années les acquisitions ont eu lieu.

Production. Dans l'atelier d'usinage, les flans sont découpés dans des flans cylindriques en aluminium. Ensuite, les pièces reçoivent la forme souhaitée, éventuellement même sur des tours. Après les pièces, allez à l'atelier de polissage où les surfaces sont polies au niveau requis. Ensuite, le contrôle a lieu et les pièces sont envoyées à l'atelier de revêtement magnétique. Ensuite, le contrôle se produit à nouveau. Ensuite, le disque dur est assemblé et formaté de bas niveau. Au cours de ce processus, les plaques magnétiques sont divisées en pistes et vérifiées pour déceler les secteurs cassés ou illisibles. Ces derniers sont immédiatement marqués pour empêcher l'enregistrement d'informations qu'ils contiennent. Chaque piste dispose d'une certaine réserve de secteurs. C'est à partir de cette réserve que sont remplacées les zones défectueuses découvertes en cours d'exploitation.

Séparément, il faut parler de la production de têtes pour lire et écrire des informations. Dans les disques durs modernes, chaque actionneur se compose de deux têtes, une pour la lecture et une pour l'écriture. La complexité de production des têtes est comparable à la complexité de production des processeurs ; la photolithographie est également utilisée. La conception des têtes est un secret de production.

Conclusion

Dans l'article, nous avons abordé un peu d'histoire en fournissant une image du premier disque dur sorti en 1956. Ils ont dit raison possible nommer les disques durs magnétiques en un mot court - vis. Nous avons ensuite regardé la composition du disque dur, ce qui se cache à l'intérieur de son boîtier. Nous avons essayé de prêter attention à chaque bloc séparément. Considéré travailler dur disque. En fin de compte, nous avons compris les fabricants et la production de disques durs elle-même. J'espère que vous avez progressé avec moi dans le sujet HDD.

L’un des principaux composants de tout ordinateur est un disque magnétique dur, utilisé comme périphérique de stockage d’informations permanentes.

Cet appareil porte plusieurs noms « informels » : disque dur, disque dur ou « vis ».

Pourquoi un disque dur est-il appelé disque dur ?

Winchester ordinateur dur les disques ont commencé à être appelés aux États-Unis dans les années 70 du XXe siècle. Ensuite, IBM a sorti le premier analogue des disques durs modernes : un appareil composé de deux armoires, à l'intérieur desquelles se trouvaient disques magnétiques d'une capacité de 30 Mo chacun.

Il portait l'inscription «30x30» - exactement la même inscription était présente sur le fusil de la célèbre société «Winchester». Au début, les disques durs étaient appelés « disques durs » pour plaisanter, mais bientôt le nom leur est resté fermement attaché et est devenu presque officiel.

Comment fonctionne le disque dur d'un ordinateur ?

Le principe d’un disque dur d’ordinateur est resté inchangé depuis plusieurs décennies. Bien sûr, les détails techniques ont subi des changements majeurs, mais les principales caractéristiques de conception restent les mêmes qu'il y a quarante ans.

Winchester se compose de plusieurs verres minces ou roues en aluminium, sur la surface de laquelle est appliquée une fine couche de dioxyde de chrome. Les disques sont fixés strictement parallèles les uns aux autres sur la broche et recouverts d'un boîtier en aluminium. De plus, à l'intérieur du boîtier se trouve un bloc de têtes magnétiques.

Le moteur électrique met les disques en mouvement et ils commencent à tourner à une vitesse constante. Les flux d'air qui en résultent maintiennent les têtes à une certaine distance de la surface des disques, afin d'éviter toute rayure ou abrasion.

La couche supérieure du disque dur est utilisée pour écrire et lire des informations. Ce travail est effectué par des têtes magnétiques qui se déplacent sur la surface des disques, trouvant les positions souhaitées à l'aide de marques spéciales sur le disque.

Bien entendu, les diamètres des disques durs modernes ont considérablement diminué par rapport aux premiers modèles, et la capacité d'information, au contraire, a augmenté des centaines de milliers de fois. Cependant, les premiers disques durs avaient à peu près la même structure de base.

Écrire des informations sur le disque dur

Le processus d'écriture et de lecture d'informations repose sur un code binaire : la présence ou l'absence d'un signal. Un bloc d'informations ainsi crypté, converti en vibrations courant électrique, est fourni au bloc de têtes magnétiques du disque dur.


Les têtes trouvent la zone souhaitée du disque et convertissent les fluctuations de courant en fluctuations du champ magnétique. Dans ce cas, des zones microscopiques se créent à la surface du disque : certaines sont magnétisées, d'autres ne le sont pas. Le code binaire d'enregistrement est ainsi transféré sur le disque dur.

Le processus de lecture des informations est similaire : un bloc de têtes magnétiques passe sur la zone souhaitée du disque, et en raison de la présence d'oscillations dans le champ magnétique généré par la surface du disque, la tension électrique dans les têtes soit augmente ou diminue.

Les informations lues vont là où elles sont traitées et affichées à l'écran. Le moniteur nous montre du texte ou une image stockée sur le disque dur.

Formater votre disque dur

Processus formatage dur disque n’est pas sans rappeler l’effacement des informations d’une commission scolaire. Les têtes magnétiques détruisent complètement tout ce qui était précédemment écrit sur le disque et divisent sa surface en secteurs pour de nouveaux enregistrements. Les disques neufs sont également formatés : cela est nécessaire pour rationaliser le processus d'écriture et de lecture.

Présentation des informations sur le disque dur

Les informations ne sont pas écrites sur le disque dur de manière aléatoire, mais sous la forme de cercles (pistes) situés les uns dans les autres. Le disque dur se compose de plusieurs disques et chaque tête est responsable d'un côté d'un disque, mais ils se déplacent tous simultanément à la même profondeur.

Par conséquent, les informations sont enregistrées sur plusieurs disques à la fois, dont les pistes forment une surface cylindrique. Les disques sont divisés en secteurs, avec une piste de secteur contenant 512 octets.

La présentation logique de l'information est différente de sa disposition physique. Lors du formatage, le disque dur est divisé en disques dits logiques, chacun étant désigné par une lettre latine. La taille de chaque disque logique est attribuée arbitrairement, à la demande du propriétaire de l'ordinateur.


Cette présentation des informations a été choisie pour la commodité des utilisateurs. Pour convertir les coordonnées logiques en coordonnées physiques, il existe un traducteur spécial situé dans le boîtier du disque dur.

Disque dur d'ordinateur est un endroit pour stockage à long terme information. Dans les spécifications de l'ordinateur, il est désigné comme HDD (anglais : Hard Disque). En argot informatique, on l’appelle « disque dur » ou « vis ». Vous pouvez également entendre le nom « dur ». Il a reçu le nom « Winchester » par analogie avec la populaire carabine Winchester, qui utilisait la cartouche « 30-30 Winchester ». Le premier disque dur d'un ordinateur personnel était disposé en 30 pistes, chacune comportant 30 secteurs, d'où le nom de « disque dur ». Un disque dur est un composant non volatile d'un ordinateur, c'est-à-dire Lorsque l'alimentation est coupée, les données enregistrées (sauvegardées) ne sont pas effacées.

Périphérique de disque dur.

Les données sont stockées sur une ou plusieurs plaques circulaires (disques) en aluminium ou en verre recouvertes d'une couche magnétique. Le ou les disques sont sur une broche et tournent à grande vitesse, et un bloc de têtes magnétiques mobiles lit ou écrit des données sur la surface des plateaux.

Le(s) disque(s) avec l'unité principale sont enfermés dans un boîtier métallique pour les protéger de la poussière et des influences mécaniques. Sur le boîtier se trouve une carte électronique qui contrôle le fonctionnement du disque dur - ce qu'on appelle le contrôleur. L'ensemble de cet appareil est un bloc unique, situé dans un endroit spécialement désigné "" et connecté à carte mère câble spécial.

Caractéristiques de base du disque dur.

Regardons l'essentiel caractéristiques du dur disque que vous devez connaître.

VolumeDisque dur. Probablement la caractéristique la plus importante qui détermine le volume maximum possible pour stocker des informations. Indiqué en gigaoctets (Go) et téraoctets (To). Moderne dur les disques ont une capacité de 320 Go à 4 To.

Comment un utilisateur novice peut-il décider de la capacité du disque dur dont il a besoin ? Lorsque vous choisissez un ordinateur, vous devez baser vos besoins sur celui-ci. Ne serait-ce que pour une utilisation bureautique (saisie de texte, impression, Internet, stockage et traitement de photos...), alors un disque dur d'une capacité de 320 à 500 Go est suffisant. Pour jouer, regarder des films, écouter de la musique, vous avez besoin d'un volume plus important - de 500 Go au maximum. Un film au format Blu-Ray peut prendre jusqu'à 45 Go, et les jeux modernes sont de plus en plus gourmands en énergie, par exemple GTA 5 nécessite 65 Go d'espace disque.

Vitesse rotationnelle. Une autre caractéristique importante qui affecte performances difficiles disque. Plus les plaques tournent vite, plus accès plus rapide et enregistrer des données sur eux. La vitesse de rotation se mesure en tours par minute (rpm ou rpm de l'anglais rotate per minute). Pour utilisation dans Ordinateur personnel Des disques durs à 5 400 tr/min et 7 200 tr/min sont produits. Les disques durs avec une vitesse de rotation de 7 200 tr/min sont préférables, mais ils sont plus chers et plus bruyants que les disques avec 5 400 tr/min.

Taille du cache ou mémoire cache. Cache du disque dur - un type spécial mémoire vive (mémoire tampon), qui stocke les données fréquemment utilisées. Du fait que les données proviennent d'un cache électronique à grande vitesse et non d'un support mécanique relativement lent, les performances du disque dur augmentent. Comment taille plus grande cache, moins il y a d’accès au disque. La taille de la mémoire tampon est mesurée en mégaoctets et dans les disques durs modernes, elle est comprise entre 16 et 128 Mo.

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