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硬碟內部運作原理及各部位介紹

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硬碟在邏輯上被劃分為磁軌、柱面以及扇區.
硬碟的每個碟片的每個面都有一個讀寫磁頭,磁碟碟面區域的劃分。

磁頭靠近主軸接觸的表面,即線速度最小的地方,是一個特殊的區域,它不存放任何資料,稱為啟停區或著陸區(LandingZone),啟停區外就是資料區。在最外圈,離主軸最遠的地方是『0』磁軌,硬碟資料的存放就是從最外圈開始的。那麼,磁頭是如何找到『0』磁軌的位置的呢?在硬碟中還有一個叫『0』磁軌檢測器的構件,它是用來完成硬碟的初始定位。『0』磁軌是如此的重要,導致硬碟僅僅由於『0』磁軌損壞就報廢,這是非常可惜的。
 
早期的硬碟在每次關機之前需要運行一個被稱為Parking的程序,其作用是讓磁頭回到啟停區。現代硬碟在設計上已摒棄了這個雖不復雜卻很讓人不痛快的小缺陷。硬碟不工作時,磁頭停留在啟停區,當需要從硬碟讀寫資料時,磁碟開始旋轉。旋轉速度達到額定的高速時,磁頭就會因碟片旋轉產生的氣流而抬起,這時磁頭纔向碟片存放資料的區域移動。
 
碟片旋轉產生的氣流相稱強,足以使磁頭托起,並與碟面保持一個微小的間隔。這個間隔越小,磁頭讀寫資料的敏捷度就越高,當然對硬碟各部位零件的要求也越高。早期設計的磁碟驅動器使磁頭保持在碟面上方幾微米處飛行。稍後一些設計使磁頭在碟面上的飛行高度降到約0.1μm~0.5μm,現在的水準已經達到0.005μm~0.01μm,這只是人類頭發直徑的千分之一。
 
氣流既能使磁頭脫離開碟面,又能使它保持在離碟面足夠近的地方,非常緊密地跟跟著磁碟表面呈起伏運動,使磁頭飛行處於嚴格受控制狀態。磁頭必需飛行在碟面上方,而不是接觸碟面,這種位置可避免擦傷磁性塗層,而更重要的是不讓磁性塗層損傷磁頭。
 
但是,磁頭也不能離碟面太遠,否則,就不能使碟面達到足夠強的磁化,難以讀出碟上的磁化翻轉(磁極轉換形式,是磁碟上實際記實資料的方式)。

硬碟驅動器磁頭的飛行懸浮高度低、速度快,一旦有小的塵埃進入硬碟密封腔內,或者一旦磁頭與碟體發生碰撞,就可能造成資料丟失,形成壞塊,甚至造成磁頭和碟體的損壞。所以,硬碟系統的密封一定要可靠,在非專業前提下絕對不能開啟硬碟密封蓋,否則,灰塵進入後會加速硬碟的損壞。另外,硬碟驅動器磁頭的尋軌伺服電機多採用音圈式旋轉或直線運動步進電機,在伺服跟蹤的調節下精確地跟蹤碟片的磁軌,所以,硬碟工作時不要有衝擊碰撞,搬動時要小心輕放。
 
這種硬碟就是採用溫徹斯特(Winchester)技術制造的硬碟,所以也被稱為溫碟,目前絕大多數硬碟都採用此技術。
 
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