Các thành phần của ổ cứng và cách ghi vuông góc
Ổ cứng trong máy vi tính của chúng ta có hai thành phần chính : bên trong và bên ngoài.Thành phần bên ngoài là bảng mạch in gọi là bảng logic .
Thành phần bên trong được hàn bịt kín gọi là HDA – Hard Drive Assembly.
Bạn đừng mở ổ cứng của mình ra vì nó sẽ làm ổ cứng của bạn không ổn định.
Ổ cứng được lắp ráp trong vô cùng sạch ( thậm trí sạch hơn cả phòng phẫu thuật ) và sau đó được bọc kín lại . Bất cứ một hạt bụi nào lọt vào bên trong HDA có thể làm hỏng bề mặt của đĩa , bởi vì đĩa quay với tốc độ rất cao ( ít nhất 5400 vòng một phút ) , làm mất số liệu bên trong đĩa .
Do vậy đối với chuyên gia kỹ thuật thông thường không nên làm bất kì công việc gì bên trong HDA . Chỉ có những công ty khôi phục dữ liệu có phòng chuyên dụng để mở và thay thế thiết bị bên trong HDA .
Đầu nối
Ổ đĩa cứng có hai đầu nối cơ bản : một cho nguồn cung cấp và đầu nối khác cho truyền dữ liệu cùng với máy tính .
Đầu nối thứ hai được gọi là giao diện ( interface ) .
Hiện nay trên thị trường thông thường có hai loại ổ cứng chính cho người sử dụng là ATA (Advanced Technology Attachment) và SATA (Serial ATA) .
Ổ cứng giao diện SATA hiện nay đang thay thế dần ổ ATA. Sau khi xuất hiện ổ SATA thì ổ cứng có giao diện ATA còn gọi là PATA (Parallel ATA) .
Một giao diện khác trong ổ cứng mà nhắm tới máy chủ và ít sử dụng trong các máy tính thông thường gọi là SCSI (Small Computer Systems Interface).
Hình dưới đây cho bạn thấy các đầu nối của ổ cứng giao diện ATA
Jumper Master/Slave trong ổ cứng ATA để đặt cấu hình ổ cứng theo 03 cách khác nhau :
- Master : có nghĩa là ổ cứng là ổ đầu tiên trên một cable có nối với hai ổ cứng .
- Slave : ổ cứng slave là ổ thứ hai khi cắm hai ổ cứng trên cùng một cable
- CS (Cable Select) : khi bạn sử dụng một cable đặc biệt mà phân biệt Master với Slave thông qua vị trí đầu nối trên cable chứ không thông qua cấu hình đặt Jumper là Master hay Slave.
Hình dưới đây là ổ cứng giao diện SATA
Bảng mạch Logic
Trên bảng mạch logic chứa những mạch điện để điều khiển ổ cứng . Trên nó sẽ chứa 3 hoặc 4 phần mạch logic khác nhau theo hình dưới đây
ATA
SATA
Trên bảng mạch Flash-ROM chứa chương trình phần mềm ( firmware ) để đưa ra những lệnh điều khiển ổ đĩa . Trong một vài mạch logic thì Flash-ROM được gắn liền trong phần điều khiển ( Controller ) như hình của SATA.
Phần điều khiển không thể đáp ứng đủ dòng điện cho chuyển động của Motor nên trên bảng logic có Chip điều khiển Motor . Do đó Chip này có vị trí ở giữa phần điều khiển và Motor .
Trên bảng Logic còn có Chip RAM (Random Access Memory) , được sử dụng như một bộ đệm . Chip này đóng vai trò tăng hiệu suất trao đổi số liệu giữa ổ cúng và bộ nhớ trên Mainboard của máy tính .
Trong hình của ổ SATA có một Chip khác gọi là phần chuyển đổi SATA/ATA – SATA/ATA Converter . Nhiều nhà sản xuất ổ cứng thiết kế thay thế SATA dựa trên những Chip ATA có sẵn . Do vậy nếu trên ổ SATA có phần này thì ổ cứng đó không phải là SATA thực bởi vì vẫn sử dụng công nghệ của ATA .
Phần Motor
Sau khi gỡ bỏ bảng mạch logic của ổ cứng , bạn có thể nhìn theo hình dưới đây
Chúng ta sẽ nhìn thấy phần Motor và các đầu tiếp xúc của nó với bảng mạch logic . Chúng cũng là những tiếp điểm để nối tới những phần bên trong HDA : như đầu từ , cuộn dây dẫn .
Trong những ổ cứng sử dụng trong máy tính để bàn , tốc độ của Motor 5,400 rpm, 7,200 rpm hoặc thậm trí 10,000 rpm tuỳ thuộc vào ổ cứng .
Với tốc độ của Motor quay càng nhanh thì việc truyền dữ liệu có thể cũng nhanh hơn .
Bên trong HDA
Khi gỡ bỏ tấm phủ bên trên của HDA , bạn có thể nhìn thấy bên trong HDA như dưới đây
Trong ổ cứng có thể có một vài đĩa từ. Trên mỗi một đĩa từ chỉ có một đầu từ đọc / ghi dữ liệu
Ghi vuông góc trong ổ cứng
Đa số ổ cứng trên thị trường hiện nay dùng công nghệ ghi gọi là theo chiều dọc , ở đó các bit được lưu trữ bên cạnh nhau trên bề mặt từ tính .
Công nghệ ghi theo chiều dọc có từ khi bắt đầu có ổ cứng . Và công nghệ ghi mới hiện nay gọi là ghi vuông góc , công nghệ này được các ổ cứng mới ngày nay sử dụng , nó cho phép ghi với mật độ cao .
Để hiểu dữ liệu được đọc , viết trong ổ cứng và các thiết bị lưu trữ tù tính khác , chúng ta cần nhớ đặc điểm sau :
- Tất cả các dây dẫn tạo ra một từ trường xung quanh chúng khi có dòng điện chạy qua .
- Một từ trường đủ mạnh có thể sinh ra dòng điện trong một dây dẫn .
- Chiều của từ trường phụ thuộc vào chiều của dòng điện và ngược lại .
Đó là tất cả những gì cơ bản nhất mà bạn cần biết để hiểu dữ liệu được đọc , ghi trên ổ cứng như thế nào .
Có một vật liệu dẫn hình chữ U có cuộn dây dẫn xung quanh ( man châm hình móng ngựa ) để làm đầu đọc ghi trên ổ cứng . Trong quá trình ghi số liệu lên ổ cứng , một dòng điện được cung cấp vào cuộn dây dẫn tạo ra một từ trường xung quanh đầu đọc ghi . Trường này sẽ từ hoá bề mặt bên dưới đầu đọc ghi , những hạt từ tính được sắp thành hàng , chúng theo chiều trái hoặc phải phụ thuộc vào chiều của dòng điện được cung cấp qua cuộn dây dẫn . Bit được lưu trữ liên tiếp trong các hạt từ tính .
Trong quá trình đọc dữ liệu trên ổ cứng , khi đầu đọc ghi qua vùng có từ trường xuất hiện dòng điện trong cuộn dây dẫn , chiều của dòng điện phụ thuộc vào chiều của từ trường mà đầu đọc ghi đi qua , nó cho phép mạch điều khiển ổ đĩa đọc được Bit đã lưu trữ .
Ghi vuông góc và ghi dọc
Mỗi một bảng lưu trữ trong ổ đĩa được làm bằng nhôm hoặc kính và trên bề mặt của nó có một lớp vật liệu từ , thông thường là Oxit kim loại trộn với vật liệu khác .
Như phần trên chúng ta đã nói rằng đầu đọc ghi từ hoá những hạt từ tính trên bề mặt đĩa tuỳ theo dòng điện cung cấp . Chúng ta cũng thấy thứ tự của những hạt từ hoá đại diện cho Bit dữ liệu được lưu trữ .
Trong công nghệ ghi dọc , hiện nay đang sử dụng trên nhiều ổ cứng trên thị trường , những hạt từ nằm theo chiều ngang và chúng nằm cạnh nhau trên bề mặt ổ cứng . Bạn xem hình dưới đây
Trong những năm trở lại đây các hãng sản xuất dều nghiên cứu để tăng dung lượng lưu trữ trên ổ cứng ( tăng mật độ lưu trữ ) mà lại làm giảm kích thước của các hạt từ trên bề mặt ổ cứng .
Những hạt từ càng nhỏ thì càng có nhiều dữ liệu được lưu trữ trên ổ cứng . Những hạt từ bị làm co lại sẽ dẫn đến một vấn đề gọi là superparamagnetism mà liên quan đến tính toàn vẹn của dữ liệu lưu trữ .
Superparamagnetism xảy ra khi mà những hạt từ nhỏ đến mức mà khi nhiệt độ thay đổi có thể làm đảo chiều từ tính trong thiết bị lưu trữ dẫn đến số liệu lưu trữ trong đó bị sai lệch . Superparamagnetism làm cho các nhà sản xuất ổ cứng dung lương cao bị hạn chế .
Hình dưới đây mô tả công nghệ ghi vuông góc , những hạt từ được xắp xếp theo chiều dọc
Khi ghi bằng phương pháp vuông góc nhiều số liệu được lưu trữ trên ổ cúng và làm giảm hiện tượngsuperparamagnetism xảy ra .
Kết luận
Công nghệ ghi vuông góc sẽ tăng dung lượng lưu trữ trên ổ cứng trong một thời gian ngắn .
Những thiết bị cầm tay cũng phù hợp với công nghệ này , lưu trữ được nhiều Bit trong một kích thước nhỏ
