硬盘内部如此精彩——硬盘构造再揭秘

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硬盘内部结构图解

硬盘内部结构图解

硬盘内部结构图解平时大家在论坛上对硬盘的认识和选购,大都是通过产品的外型、性能指标特征和网站公布的性能评测报告等方面去了解,但是硬盘的内部结构究竟是怎么样的呢,所谓的磁头、盘片、主轴电机又是长什么样子呢,硬盘的读写原理是什么,估计就不是那么多人清楚了。

所以我就以一块二手西数硬盘WD200BB为例向大家讲解一下硬盘的内部结构,让硬件初学者们能够对硬盘有一个更深的认识。

在动手之前,先了解一些硬盘的结构理论知识。

总得来说,硬盘主要包括:盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。

所有的盘片都固定在一个旋转轴上,这个轴即盘片主轴。

而所有盘片之间是绝对平行的,在每个盘片的存储面上都有一个磁头,磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。

所有的磁头连在一个磁头控制器上,由磁头控制器负责各个磁头的运动。

磁头可沿盘片的半径方向动作,而盘片以每分钟数千转到上万转的速度在高速旋转,这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。

由于硬盘是精密设备,尘埃是其大敌,所以必须完全密封。

现在先贴上今日的主角西数WD200BB硬盘的“玉照”,它是容量为20G的7200转的普通3.5寸IDE硬盘,属于比较常见的产品,也是用户最经常接触的。

除此之外,硬盘还有许多种类,例如老式的普通IDE硬盘是5.25英寸,高度有半高型和全高型,还有体积小巧玲珑的笔记本电脑,块头巨大的高端SCSI硬盘及非常特殊的微型硬盘。

在硬盘的正面都贴有硬盘的标签,标签上一般都标注着与硬盘相关的信息,例如产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等,上图所示的就是WD200BB的产品标签。

在硬盘的一端有电源接口插座、主从设置跳线器和数据线接口插座,而硬盘的背面则是控制电路板。

从下图中可以清楚地看出各部件的位置。

总得来说,硬盘外部结构可以分成如下几个部份:一、硬盘接口、控制电路板及固定面板:(1)、接口。

接口包括电源接口插座和数据接口插座两部份,其中电源插座就是与主机电源相连接,为硬盘正常工作提供电力保证。

电脑硬盘的内部结构原理

电脑硬盘的内部结构原理

电脑硬盘的內部结构原理
电脑硬盘的内部结构原理是由多个组件组成的,包括盘片、磁头、磁臂、电机等。

1. 盘片(Platters):硬盘通常具有多个盘片,它们是圆形的金属或玻璃碟片,涂有磁性物质。

每个盘片都可以存储数据,数据通过将磁性物质置于不同的磁极方向来编码。

2. 磁头(Read/Write Head):磁头是一种小型设备,负责读取和写入数据。

每个盘片都有一对磁头(读头和写头),位于盘片上方和下方。

3. 磁臂(Actuator Arm):磁臂是一个可移动的机械臂,支持磁头的轨迹定位。

它通过一个电机控制,可以在盘片的不同位置移动磁头。

4. 电机(Spindle Motor):电机负责旋转硬盘的盘片。

盘片通常以高速旋转,以便快速读取和写入数据。

电机根据主板发送的信号来控制盘片的旋转速度。

5. 控制电路板(PCB):控制电路板是连接硬盘中所有组件的主要电路板。

它包含处理器、内存和控制芯片,负责管理数据的读取、写入和处理。

硬盘的工作原理是,当计算机需要读取或写入数据时,控制电路板将通过电缆信号发送给磁头,磁头会在盘片上的特定位置找到需要的数据并执行操作。

数据的读取和写入是通过改变磁片上的磁场来实现的。

总结起来,硬盘的内部结构包括盘片、磁头、磁臂、电机和控制电路板。

这些组件共同工作,实现数据的存储和读取。

大卸八块!编辑为你揭秘硬盘的内部结构

大卸八块!编辑为你揭秘硬盘的内部结构

前言:硬盘(英文名:Hard Disc Drive,简称HDD,全名:温彻斯特式硬盘)作为电脑主要的存储设备之一,可以说在整个电脑系统中起着重要的作用,因为我们大多数的数据都是通过硬盘来存储的,这些数据比硬盘本身甚至整台电脑都要宝贵许多。

探秘硬盘内部结构而我们平时了解硬盘,主要是从外观以及容量、性能等各种参数去认识,它的内部结构到底是怎么样的?相信多数人都不是很清楚。

今天笔者就通过工具把一块硬盘大卸八块,跟大家一起探秘一下硬盘内部精密的结构,一起来看下吧。

另外有一点需要提醒大家:没事千万不要随意打开硬盘的外壳,因为硬盘的内部是不能沾染灰尘的,否则立即报废。

我们本次的硬盘是已经不能使用的了,所以看了本篇文章的童鞋拆硬盘后导致硬盘坏了可不要来找我,嘿嘿。

在实际动手之前,我们先来了解一下硬盘结构的理论知识。

总得来说,硬盘主要包括:盘片、磁头、盘片主轴、控制电机马达、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。

一般在硬盘的正面都贴有硬盘的标签,标签上一般都标注着与硬盘相关的信息,例如产品型号、产地、出厂日期、产品序列号等。

而硬盘的背面则是控制电路板,同时在硬盘的一端有数据接口和供电接口设计。

要拆解硬盘,工具是必不可少的。

由于硬盘的安装螺丝是使用特殊的内六角螺丝,而且螺丝中心呈凹形,所以使用普通螺丝刀是没法拧开的。

拆掉六个螺丝之后就可以将电路板分离出来,这时可以看到,电路板和硬盘体之间还有一层软垫,以减免两者间发生短路的几率。

从上图可以看到,该硬盘采用了Marvell 88i8845E-BHY2主控芯片,内部集成了32MB 缓存,而电机控制芯片则来自于SMOOTH的L7251。

要想打开硬盘,我们首先要把硬盘正面的9个安装螺丝拆卸下来。

从上图可以看到,除了外围的7个螺丝外,硬盘的标签下面还隐藏有2个螺丝,大家拆卸时需要注意。

成功拆开硬盘打开硬盘外壳之后,我们也就能够看到其神秘的内部世界了。

可以看到,硬盘的核心部分主要包括磁盘盘片、主轴、读写磁头、电机马达、永久磁铁等主要部件。

普通硬盘结构图

普通硬盘结构图

普通硬盘结构图主要性能参数∙硬盘容量:硬盘内部往往有多个叠起来的磁盘片,所以说硬盘容量=单碟容量×碟片数,单位为GB,硬盘容量当然是越大越好了,可以装下更多的数据。

要特别说明的是,单碟容量对硬盘的性能也有一定的影响:单碟容量越大,硬盘的密度越高,磁头在相同时间内可以读取到更多的信息,这就意味着读取速度得以提高。

目前市场上主流硬盘的容量为80GB—120GB。

∙转速:硬盘转速(Rotation speed)对硬盘的数据传输率有直接的影响,从理论上说,转速越快越好,因为较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间,从而提高在硬盘上的读写速度;可任何事物都有两面性,在转速提高的同时,硬盘的发热量也会增加,它的稳定性就会有一定程度的降低。

所以说我们应该在技术成熟的情况下,尽量选用高转速的硬盘。

∙缓存:一般硬盘的平均访问时间为十几毫秒,但RAM(内存)的速度要比硬盘快几百倍。

所以RAM通常会花大量的时间去等待硬盘读出数据,从而也使CPU效率下降。

于是,人们采用了高速缓冲存储器(又叫高速缓存)技术来解决这个矛盾。

简单地说,硬盘上的缓存容量是越大越好,大容量的缓存对提高硬盘速度很有好处,不过提高缓存容量就意味着成本上升。

目前市面上的硬盘缓存容量通常为2MB—16MB。

∙平均寻道时间(average seek time):意思是硬盘磁头移动到数据所在磁道时所用的时间,单位为毫秒(ms)。

平均访问时间越短硬盘速度越快。

∙硬盘的数据传输率(Data transfer rate):也称吞吐率,它表示在磁头定位后,硬盘读或写数据的速度。

硬盘的数据传输率有两个指标:突发数据传输率(burst data transfer rate):也称为外部传输率(external transfer rate)或接口传输率,即微机系统总线与硬盘缓冲区之间的数据传输率。

突发数据传输率与硬盘接口类型和硬盘缓冲区容量大小有关。

目前的支持ATA/100的硬盘最快的传输速率能达到100MB/s。

硬盘结构详解

硬盘结构详解

1.1 硬盘的外部结构/1.2 硬盘的内部结构一般硬盘正面贴有产品标签,主要包括厂家信息和产品信息,如商标、型号、序列号、生产日期、容量、参数和主从设置方法等。

这些信息是正确使用硬盘的基本依据,下面将逐步介绍它们的含义。

硬盘主要由盘体、控制电路板和接口部件等组成,如图1-1所示。

盘体是一个密封的腔体。

硬盘的内部结构通常是指盘体的内部结构;控制电路板上主要有硬盘BIOS、硬盘缓存(即CACHE)和主控制芯片等单元,如图1-2所示;硬盘接口包括电源插座、数据接口和主、从跳线,如图1-3所示。

图1-1 硬盘的外观图1-2 控制电路板图1-3 硬盘接口电源插座连接电源,为硬盘工作提供电力保证。

数据接口是硬盘与主板、内存之间进行数据交换的通道,使用一根40针40线(早期)或40针80线(当前)的IDE接口电缆进行连接。

新增加的40线是信号屏蔽线,用于屏蔽高速高频数据传输过程中的串扰。

中间的主、从盘跳线插座,用以设置主、从硬盘,即设置硬盘驱动器的访问顺序。

其设置方法一般标注在盘体外的标签上,也有一些标注在接口处,早期的硬盘还可能印在电路板上。

此外,在硬盘表面有一个透气孔(见图1-1),它的作用是使硬盘内部气压与外部大气压保持一致。

由于盘体是密封的,所以,这个透气孔不直接和内部相通,而是经由一个高效过滤器和盘体相通,用以保证盘体内部的洁净无尘,使用中注意不要将它盖住。

1.2 硬盘的内部结构硬盘的内部结构通常专指盘体的内部结构。

盘体是一个密封的腔体,里面密封着磁头、盘片(磁片、碟片)等部件,如图1-4所示。

图1-4 硬盘内部结构硬盘的盘片是硬质磁性合金盘片,片厚一般在0.5mm左右,直径主要有1.8in(1in=25.4mm)、2.5in、3.5in和5.25in 4种,其中2.5in和3.5in盘片应用最广。

盘片的转速与盘片大小有关,考虑到惯性及盘片的稳定性,盘片越大转速越低。

一般来讲,2.5in硬盘的转速在5 400 r/min~7 200 r/ min之间;3.5in硬盘的转速在4 500 r/min~5 400 r/min之间;而5.25in硬盘转速则在3 600 r/min~4 500 r/min之间。

图解硬盘的物理结构

图解硬盘的物理结构

图解硬盘的物理结构硬盘的结构可分为外部结构和内部结构。

下⾯就西数500G的硬盘为例,来讲解⼀下硬盘的结构。

硬盘外部结构硬盘的外部结构主要包括⾦属固定⾯板、控制电路板和接⼝三部分。

以下实物图拍摄:(⽤了美图秀秀,不仅脸蛋漂亮连硬盘都变的很漂亮,好刘濞啊。

)⾦属固定⾯板硬盘外部会有⼀个⾦属的⾯板,⽤于保护整个硬盘。

⾦属⾯板和地板结合成⼀个密封的整体,保证硬盘盘体和机构的稳定运⾏。

控制电路板这个电路板是硬盘的控制电路板。

该电路板上的电⼦元器件⼤多采⽤贴⽚式元件焊接,这些电⼦元器件组成了功能不同的电⼦电路,这些电路包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、控制与接⼝电路等。

在电路板上有⼏个主要的芯⽚:主控芯⽚、BIOS芯⽚、缓存芯⽚、电机驱动芯⽚。

接⼝在硬盘的顶端会有⼏个不同的硬盘接⼝,这些接⼝主要包括电源插座接⼝、数据接⼝和主、从跳线接⼝,其中电源插⼝与主机电源相联,为硬盘⼯作提供电⼒保证。

中间的主、从盘跳线接⼝,⽤以设置主、从硬盘,即设置硬盘驱动器的访问顺序。

硬盘内部结构硬盘内部主要包括磁头组件、磁头驱动组件、盘体、主轴组件、前置控制电路等。

(1)磁头组件磁头组件包括读写磁头、传动⼿臂、传动轴三部分组成。

磁头组件中最主要的部分是磁头,另外的两个部分可以看作是磁头的辅助装置。

传动轴带动传动臂,使磁头到达指定的位置。

磁头是硬盘中对盘⽚进⾏读写⼯作的⼯具,是硬盘中最精密的部位之⼀。

磁头是⽤线圈缠绕在磁芯上制成的,⼯作原理则是利⽤特殊材料的电阻值会随着磁场变化的原理来读写盘⽚上的数据。

硬盘在⼯作时,磁头通过感应旋转的盘⽚上磁场的变化来读取数据;通过改变盘⽚上的磁场来写⼊数据。

为避免磁头和盘⽚的磨损,在⼯作状态时,磁头悬浮在⾼速转动的盘⽚上⽅,间隙只有0.1~0.3um,⽽不是盘⽚直接接触,在电源关闭之后,磁头会⾃动回到在盘⽚上着陆区,此处盘⽚并不存储数据,是盘⽚的起始位置,如图,为磁头组件及磁头驱动组件。

(完整word版)硬盘结构原理磁道,扇区和柱面图示

(完整word版)硬盘结构原理磁道,扇区和柱面图示

硬盘结构原理磁道,扇区和柱面图示我们知道硬盘中是由一片片的磁盘组成的,大家可能没有打开过硬盘,没见过它具体是什么样.不过这不要紧.我们只要理解了什么是磁道,扇区和柱面就够了.在下图中,我们可以看到一圈圈被分成18(假设)等分的同心圆,这些同心圆就是磁道(见图).不过真打开硬盘你可看不到.它实际上是被磁头磁化的同心圆.如图可以说是被放大了的磁盘片。

那么扇区就是每一个磁道中被分成若干等分的区域。

相邻磁道是有间隔的,这是因为磁化单元太近会产生干扰。

一个小软盘有80个磁道,硬盘嘛要远远大于此值,有成千上万的磁道.每个柱面包括512个字节。

那么什么是柱面呢?看下图,我们假设它只有3片.每一片中的磁道数是相等的.从外圈开始,磁道被分成0磁道,1磁道,2磁道.。

....具有相同磁道编号的同心圆组成柱面,那么这柱面就像一个没了底的铁桶。

哈哈,这么一说,你也知道了,柱面数就是磁盘上的磁道数.每个磁面都有自己的磁头。

也就是说,磁面数等于磁头数。

硬盘的容量=柱面数(CYLINDER)*磁头数(HEAD)*扇区数(SECTOR)*512B。

这下你也可以计算硬盘的一些参数了。

什么是簇?文件系统是操作系统与驱动器之间的接口,当操作系统请求从硬盘里读取一个文件时,会请求相应的文件系统(FAT16/32/NTFS)打开文件。

扇区是磁盘最小的物理存储单元,但由于操作系统无法对数目众多的扇区进行寻址,所以操作系统就将相邻的扇区组合在一起, 形成一个簇,然后再对簇进行管理.每个簇可以包括2、4、8、16、32或64个扇区。

显然,簇是操作系统所使用的逻辑概念,而非磁盘的物理特性.为了更好地管理磁盘空间和更高效地从硬盘读取数据,操作系统规定一个簇中只能放置一个文件的内容,因此文件所占用的空间,只能是簇的整数倍;而如果文件实际大小小于一簇,它也要占一簇的空间。

所以,一般情况下文件所占空间要略大于文件的实际大小,只有在少数情况下,即文件的实际大小恰好是簇的整数倍时,文件的实际大小才会与所占空间完全一致。

硬盘内部结构及原理图

硬盘内部结构及原理图

让们简单的了解一下硬盘的外部和内部结构及逻辑结构。

1、硬盘的外部结构:硬盘是一个集机、电、磁于一体的高精密系统。

图(一)对上图(一)的解释:1、缓存这就是我们经常说的缓存,缓存的作用主要是和硬盘内部交换数据,我们平时所说的内部传输率其实也就是缓存和硬盘内部之间的数据传输速率。

2、电源接口和光驱一样,硬盘的电源接口也是由4针组成。

其中,红线所对应的+5V电压输入,黄线对应输出的是+12V电压。

3、跳线跳线的作用是使IDE设备在工作时能够一致。

当一个IDE接口上接两个设备时,就需要设置跳线为“主盘”或者“从盘”,具体的设置可以参考硬盘上的说明。

4、IDE接口硬盘IDE接口是和主板IDE接口进行数据交换的通道。

我们通常说的UDMA/33模式就是指的缓存和主板IDE接口之间的数据传输率(也就是外部数据传输率)为33.3MB/s,目前的接口规范已经从UDMA/33发展到UDMA/66和UDMA/100。

但是由于内部传输率的限制,实际上外部传输率达不到理论上的那么高。

为了使数据传输更加可靠,UDMA/66模式要求使用80针的数据传输线,增加接地功能,使得高速传输的数据不致出错。

在UDMA/66线的使用中还要注意,其兰色的一端要接在主板IDE口上,而黑色的一端接在硬盘上。

5.电容硬盘存储了大量的数据,为了保证数据传输时的安全,需要高质量的电容使电路稳定。

6.控制芯片硬盘的主要控制芯片,负责数据的交换和处理,是硬盘的核心部件之一。

硬盘的电路板可以互相换(当然要同型号的),在硬盘不能读出数据的时候,只要硬盘本身没有物理损坏且能够加电,我们就可以通过更换电路板的方式来使硬盘“起死回生”。

2、硬盘内部结构:硬盘内部结构由固定面板、控制电路板子、磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成,其中磁头组件是构成硬盘的核心。

详细如图(二):图(二)对上图(二)的解释:磁头头组件如图(三):磁头组件是硬盘最精密的部件之一,主要包括读写磁头、传动手臂、传动轴三部分组成。

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硬盘内部如此精彩——硬盘构造再揭秘组装也是高科技谈起参观WD泰国硬盘工厂,我们必须要明确的一点是,如果不加特别解释的话,我们通常所说的“硬盘工厂”,指的都是硬盘整机(即“硬盘驱动器”)组装厂。

CPU的制造过程中也有封装的步骤,可以把这一步拿出来单独成立封装测试厂,但我们很难把CPU明确地再分解成若干部件,每种部件都有特定的供应商——要真这样的话Intel的CPU工厂只靠做些组装的活儿就能获取高额利润,那钱赚得岂不是太容易?如果要类比的话,硬盘工厂(即整机组装厂,下同)应该与光驱生产厂更为接近,前者要用到的磁头、盘片及马达与后者要用到的光头、马达等往往都来自于供应商,大家做的都是一个组装的工作。

更通俗一些的话,还可以想想PC的生产:CPU来自于Intel或AMD,主板来自于华硕、微星等有名或无名的大厂小厂,内存(条)来自于三星、英飞凌……这是大家最熟悉的组装过程了。

当然,这些比喻那些硬盘供应商们听了会生气的,别的不说,就凭现代硬盘的(温彻斯特)工作原理要求内外部空气要相对隔绝这一点,就需要硬盘工厂斥巨资建立并维护Class 100(100级)甚至Class 10(10级)的净室,关键的生产步骤都在里面进行,技术要求和难度都远非PC和光驱的生产所能相比——不然,硬盘厂商也不至于像现在这样“屈指可数”啊。

在净室中操作的工人们。

环境要求:温度20℃±3℃,相对湿度40%~65%,直径大于0.5微米的微粒不超过100个,大于0.3微米的不超过300个。

不同的工厂上述条件会有出入,但都是很严格的。

当然,硬盘整机的制造是“来料加工”的组装过程,并不意味着硬盘厂商不具备部件的研发和生产能力。

日立(Hitachi GST,以前的IBM硬盘部门)和希捷(Seagate)都采用所谓的垂直整合模式,即能够包办从磁头、盘片的研发生产直至硬盘整机制造的全过程。

就像希捷公司台湾技术行销经理朱秋男先生所说,希捷拥有从部件到硬盘驱动器的全线技术,生产硬盘所用到的主要零部件中只有马达来自于日本厂家(在中国和泰国生产)。

当然,这样做的代价也是巨大的,譬如希捷公司从2003年7月至2004年6月的硬盘技术研发投入达到了6.66亿美元,而在此期间其总收入为62.3亿美元,净收入5.29亿美元(若排除2004年4~6月的重组费用,为5.66亿美元)。

相比之下,WD(西部数据)公司采用的(在部件技术上的)跟随策略成本就要低很多,所冒的风险也小。

同期WD的总收入为30.47亿美元,净收入1.513亿美元(若排除2003年第三季度收购Read-Rite的费用,为1.993亿美元),而在此期间的研发投入为1.84亿美元。

即使考虑到不同的公司在不同时期经营业绩和研发投入会有一定的波动,这种对比也是颇具参考价值的。

站在不同的角度去解读上述数据会得出不同的结论。

笔者认同高投入才能有高产出的观点,希捷公司较高水平的利润率就与其高研发投入有很大的关系。

不过,这样无疑会抬高硬盘行业的门槛,特别是对WD、三星等以生产较低利润的台式机硬盘为主的厂商更是如此——如果所有的硬盘厂商都必须采用垂直整合的业务模式,那么硬盘行业的格局就不会是今天这个样子。

在这方面我们可以想想PC行业,虽然更有技术含量的IBM最终退出了这个自己一手开创的市场,但如果没有高度的分工合作带来的市场繁荣,今天用得起计算机的人能有这么多吗?越扯越远了,就此打住,言归正传。

部件举例之磁头上岗记(上)强求每家硬盘厂商都走垂直整合之路不现实,但尽可能地掌握一些关键部件的技术却很有必要。

特别是在盘片存储密度越来越高、磁头尺寸越来越小,以至一度因遭遇技术瓶颈而被迫放缓单碟容量提升速度的今天,缺乏盘片和磁头技术储备的硬盘厂商将会在新产品的推出上处于不利地位。

迈拓(Maxtor)在2001年9月将MMC Technology变成了自己的全资子公司,现在后者已经是它最大的盘片提供者;WD则在2003年7月收购了磁头供应商Read-Rite,现在其位于加州Fremont的晶圆制造厂即得自该交易。

垂直整合不是万能的,但离核心技术太远是很容易无能的。

笔者没有去过Fremont,但有幸参观过日立GST设在深圳的磁头生产工厂。

与硬盘工厂一样,磁头厂也不允许随便拍照,好在WD在其为此次访问专门准备的会议室里摆放了磁头生产过程中各个阶段的产品,我们可以一一展示给大家。

从6英寸晶圆到最终成为硬盘驱动器的一分子——仅仅磁头一个部件的“芯路历程”就如此的复杂。

从中我们也可以对Slider、HGA和HSA有个比较直观的认识包含读写电路在内的磁头位于一个叫做Slider(滑橇)的小滑块上,后者具备空气动力学特性,能够在盘片转动带来的空气垫上滑行并稳定在一个高度范围内,保证数据读写的准确。

有时人们会将Slider等同于磁头来表述,随着存储密度的不断提高,磁头的飞高越来越低,Slider的体积也越来越小,像什么皮米滑橇(pico slider)、飞米滑橇(femto slider)相信大家都有所了解。

晶圆和切割成的Slider BarSlider在晶圆上蚀刻出来,晶圆直径越大,Slider尺寸越小,单个晶圆上的Slider产量也就越高(当然良率要有保证)。

目前WD采用的是6英寸晶圆,不过Slider好像还没到femto 的级别。

晶圆被切割加工成长条(Slider Bar),进而是单个的Slider。

单个的Slider部件举例之磁头上岗记(下)然后Slider便被固定在磁头臂前端的悬架上,后面引出相应的电路,即所谓的HGA(Head Gimbal Assembly,磁头悬架组件)。

由于同一张盘片两面的HGA方向相对,所以便有A、B两种类型的HGA。

两种类型的HGA,可以看出它们是反向的B型HGA的特写接着,几个HGA(一张盘片需要1或2个)堆叠在一起,再加上前置放大器(preamplifier),就形成HSA(Head Stack Assembly,磁头臂组件)。

最后,承载着一个或多个磁头的HSA作为一个部件加入到硬盘驱动器组装的工序中。

单个HSA的特写3.5英寸硬盘:“坦诚相见”(上)3.5英寸硬盘是WD产品线中的绝对主力,除了采用3.3英寸盘片的Raptor(猛禽)以外,都是采用3.74英寸(合95mm)盘片的所谓桌面型硬盘。

当然,“桌面型”并不代表着其服务对象一定是台式机,机顶盒、游戏机什么的就无需笔者多说了。

大家都很熟悉像Caviar(鱼子酱)、Caviar SE(特别版)等商业化的名称,而在WD公司内部,通常以各种代号来称呼,譬如Eagle指的就是Caviar。

左侧的XBOX专用硬盘为单碟单面设计,只有一个磁头,被盘片所遮挡看过了“坦诚相见”的硬盘驱动器,对于其各组成部件一定很有兴趣吧?现在的WD宣传上的确很动心思,布置了专用的展板,供我们观赏组成硬盘(驱动器)的各个部件。

WD的这款3.5英寸硬盘共有18种部件,其他的3.5英寸硬盘可能在部件的种类上有所区别,但显然是大同小异。

至于部件的数量,底托、顶盖、主轴马达、HSA、PCBA等一部硬盘驱动器只有1个,盘片会有一个或多个,而螺钉肯定就要上两位数了。

3.5英寸硬盘部件全景图:每种部件下面的标签都注明了其名称、数量和产地,不同的产地还加以颜色区分接下来我们近距离地观察一下各部件吧。

先看全景图中左上角区域的6种部件。

最上面的两个分别是条码标签和盘体侧面Clock窗口的封口纸(HDA组装完毕后,需要通过一个外部磁头读盘片外面的一个记号,这个记号的信号称clock);中间的两个分别是关机状态下锁住HSA的Latch(直译为“门闩”或“弹簧锁”,在盘片加电起转时产生气流的带动下解锁)和内部空气过滤器;最下面的两个则分别是主轴马达和构成VCM(Voice Coil Motor,音圈马达)的两块磁铁中位于上面的那块(不过图中是倒过来放的)。

很凑巧,这几种部件均只用1个。

留神观察主轴马达往下是硬盘(驱动器)的外壳,分为底托和顶盖两部分。

底托的英文原意“disk drive base”反映了整个硬盘驱动器的其他组件都要直接(如主轴马达、VCM、顶盖和PCBA)或间接(如HSA)地安装在其上的基本事实,于是窟窿和螺孔随处可见;顶盖最终要和底托结合在一起,所以它也有不少供螺钉穿过的洞。

外壳两大件——底托和顶盖3.5英寸硬盘:“坦诚相见”(下)右面就是PCBA(Printed Circuit Board Assembly,印刷电路板组件)和盘片了。

PCBA 有时会被简略地称为硬盘的“电路板”,它与HDA(Head-Disk Assembly,磁头磁盘总成——此处之所以没有用“组件”,主要是考虑到还包括有主轴马达、VCM和外壳,换个表达方式或许更为确切)共同构成一台完整的硬盘驱动器。

盘片这里只摆出了一张,大家知道可以有更多就是了。

PCBA和盘片再转向上,是构成VCM的两块磁铁中位于下面的一块和HSA,可以看到,HSA的磁头所在区域受到了很好的保护。

HSA的尾部是VCM的线圈最后的6种并非核心部件,但大多都不可或缺。

首先是盘体底部(激光辅助磁头)定位窗口的封口纸,没有它硬盘就会漏气;3个螺钉的封口纸用来遮挡外露的螺帽,主要是出于美观的考虑;右上角的Disk Clamp拧上螺钉后起到夹紧盘片的作用,相当于主轴马达的轴毂;第二排那个标签被闪光灯打亮的部件是呼吸孔(空气)过滤器,作用是保证进入硬盘驱动器内部的空气的纯净度和相对湿度;6颗T7螺钉用于固定轴毂,而16颗T8螺钉的用途就无需细述了。

没什么特别值得说的东西上述所有部件中,产自新加坡的种类最多,但多为封口纸、螺钉等非核心元件;外壳和VCM 的磁铁等相对较大的金属元件主要来自马拉西亚;WD在泰国的两个工厂都生产HSA,日本马达提供商在泰国也有工厂,所以HSA和主轴马达都来自泰国并不出人意料。

盘片的来源最多,马来西亚、中国(台湾)、新加坡、日本都有,PCBA则略逊一筹——硬盘组装厂通常也具备PCBA的生产能力,因此泰国和马来西亚都赫然在列,另一个产地则是中国(内地)。

2.5英寸硬盘:何止“五脏俱全”?俗话说得好:麻雀虽小,五脏俱全。

2.5英寸硬盘虽然个头比3.5英寸硬盘小了一大圈,但毕竟还没有小到微硬盘那个程度,“大家伙”有的东西它有,没有(或不必须有)的东西它也有。

2.5英寸硬盘部件全家福安置两种硬盘部件的展板相邻摆放且面积相同,虽然2.5英寸硬盘的部件普遍尺寸较小,但其展板一点儿也不显得空旷,因为WD Scorpio(天蝎)具有20种部件,比前面所介绍的3.5英寸硬盘还多2种。

之所以会出现这种情况,是因为2.5英寸(移动型)硬盘对抗冲击能力有着更高的要求,需要为此增加相应的部件。

这样看不出比谁小一号来我们先把3.5英寸硬盘就有的部件过一遍吧。

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