Mổ Xẻ Các Thành Phần Của ổ Cứng


Ổ đĩa cứng là một thiết bị rất quan trọng lưu trữ dữ liệu làm việc của người sử dụng máy tính. Bạn có thể thay thế hoặc sửa chữa các thiết bị khác của hệ thống máy tính nhưng dữ liệu bị mất do ổ hdd hỏng đều cực khó lấy lại. Có lúc nào bạn thắc mắc ổ cứng có những phần tử nào không? Hãy cùng “mổ xẻ” ổ hdd để biết bên trong nó là những gì nhé. 

Cách phần tử của ổ cứng

  • Ổ đĩa cứng là gì?
  • Ổ cứng hoạt động như làm sao?
  • Các thành phần vật lý của ổ đĩa cứng
    • Đĩa từ
    • Cấu trúc đĩa từ 
    • Đầu đọc/ghi
    • Động cơ trục chính
    • Mạch giải quyết dữ liệu
    • Khe gắn ổ cứng

Ổ đĩa cứng là gì?

Một ổ đĩa cứng (thường được gọi tắt như đĩa cứng, ổ cứng, hoặc HDD) là một thiết bị lưu trữ điện tĩnh (non-volatile) lưu giữ dữ liệu kỹ thuật số được mã hóa trên các đĩa từ (platter) cứng quay nhanh trên bề mặt từ tính. Những chiếc HDD đời đầu có phương tiện cũng đều có thể tháo rời tuy nhiên ổ cứng ngày nay là một thiết bị kín (ngoại trừ lỗ thông hơi để cân bằng áp suất không khí) với phương tiện cố định. 

Ổ cứng hoạt động như làm sao?

Ổ cứng là một thiết bị đóng kín có chứa 1 số đĩa từ được xếp chồng. Đĩa cứng cũng có thể được gắn theo hướng dọc hoặc chiều ngang. Đầu đọc/ghi điện từ được đặt tại trên và dưới mỗi đĩa từ. Khi các đĩa quay, đầu ổ đĩa di chuyển về phía bề mặt trung tâm và hướng ra phía cạnh. Bằng cách này, đầu đọc ổ đĩa cũng có thể tiếp cận toàn bộ bề mặt của mỗi đĩa. Để hiểu thêm chi tiết cách hoạt động của ổ cứng, các bạn cũng có thể có thể tham khảo bài viết Ổ cứng hoạt động như thế nào?. 

Các phần tử vật lý của ổ đĩa cứng

Đĩa từ

Đĩa từ là một đĩa kim loại hình tròn được gắn bên trong ổ đĩa cứng. Một số đĩa được gắn trên một động cơ trục chính (spindle motor) để tạo nhiều bề mặt lưu giữ dữ liệu trong một không gian nhỏ hơn. Đĩa từ này được làm bằng nhôm hoặc thủy tinh, phủ một lớp ôxít sắt ba hoặc hợp kim coban mỏng. Những hãng sản xuất sử dụng một kỹ thuật đặc biệt để phủ một lớp mỏng trên cả 2 bề mặt của đĩa, lớp phủ mỏng đây là chỗ lưu trữ dữ liệu thực sự.

Đĩa từ 

Khi hãng sản xuất sử dụng phương tiện mang từ tính (magnetic media) cho bề mặt của lớp nền, họ cũng sử dụng một lớp bôi trơn mỏng để bảo vệ nó. Đĩa từ có 3 lớp được thảo luận như bên dưới: 

Lớp nền

Lớp nền này sẽ không có chức năng cụ thể nhưng nó bổ trợ cho lớp phương tiện. Vật liệu được dùng phổ biến cho lớp nền đây là hợp kim nhôm. Hợp kim này cứng, nhẹ, ổn định, không tốn kém, có sẵn và dễ sử dụng. Trước đây vì khoảng cách giữa đầu đọc và đĩa từ tương đối cao, nên bề mặt đĩa từ được làm mịn và phẳng. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ, khoảng cách này đã được thu hẹp và vận tốc quay đĩa từ đang tăng lên. Do đó, nhu cầu thay thế vật liệu làm đĩa từ cũng tăng lên. Các đĩa từ làm bằng thủy tinh đang dần thay thế cho đĩa từ làm bằng nhôm bởi vì chúng cải thiện độ cứng, đem lại chất lượng tốt, đĩa từ mỏng hơn và độ ổn định nhiệt.

Lớp phương tiện

Lớp nền tạo thành cơ sở để phương tiện thực tiễn được ghi. Lớp phương tiện là lớp phủ vật liệu từ tính mỏng được dùng cho bề mặt của đĩa và là nơi lưu trữ dữ liệu thực tế. Độ dày của nó chỉ bằng một vài phần triệu của 1 inch.

Người ta sử dụng các kỹ thuật đặc biệt để phủ lớp từ lên chất liệu nền. Lớp phủ mỏng được áp dụng cho cả 2 mặt của lớp nền bằng phương pháp dùng qui trình lắng đọng chân không, còn được xem là phún xạ magnetron.

Lớp bảo quản

Trên cùng của lớp phương tiện từ tính được phủ một lớp bôi trơn, bảo vệ siêu mỏng. Lớp này được gọi là lớp bảo vệ vì nó bảo vệ ổ đĩa khỏi các hư hại gây nên do chạm với đầu đọc hoặc những vật liệu lạ khác từ bên phía ngoài đột nhập vào ổ đĩa.

Cấu trúc đĩa từ 

Để duy trì việc lưu trữ và truy xuất dữ liệu có tổ chức, các đĩa từ được sắp xếp thành các cấu trúc cụ thể. Các cấu trúc cụ thể này cho dù là các track (rãnh), sector và cluster.

Track

Mỗi đĩa từ được chia thành hàng nghìn vòng tròn đồng tâm được đóng gói chặt chẽ, được xem là track. Các track này giống với cấu trúc của các vòng đời hàng năm của một cây. Tất cả các thông tin được lưu trữ trên ổ hdd đều được ghi trên track. Bắt đầu từ số không ở bên phía ngoài của đĩa từ, số track sẽ cao dần khi vào trong. Mỗi track cũng có thể có thể chứa lượng dữ liệu lớn tính đến hàng nghìn byte.

Sector

Mỗi track được chia nhỏ thành đơn vị nhỏ hơn được coi là sector. Sector là đơn vị cơ bản lưu trữ dữ liệu trên ổ cứng. Một track điển hình có hàng ngàn sector và mỗi sector cũng đều có thể lưu trữ hơn 512 byte dữ liệu.

Cluster  

Các sector thường được nhóm lại với nhau để tạo thành các cluster.

Đầu đọc/ghi

Đầu đọc là phần giữa phương tiện từ tính nơi lưu giữ dữ liệu và các thành phần điện tử trong dĩa cứng. Đầu đọc chuyển tin tức ở dạng bit thành xung từ khi được lưu trữ trên đĩa từ và đảo ngược công đoạn trong khi đọc.

Cấu tạo đầu đọc/ghi 

Đầu đọc

Đầu đọc là phần phức tạp nhất trong dĩa cứng. Mỗi đĩa từ có hai đầu đọc/ghi, một được gắn trên đầu cùng một được gắn ở dưới. Các đầu đọc này được gắn trên thanh trượt, trên đầu cần di chuyển đầu đọc (head arm). Các cần di chuyển đầu đọc này được hợp nhất thành một cấu trúc được xem là bộ truyền động, nhận trách nhiệm cho chuyển động của chúng.

Động cơ trục chính

Động cơ trục chính đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của ổ hdd bằng phương pháp quay đĩa cứng. Một động cơ trục chính phải cung cấp năng lượng quay ổn định, uy tín và nhất quán trong hàng tiếng đồng đồ sử dụng liên tục. Nhiều ổ đĩa cứng xảy ra vấn đề do động cơ trục chính không hoạt động đúng cách.

Động cơ trục chính 

Mạch giải quyết dữ liệu

Đĩa cứng được làm bằng một bảng mạch sáng dạ được tích hợp vào bộ phận đĩa cứng. Nó được gắn trên đáy của ổ cứng. Đầu đọc, ghi được liên kết với bảng mạch xử lý dữ liệu thông qua cáp ribbon linh hoạt.

Mạch xử lý dữ liệu 

Khe gắn ổ cứng

Toàn bộ đĩa cứng được gắn trong vỏ kín được thiết kế để bảo quản nó khỏi không khí bên ngoài. Điều đây là cần phải có để giữ môi trường bên trong ổ cứng tránh bị bụi bẩn và các chất gây ô nhiễm khác. Các chất gây ô nhiễm này còn cũng có thể tích lũy ở phần giữa đầu đọc/ghi và đĩa từ, thường làm hỏng đầu đọc.

Khe gắn ổ cứng

Phía dưới ổ đĩa được xem là phần đế. Các cơ chế truyền động được đặt trong phần đế và phần nắp đậy, thường được làm từ nhôm, được đặt trên đầu để đảm bảo độ kín cho đầu đọc và đĩa từ. Toàn bộ các phần tử của ổ cứng được đặt trong phần đế và phần nắp đậy. Nếu mở ổ hdd ra, các chất bụi bẩn có thể làm hỏng nó.

Liên kết đọc thêm:

  • 5 cách kiểm tra ổ hdd hữu hiệu giúp khám sức khỏe định kỳ của ổ hdd
  • 25 điều thú vị về ổ hdd cũng có thể bạn chưa biết
  • Ổ cứng máy tính nhanh hỏng, lý do do đâu?

Biên tập: ITS

Quảng Cáo
Đặt Banner Quảng cáo, Textlink, Guest Post
Liên Hệ Ngay: 1900636343

Bài Viết Liên Quan


Quảng Cáo
Đặt Banner Quảng cáo, Textlink, Guest Post
Liên Hệ Ngay: 1900636343

Bài Viết Khác