Акліматизація жорстких дисків

Як ми вже відзначали, блок HDA щільно закритий, але не герметизований (виключення становлять накопичувачі, призначені спеціально для військових цілей, зокрема для військової авіації). Це означає, що блок HDA не є повітронепроникним й усередині нього втримується повітря. Для вирівнювання тиску в блоці передбачений закритий фільтром отвір, через який повітря може проникати усередину або назовні.

Барометричний фільтр не перешкоджає проникненню вологи усередину блоку HDA, тому по закінченні деякого часу вологість повітря усередині блоку буде такий же, як і зовні. Якщо волога почне конденсуватися усередині блоку HDA й у наш час буде включене живлення комп'ютера, то виникнуть серйозні проблеми. В інструкціях для експлуатації більшості жорстких дисків приводяться таблиці або графіки їхньої акліматизації при зміні умов навколишнього середовища (температури й вологості). Особливо важливо дотримувати цих умов при внесенні накопичувача з холоду в тепле приміщення, оскільки в такій ситуації конденсація вологи практично неминуча. Дану обставину в першу чергу повинні враховувати власники портативних систем з жорсткими дисками. Якщо, наприклад, узимку залишити комп'ютер у багажнику автомобіля, а потім внести його в салон і включити без попереднього прогріву, то наслідку для накопичувача можуть виявитися досить сумними.

Наступна цитата й табл. 10.4 узяті з інструкції до накопичувачів компанії Control Data Corporatіon (пізніше перейменованої в Іmprіmіs, а потім в Seagate).

Таблиця 10.4. Період акліматизації накопичувача

Вихідна температура, °С	Час акліматизації, год.
0	13
-1	15
-7	16
-12	17
-18	18
-23	20
-29	22
-34 і нижче	27

"Якщо ви принесли пристрій з холодного приміщення або з вулиці, де температура не перевищувала 10° С, не розкривайте впакування доти, поки не будуть задоволені наведені нижче вимоги; у противному випадку через конденсацію вологи може бути ушкоджена механічна частина пристрою й/або робочий шар дисків. Накопичувач необхідно витримати в заводському впакуванні в передбачуваних умовах експлуатації протягом часу, обумовленого по наступній таблиці.

Як видно з наведеної таблиці, чим холодніше накопичувач, тим довше він повинен прогріватися перед включенням (час прогріву може доходити до доби й більше)".

Двигун приводу дисків

Двигун, що приводить в обертання диски, часто називають шпиндельним (spіndle). Шпиндельний двигун завжди пов'язаний з віссю обертання дисків, ніякі приводні ремені або шестерні для цього не використовуються. Двигун повинен бути безшумним: будь-які вібрації передаються дискам і можуть привести до помилок при зчитуванні й записі.

Частота обертання двигуна повинна бути строго певною. Звичайно вона коливається від 3 600 до 15 000 об/хв або більше, а для її стабілізації використовується схема керування двигуном зі зворотним зв'язком (автопідстроюванням), що дозволяє домогтися необхідної точності. Таким чином, контроль за частотою обертання двигуна здійснюється автоматично, і ніякі пристрої, що дозволяють зробити це вручну, у накопичувачах не передбачені. В описах деяких діагностичних програм говориться, що з їхньою допомогою можна виміряти частоту обертання дисків. Насправді єдине, на що вони здатні, - це оцінити її можливе значення по тимчасових інтервалах між моментами появи заголовків секторів. Виміряти частоту обертання за допомогою програми в принципі неможливо, для цього потрібні спеціальні прилади (тестери). Не хвилюйтеся, якщо яка-небудь діагностична програма повідомить, що частота обертання дисків установлена неправильно; швидше за все, погано працює сама програма, а не накопичувач.

Інформація про частоту обертання дисків просто не передається (і не повинна передаватися) через інтерфейс контролера жорсткого диска. Раніше її можна було оцінити, зчитуючи підряд досить велику кількість секторів і вимірюючи тимчасові інтервали, через які з'являється відповідна інформація. Але це мало сенс тільки тоді, коли всі диски розбивалися на однакове число секторів (17), а номінальна частота їхнього обертання становила 3 600 об/хв. Використання зонного запису, поява накопичувачів з різними номінальними частотами обертання, не говорячи вже про убудовані буфери й кеш-пам'ять, приводить до того, що програмно обчислити щиру частоту обертання дисків неможливо.

У більшості накопичувачів шпиндельний двигун розташовується в нижній частині, під блоком HDA. Однак у багатьох сучасних пристроях він вбудовується усередину блоку HDA й являє собою центральну частину блоку дисків-носіїв. Така конструкція дозволяє, не змінюючи розміру накопичувача по вертикалі, збільшити кількість дисків у блоці (в "стопці").

Зауваження

Шпиндельний двигун, особливо в накопичувачах великого формату, споживає від 12-вольтного джерела живлення досить значну потужність. Вона зростає ще в 2-3 рази в порівнянні зі стаціонарним значенням при розгоні (розкручуванні) дисків. Триває таке перевантаження кілька секунд після включення комп'ютера. Якщо в комп'ютері встановлено кілька накопичувачів, то, щоб не піддавати надмірному навантаженню блок живлення, можна спробувати організувати їхнє почергове включення. Затриманий запуск шпиндельного двигуна передбачений у більшості накопичувачів SCSІ й ІDE.

Гідродинамічні підшипники

Традиційні конструкції шпиндельних електродвигунів передбачають використання кулькових підшипників, але існуючі обмеження змусили виробників шукати альтернативні варіанти. Основним недоліком кулькових підшипників є радіальне биття, що виникає в результаті поперечного зсуву кульок на величину зазору й складає приблизно 0,1 мікродюйма (мільйонну частину дюйма). Величина радіального биття на перший погляд здається досить незначною, але при збільшенні щільності запису в сучасних накопичувачах це стає певною проблемою. Існуюче биття є причиною виникнення хаотичних поперечних рухів жорсткого диска, які приводять до нестійких коливань доріжок стосовно голівок читання/запису. Крім того, наявні зазори й зіткнення металевих кульок стали причиною підвищення рівня механічного шуму й вібрацій, які погіршують робочі характеристики накопичувачів, що мають високу швидкість обертання.

Рішенням цієї проблеми став зовсім новий тип підшипника, що одержав назву "гідродинамічного'', у якому основну роль грає пластичне змащення, що перебуває між шпинделем і втулкою двигуна. Використання високо пластичного гідродинамічного змащення дозволяє зменшити радіальне биття підшипника до 0,01 мікродюйма, що приводить до помітного зниження рівня вібрації й поперечного зсуву жорстких дисків. Завдяки гідродинамічним підшипникам підвищується ударна міцність жорсткого диска, поліпшується регулювання швидкості й знижується рівень генерируємого шуму. На сьогоднішньому ринку вже з'явився цілий ряд накопичувачів, що використовують гідродинамічні підшипники. Зокрема, до їхнього числа відносяться накопичувачі, що мають дуже високу швидкість обертання, високу щільність запису даних або підвищені вимоги до рівня шуму. Думаю, уже через кілька років гідродинамічні підшипники стануть звичним компонентом більшості жорстких дисків.