Предыстория данного повествования
Вчера попал в работу компьютер (desktop) с заявленной неисправностью - не видит жесткого диска. При детальном изучении жесткого диска оказалось что он приказал долго жить (при подключении питания - никакой реакции). Шпиндель даже не пытался раскрутиться. Умер именно контроллер жесткого диска, при помощи диагностического указательного пальца правой руки выявилось сильное нагревание управляющего процессора данного диска.
Был предпринят поиск аналогичного жесткого диска, но как назло коллеги по работе недавно осуществили операцию по утилизации битых жестких дисков и нашелся только похожий диск на 250Гб. Хоть и контроллер по идее размером один-в один, но производитель сделал уже некоторую модернизацию и наверное как следствие удешевление производства. На диске объемом 320Гб вместо трех микросхем - одна. Получается некий комбайн из процессора, оперативной памяти и пзу в которой хранятся все настройки данного жесткого диска.
А драйвера двигателя у обоих дисков одинаковые. И по идее если б производитель не стал заморачиваться с заменой процессора - можно было бы перепаяв ПЗУшку с одного контроллера на другой - скинуть данные с диска. Теоретически.
Первый коммерческий HDD компания IBM выпустила в 1956 году, его ёмкость составляла аж 3,75 МБ. И в целом, за все эти годы общая структура накопителя не сильно изменилась. В нём по-прежнему есть диски, которые используют для хранения данных намагниченность, и есть устройства для чтения/записи этих данных. Изменился же, и очень сильно, объём данных, который можно на них хранить
Попробую по простому рассказать как работает жесткий диск:
При подаче питания на жесткий диск включается центральный процессор, который из ПЗУ считывает служебную информацию из флеш-памяти, используемой для хранения встроенного ПО накопителя (немного похожего на BIOS компьютера). Затем ЦП запускает блок управления двигателями (двигатель один - шпиндель, блок управления головками тоже в каком то роде двигатель, но он работает по принципу звукового динамика). После того как шпиндель раскрутится до рабочих оборотов (в современных жестких дисках используется стандарт скорости 7200 оборотов в минуту и 5400), блок управления двигателями выводит магнитные головки из зоны "паркинга". Процессор задействует канал "чтения - записи", происходит первоначальное считывание служебной информации с поверхности жестких дисков (их может быть больше чем один на одном шпинделе) и сравнивание с теми данными которые процессор считал из ПЗУ и отправил эту информацию в служебную область ОЗУ. Если все прошло как надо то диск готов к работе и начинает обмен данными через интерфейсный модуль с компьютером.
Обмен данными осуществляется через разъем Serial ATA, который появился в 2000м году и существует по сей день.
Контакты А+ и А- используются для передачи инструкций и данных в жесткий диск, а контакты В+ и В- для получения этих сигналов из диска в компьютер.
Если говорить о питании, то мы видим, что в разъёме есть по паре контактов каждого напряжения (+3.3, +5 и +12V); однако большинство из них не используется, потому что HDD не требуется много питания. Эта конкретная модель Seagate при активной нагрузке использует менее 10 Вт. Контакты, помеченные как PC, используются для precharge: эта функция позволяет вытаскивать и подключать жёсткий диск, пока компьютер продолжает работать (это называется горячей заменой (hot swapping)).
Контакт с меткой PWDIS позволяет удаленно перезагружать жёсткий диск, но эта функция поддерживается только с версии SATA 3.3. А последний контакт, помеченный как SSU, просто сообщает компьютеру, поддерживает ли жёсткий диск технологию последовательной раскрутки шпинделей staggered spin up.
Разбирается жесткий диск довольно таки легко
Черный прямоугольник на желтой подложке гибкого шлейфа, это микросхема усилителя записи-считывания (коммутатор-предусилитель).
Считывающая-записывающая головка очень чувствительна к изменению магнитного поля, данная головка как бы плывет над поверхностью диска считывая или записывая информацию. Зазор между диском и головкой во время работы составляет менее 5нм.
Заключение: За многие годы технология работы жестких дисков почти не изменилась. Модернизировались в основном технологии дорожек и изготовления головок чтения-записи, модернизировалась электроника контроллера (все больше и больше элементов монтировалось в корпус микросхем). Дорожки становились все тоньше, плотность записи - все больше. Что в общем то приводило к увеличению объема накопителя.
Сдается мне что в скором времени и HDD уйдут в небытиё, со временем твердотельные накопители их вытеснят с рынка, останутся лишь серверные диски огромных объемов и то не факт.
Как выглядел жесткий диск в 1989м году:
и его плата электроники:
Данный диск по идее можно подключить к компьютеру но для этого нужно найти материнскую плату с разъемом шины ISA, которые отмерли еще в конце 90х прошлого века. Плату расширения для подключения дисков с интерфейсом ST-506 (который разработала фирма Seagate), который долгое время был стандартом (до появления IDE).
Жесткий диск подсоединялся к контроллеру двумя шлейфами, а именно 34-контактным кабелем управления и 20-контактным кабелем передачи данных. Для передачи информации использовалось кодирование MFM (Modified Frequency Modulation), как и для записи на диск, поэтому данный интерфейс часто называли MFM.
Как то так. На этом у меня всё! Да пребудет с вами СИЛА!
