Позиционер (head positioner)

От того, насколько оперативно позиционер справяется со своими функциями, в немалой степени зависит общая скорость работы привода. Важнейший параметр - время позиционирования головок (seek time) - во многом зависит именно от этого модуля.

Позиционер состоит из длинных тонких несущих и управляющего электромагнитного привода. Такую систему называют коромыслом. Обмотку привода окружает статор - неподвижный магнит. Когда по обмотке проходит ток - необходимой величины и полярности - коромысло совершает поворот в ту или иную сторону. Подобного рода устройства называют поворотными - головки в них перемещаются по дуге от центра диска к периферии. Встречаются и линейные позиционеры, позволяющие перемещать головки не по дуге, а по радиусу диска. Несмотря на некоторые преимущества этой конструкции, из-за большой инерционности, низкой устойчивости к ударам и вибрациям линейные позиционеры не получили широкого распространения.

Когда дисковый пакет находится в покое - позиционер повернут головками к центру пакета, и сами головки под действием пружин прижаты к поверхностям дисков. Это - так называемое "парковочное" положение головок; в той области дисков, где ложатся головки, обычно не записано никакой информации, кроме серво - это специальная "посадочная зона" (Landing Zone). Для фиксации привода головок в этом положении в большинстве винчестеров используется маленький постоянный магнит, закрепленный на "хвосте" позиционера: когда он принимает парковочное положение - этот магнит соприкасается с рамой и "присасывается" к ней, удерживая позиционер от ненужных колебаний. При запуске винчестера схема управления линейным двигателем "отрывает" фиксатор, подавая на двигатель усиленный импульс тока. В ряде винчестеров используются и другие способы фиксации - основанные, например, на воздушном потоке, создаваемом вращением дисков.

Все остальное...

Остальные элементы гермоблока играют чисто вспомогательную роль - микросхема коммутатора головок и первичного усилителя, размещенная внутри для ослабления помех, и воздушный фильтр, улавливающий случайные пылинки, неизбежно возникающие при работе механических систем. Кстати, внутри гермоблок заполнен самым обычным обеспыленным воздухом под атмосферным давлением; более того - в любом винчестере обязательно есть гибкая мембрана, а чаще всего - наружный воздушный фильтр, предназначенный для выравнивания внешнего и внутреннего давлений. Если бы гермоблок действительно был полностью герметичным - перевозка винчестера, например, в грузовом отсеке самолета могла бы привести к деформации крышки и соединенных с нею осей шпинделя и позиционера.

Служебная информация

Служебная информация обеспечивает нормальную работу привода и изначально присутствует в любом современном жестком диске - ее записывает завод-изготовитель. Она действительно имеет очень важное значение: сейчас и представить себе сложно, что когда-то диски не содержали первоначальной разметки! Ее используют, прежде всего, для позиционирования магнитной головки на дорожку. В нынешних моделях винчестеров на диски записывают специальные сигналы - сервометки (раньше делали иначе: коромысло укрепляли на оси двигателя, который отрабатывал заданный шаг между дорожками). Сервометки служат также для стабилизации скорости вращения шпинделя, кроме того, в каждом винчестере существует таблица перераспределения запорченных секторов (участок дорожки). Наконец, на диске или в его ПЗУ могут находится параметры накопителя: его серийный номер, модель, производитель и т. п.

Здесь нужно сказать, что микрокомпьютер винчестера, как и "большой" компьютер, имеет ПЗУ, в котором, аналогично BIOS, записана программа начального запуска, и ОЗУ, в которое после раскрутки механической системы загружаются остальные части управляющей программы (так называемый оверлей), что сильно напоминает процесс загрузки операционной системы компьютера. Кроме всего прочего, в ОЗУ загружается так называемая карта переназначения дефектов, в которой отмечены дефектные секторы, выявленные при заводской разметке дисков; эти секторы исключаются из работы и подменяются резервными, которые имеются на каждой дорожке и еще в отдельных зонах каждого диска. Таким образом, даже если диски и имеют дефекты (а при современной плотности записи они имеют их всегда), для пользователя создается впечатление "чистого" винчестера, свободного от сбойных секторов. Более того - на каждом винчестере имеется некоторый запас резервных секторов, которыми можно подменить и появившиеся впоследствии дефекты. Одни винчестеры делают это под управлением специальных программ, другие - автоматически в процессе работы. Однако повторюсь - полностью разметить себя на низком уровне современный винчестер не в состоянии.

Хранение подобной служебной информации на дисках, кроме очевидной выгоды, имеет и свои недостатки - при ее порче микрокомпьютер винчестера не сможет правильно запуститься, и даже если все информационные секторы не повреждены, восстановить их можно будет только на специальном технологическом стенде.