Нжмд с точки зрения механики

Как бы ни были громоздки и тяжеловесны канцеляризмы эпохи 70-х, но зачастую они понятнее и точнее, нежели более простые заимствованные термины. Действительно: сколько информации несет в себе слово «винчестер»? Близко к нулю — современные пользователи в основной своей массе даже не знают, почему за жесткими дисками закрепилось это название. А вот напишешь «НЖМД» — и сразу можно о многом задуматься, просто расшифровав аббревиатуру. Итак, наши сегодняшние герои — Накопители на Жестких Магнитных Дисках.

С первым словом все понятно: термином «накопитель» обозначаются практически все устройства хранения информации в случае их самодостаточности, либо этот термин относят к приводу (для сменных носителей). Винчестеры и USB-флэшдрайвы принадлежат к первой категории — они включают в себя и носитель информации, и всю логику работы с ним, в отличие от, например, оптических дисководов или картоводов, где носитель сменный, причем это принципиальное его качество. Со вторым словом тоже вроде все понятно: бывают и накопители на гибких дисках — в просторечии, тот самый дисковод, который ныне уже стал редкостью, но 20-30 лет назад был весьма важным, а то и (в персональных компьютерах) вообще единственным устройством хранения данных. Некоторые принципы хранения данных на гибких и жестких дисках одинаковы, однако между соответствующими устройствами есть и принципиальные различия, в результате чего и пришлось в свое время жестко разграничить эти накопители.

Теперь о дисках. Такая форма носителя информации принята не случайно — круглый диск является фигурой вращения. Причем, опять же, замечу, что диски — не единственный возможный вариант: в свое время активно применялись и накопители на магнитных барабанах. А вот накопителей на «магнитных квадратах» или треугольниках доселе не встречалось (хотя сейчас над ними уже работают, но они и по принципу функционирования совершенно не похожи на привычные накопители) :) Почему так — мы поговорим чуть позднее. Пока же на будущее запомним, что рабочим телом в винчестерах являются диски. Обычно даже не один, а несколько, насаженных на одну ось и формирующих пакет жестких дисков.

Отсюда сразу вытекают несколько низкоуровневых физических параметров накопителя: диаметр дисков, их количество и угловая скорость вращения. Первые два ограничены сверху требованиями форм-фактора накопителя, да и третий на них сильно завязан. Все дело в наличии силы трения, победить которую полностью — невозможно. Соответственно, чем больше дисков в пакете и/или больше их диаметр, тем пакет тяжелее, а значит (при фиксированной скорости вращения), тем бо́льшую мощность должен иметь электродвигатель, который всю эту конструкцию «разгоняет» до рабочего режима и в нем поддерживает. Это первое ограничение, причем достаточно серьезное: количество энергии нередко достаточно жестко лимитировано. Вторым фактором является то, что сложность изготовления конструкции из быстровращающихся дисков большого диаметра растет в геометрической прогрессии по мере увеличения диаметра и количества дисков. Дело в том, что в реальном мире диски не являются идеально тонкими и ровными, так что следует учитывать разные досадные побочные явления, сопутствующие вращению. Такие, как, например, биения краев в вертикальной плоскости, тем бо́льшие, чем больше диаметр диска. Разумеется, усовершенствование технических процессов изготовления пластин позволяет ослабить воздействие этих факторов, но происходит это достаточно медленно.