Жесткие диски - Шпиндельный двигатель
|
|
Шпиндельный двигатель отвечает за вращение пакета магнитных пластин, что позволяет считывать с них данные с помощью головок. |
|
Он должен предоставлять стабильное управляемое вращение в течение десятков тысяч часов. |
|
В течение многих лет жёсткие диски имели одинаковую скорость вращения пакета магнитных пластин. |
|
Последнее десятилетие производители жёстких дисков постоянно пытаются увеличить скорость вращения шпиндельного двигателя в целях увеличения скорости доступа и чтения/записи. |
|
Существует несколько ограничений, которым должен удовлетворять шпиндельный двигатель: |
|
Двигатель должен быть очень качественным, чтобы работать на протяжении многих тысяч часов и выдерживать тысячи циклов включения/выключения. |
|
Двигатель должен крутиться без каких-либо вибраций и с постоянной скоростью. |
|
Двигатель не должен быть источником чрезмерного тепла или звука. |
|
Двигатель не должен потреблять много энергии. |
|
Двигатель должен управляться извне: должна быть подстройка частоты вращения тем или иным способом. |
|
Чтобы отвечать всем этим требованиям, все современные жёсткие диски используют сервоуправляемые шпиндельные двигатели постоянного напряжения. |
|
Сервосистема - это система с обратной связью. |
|
В ней используется точно такая же технология, которую мы обсуждали в статьях о звуковой катушке. |
|
В случае шпиндельного двигателя, эта система даёт сигнал при каждом повороте диска или даже чаще. |
|
Таким образом, электроника всегда знает точное значение частоты вращения шпиндельного двигателя и, в случае необходимости, корректирует это значение. |
|
Все шпиндельные двигатели, используемые в жёстких дисках, разработаны для работы по принципу прямого контакта. |
|
При этом нет никаких передач, шестерёнок, ремней между самим двигателем и осью, на которой крутятся пластины. |
|
Шпиндель непосредственно состыкован с ротором двигателя. |
|
Пластины жёстких дисков изготавливаются с центральным отверстием, радиус которого равен радиусу шпинделя. |
|
На шпинделе пластины отделяются друг от друга специальным разделительным кольцом, которое обеспечивает нужное расстояние между пластинами в пакете для работы магнитных головок. |
|
Работа, которую необходимо делать шпиндельному двигателю, зависит от ряда факторов: |
|
Размер и количество пластин в пакете магнитных дисков, от которого зависит то, каким мощным должен быть шпиндельный двигатель. |
|
Скорость вращения шпиндельного двигателя. |
|
Поддержка режима энергосбережения. |
|
Очень важными факторами для современных накопителей являются количество шума, тепла и вибрации, производимые жёстким диском. |
|
Именно эти проблемы выходят на первые места в силу увеличивающихся скоростей вращения. |
|
Эти факторы были менее заметны при скоростях вращения порядка 3600 оборотов в минуту, что было стандартом де-факто в прошлом десятилетии. |
|
Нынешние накопители имеют скорости до 15000 оборотов в минуту, и могут быть довольно шумными в работе. |
|
Современные накопители в большинстве случаев требуют активного охлаждения, разогреваясь до 60-70 градусов. |
|
Это не идет на пользу ни подшипникам, ни самой магнитной поверхности. |
