Способы записи информации на винчестер, головки чтения-записи
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
дет к еще большему увеличению поверхностной плотности записи накопителя. Кроме того, GMR-головки меньше шумят и в меньшей степени подвержены эффектам интерференции. И, самое главное, обычная GMR-головка значительно меньше размером, чем обычная MR-головка.головки использовались в накопителях с плотностью записи 10-15 Гигабит на квадратный дюйм и емкостью до 75 Гбайт. Последние поколения GMR-головок используются и в современных накопителях с поверхностными плотностями записи до 35 Гигабит на квадратный дюйм и емкостью до 200 Гигабайт.
На сегодняшний день, претерпев целый ряд модификаций и усовершенствований, GMR-головки являются, пожалуй, основным типом головок HDD-накопителей. GMR-головки, появившись в 1997 году, применялись в дисках с продольным методом записи, и эти головки обозначались как GMR CIP. Именно эта технология считается классической.головки прошли долгий путь развития, который заключался в том, что постоянно совершенствовалась конструкция сенсора с целью повышения его чувствительности. Чувствительность сенсора увеличивалась за счет введения дополнительных слоев в классическую четырехслойную структуру.головки для перпендикулярной записи:
Начиная с 2003 года, в накопителях стала применяться технология перпендикулярной записи (рис. 23), значительно увеличившая плотность записи за счет того, что магнитные области располагаются под углом 90 к плоскости магнитного диска. Головки для перпендикулярной записи, обозначаемые как GMR CPP, в принципе, имеют такое же построение, что и классические GMR CIP головки, только со значительно меньшими размерами. Основное отличие касается конструкции головки чтения, т.е. GMR-сенсора.
В головках для перпендикулярной записи в основном используются GMR-сенсор типа Bottom Type с синтетическим ферромагнетиком. В головке чтения GMR CPP также имеется четыре базовых слоя, однако для повышения чувствительности добавлен еще один дополнительный пин-слой отделенный от основного слоем рутения.
Также стоило бы сказать несколько слов о приводах головок. Головки чтения-записи крепятся на рычагах, которые в свою очередь приводятся в движение приводом.
Существует два типа привода:
Пошаговый двигатель.
Подвижная катушка.
Шаговый двигатель. Если взять в руки такой двигатель и покрутить его за ось, то можно ощутить щелчки. Это и есть шаги, то есть двигатель за один шаг (от щелчка до щелчка) поворачивается на заданный угол. Говоря умным языком, ротор шагового двигателя поворачивается ступенчато. При повороте привода на шаг, рычаг переносит головку от одной дорожки к другой.
Недостаток такого привода в том, что ротор двигателя может останавливаться только в фиксированных положениях. Но при нагреве диски увеличиваются, а значит, дорожки смещаются относительно своего первоначального положения. И вот тут начинаются проблемы, ведь шаговый двигатель может передвинуть головки только с дорожки на дорожку, а вот скомпенсировать тепловое расширение - нет. Сказать по правде, шаговые двигатели в приводе головок чтения / записи жестких дисков - это анахронизм. Такие диски теперь еще поискать надо.
Подвижная катушка. Здесь все предельно просто в плане передвижения: есть магниты, есть катушка. При подаче тока через катушку, она начинает передвигаться. К ней прикреплены рычаги с головками. Понятно, что фиксированных положений такой привод не имеет, а имеется система позиционирования, которая использует сигнал обратной связи от головки. Она то и задает нужный угол поворота или расстояние для перемещения.
Подвижные катушки бывают двух типов: линейные и поворотные. В линейной катушке головки движутся вдоль радиуса дисков по прямой. Недостаток таких приводов заключается в том, что он довольно громоздок и тяжел. Достоинства: нет необходимости учитывать азимут (угол между плоскостью рабочего зазора и направлением дорожки записи). А вот в поворотной катушке рычаги перемещаются вдоль диска на заданный угол. Так как угол между головками и дорожками на диске постоянно меняется, то его необходимо постоянно учитывать. А это уже недостаток. Зато такой привод легче и быстрее. Почти все современные жесткие диски используют привод с поворотной катушкой.
Постоим таблицу в которой будет указана плотность записи различными головками чтения-записи.
Тип головки чтения-записиПлотность записи в битах на квадратный дюйм.В дисках с каким объемом использовались.Электромагнитные.2000-10000 б/кв. д.Порядка 2.6 МбФерритовые400 Кб-40 Мб на кв. д.До 50 МбС металлом в зазоре(MIG)40-80 Мб/кв. д.50-100 МбТонкопленочные(TF)80-2400 Мб/кв. д.От 100 Мб до нескольких ГбМагниторезистивные(MR)1-2 Гб/кв. д.1-30 ГбГигантские Магниторезистивные(GMR)10-35 Гб/кв. д.75-200 ГбGMR для перпендикулярной записи300 Гб/кв. д.Несколько Тб
Разбор:
Рассмотрим подробнее причины возникновения новых технологий записи информации на винчестеры.
Продольная технология хранения данных за полвека все же успела себя исчерпать, рост плотности записи приостановился.
Суперпарамагнитный предел:
Плотность записи определяется произведением двух параметров: линейной плотности (плотность на один дюйм дорожки) на количество дорожек, приходящихся на каждый дюйм диаметра. Для повышения емкостей носителей нужно увеличивать либо площадь рабочей поверхности (читай - диаметр и число дисков), либо плотность записи. Первый путь приводит к усложнению накопителей, а значит, к снижению надежности и повышению их цены, второй же упирается в суперпарамагнитный предел.
Проблема в том, что при увеличен?/p>