Ổ đĩa 1” và sự vận hành của nó

Ổ đĩa 1.8” được Integral Peripherals giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1991 và đã có vô số vấn đề nhà sản xuất này phải gặp phải để được chấp nhận trong thị trường hơn bao giờ hết.

Ban đầu kích cỡ này được tạo ra bởi vì nó vừa khít với dạng card PC (PCMCIA), làm cho nó trở thành lý tưởng như là một thiết bị lưu trữ có thể tháo gỡ được thêm vào dành cho các hệ thống máy tính xách tay. Thật không may, thị trường ổ đĩa 1.8” khó hình thành và vào năm 1998.

Một nhóm đầu tư gọi là Mobile Storage đã mua lại kỹ thuật ổ đĩa 1.8” của Integral Peripherals với giá 5,5 triệu đô la Mỹ; sau đó Integral Peripherals đã ra khỏi việc kinh doanh này. Vài công ty khác đã giới thiệu ổ đĩa 1.8” nhiều năm – đáng kể nhất là HP, Acer, Calluna, Toshiba và Hitachi. Trong số này, chỉ có Toshiba và Hitachi tiếp tục sản xuất ổ đĩa với định dạng đó. HP hoàn toàn rời bỏ thị trường ổ đĩa vào năm 1996 và Calluna cuối cùng ngừng hoạt động vào năm 2001. Toshiba giới thiệu ổ đĩa 1.8” của họ vào năm 2000 (có sẵn trong dạng vật lý của card Type II PC) và Hitachi tham dự vào thị trường ổ đĩa 1.8” vào năm 2003. Các ổ đĩa 1.8” có dung lượng lên đến 250GB hay nhiều hơn khi upgrade.

Ổ đĩa 1”

Năm 1998, IBM giới thiệu một ổ đĩa 1” gọi là MicroDrive. Các phiên bản hiện nay của MicroDrive có thể lưu trữ lên đến 8GB hoặc nhiều hơn. Các ổ đĩa này hiện diện dưới vài giao diện của một card Type II Compact Flash (CF), có nghĩa là chúng có thể được sử dụng trong hầu hết bất kỳ thiết bị nào dùng card CF, bao gồm các máy ảnh kỹ thuật số, các máy trợ lý kỹ thuật số cá nhân (PDA: personal digital assistant) và máy MP3. Bộ phận ổ đĩa IBM đã được bán cho Hitachi vào năm 2003 và kết hợp với kinh doanh công nghệ lưu trữ của Hitachi thành Hitachi Global Storage Technologies.

Một số thông tin bên lề:

HP giới thiệu một ổ đĩa 20MB 1.3”gọi là KittyHmk vào năm 1992. Ban đầu dự định của hãng là dành cho thị trường máy tính cầm tay. Vào năm 1994, HP đeo đuổi một model 40MB. Các ổ đĩa nhỏ này đắt và đã được chứng minh là quá hiện đại so với thời của chúng, cũng như với các máy tính cầm tay mà các ổ đĩa này đang nhắm tới.

Vào năm 2004. Toshiba đã giới thiệu ổ đĩa nhỏ nhất cho đến bây giờ: ổ đĩa 0.85”, có kích cỡ khoảng bằng một con tem bưu điện và có dung lượng lên đến 4GB. Ổ này được thiết kế cho các máy điện thoại cầm tay. máy nghe nhạc kỹ thuật số, các PDA, các máy ảnh kỹ thuật số. các máy quay video xách tay v.v..

Sự vận hành của ổ đĩa cứng

Kiến trúc vật lý cơ bản của một ổ cứng bao gồm các đĩa xoay với các đầu từ xê dịch trên đĩa lưu trữ dữ liệu trong các rãnh ghi và sector. Các đầu từ đọc và ghi dữ liệu trong các vòng đồng tâm được gọi là các rãnh ghi (track), các rãnh ghi này được chia thành các phân đoạn được gọi là các sector, mỗi sector thường lưu trữ 512 byte.

Các ổ cứng thường có nhiều đĩa, được gọi là các platter, được xếp chồng lên nhau và cùng xoay, mỗi đĩa với hai mặt mà ổ đĩa sẽ lưu trữ dữ liệu lên đó. Hầu hết các ổ đĩa đều có hai hoặc ba platter, nên sẽ có bốn hay sáu mặt, nhưng một vài ổ cứng PC có tới 12 platter với 24 đầu từ đề đọc chúng (Seagate Barracuda 180). Các rãnh ghi thẳng hàng giống hệt nhau trên mỗi mặt của platter cùng nhau tạo thành một ống trụ (cylinder). Một ổ cứng thường có một đầu từ cho mỗi mặt platter, tất cả các đầu từ được gắn trên một thiết bị giá đỡ thông dụng hoặc một thanh răng. Các đầu từ di chuyển tỏa tròn trên đĩa kết hợp một cách chặt chẽ; chúng không thể di chuyển độc lập, vì chúng được gắn trên cùng một giá đỡ hay thanh răng được gọi là thiết bị truyền động (actuator).

Ban đầu, hầu hết các ổ cứng quay tròn ớ tốc độ 3,600 rpm độ chừng nhanh gấp 10 lần so với ổ mềm. Trong nhiều năm. 3.600rpm gần như là một hằng số trong số các 0 cứng. Tuy nhiên, bây giờ hầu hết các ổ đĩa đều quay nhanh hơn. Mặc dù tốc độ có thể biến đổi, các ổ đĩa hiện đại thường quay các platter ở tốc độ hoặc là 4,200rpm: 5,400rpm; 7,200rpm; 10.000rpm hay 15,000rpm. Hầu hết các ổ đĩa phát hành chuẩn trong các PC hiện nay quay ở tốc độ 7.200 rpm, với những model tốc độ cao thì quay ở 10.000rpm. mặc dù nhiều ổ đĩa re hơn vẫn quay ở tốc độ 5,400rpm. Một số ổ đĩa nhỏ 2 M2” của máy Notebook chỉ chạy ở tốc độ 4,200rpm để bảo tồn năng lượng, các ổ đĩa 15,000rpm thường ở các máy workstation hay máy chủ tốc độ cao, những máy mà giá thành cao, sự phát sinh nhiệt và tiếng ồn khá dễ dàng được chấp thuận. Các tốc độ quay tròn cao kết hợp với một cơ cấu bố trí đầu từ nhanh và nhiều sector cho một rãnh ghi là cái làm cho ổ cứng này nhanh hơn ổ cứng khác.

Các đầu từ trong hầu hết các ổ cứng không (và không nên!) va chạm vào các platter trong suốt quá trình vận hành. Tuy nhiên, ở phần lớn các ổ đĩa, các đầu từ nghi trên các platter khi ổ đĩa tắt điện, ơ hầu hết các ổ đĩa, khi ổ đĩa bị tắt điện, các đầu từ di chuyển đến cylinder tận trong cùng, nơi chúng đáp xuống bề mặt platter. Điều này nói tới thiết kế Contact Start Stop (CSS). Khi ổ đĩa có điện, các đầu từ trượt trên bề mặt platter khi chúng quay, cho đến khi miếng đệm khí rất mỏng được dựng lên giữa các đầu từ và bề mặt platter, làm cho các đầu từ nhấc lên và treo lơ lửng một khoảng cách ngắn ở trên hoặc phía dưới platter. Nếu miếng đệm khí bị cản trở bởi những phân tử bụi hay bị va chạm, đầu từ có thể chạm vào mặt platter trong khi nó đang quay ở tốc độ cao. Khi va chạm đủ mạnh để gây ra tổn hại, một hiện tượng được gọi là head crash. Hậu qua của head crash từ có thể là bất cứ thứ gì từ việc mất một vài byte dữ liệu đến việc ổ đĩa hỏng hoàn toàn. Hầu hết các ổ đĩa đều có loại dầu nhờn đặc biệt trên platter và các bề mặt cứng để có thể chịu đựng việc “cất và hạ cánh” hàng ngày cũng như nhiều va chạm nghiêm trọng.

Một số ổ đĩa mới không sử dụng thiết kế CSS và thay thế bằng việc sử dụng một cơ cấu tải/không tải ngăn không cho các đầu từ tiếp xúc với các platter, ngay cả khi ổ đĩa bị tắt điện. Đầu tiên được sử dụng trong các ổ đĩa dạng 2 1/2” của máy xách tay nơi sức bền đối với các va chạm cơ học quan trọng hơn. các cơ cấu tài/không tái truyền thống sử dụng một bệ đỡ ở vị trí bên ngoài bề mặt đĩa. Trong khi ở một số thiết kế mới vị trí của bệ đỡ lại gần trục quay. Khi ổ đĩa bị tắt điện hay khi ỡ chế độ tiết kiệm điện năng, các đầu từ thà lên trên bệ đỡ. Khi có điện, các platter được phép chạy hết tốc lực trước khi các đầu từ được thả xuống từ bệ đỡ, cho phép luồng không khí (đệm không khí) để ngăn sự tiếp xúc giữa đầu từ và platter.

Bởi vì các lắp ráp platter được niêm phong và không di chuyển được, các mật độ rãnh trên đĩa có thể là rất cao. Các đĩa cứng ngày nay có tới 270,000 rãnh hoặc nhiều hơn trong một inch (TPl: tracks per inch) được ghi trên các đĩa. Các lắp ráp đầu từ đĩa (HDAs: Head disk assemblies), chứa các platter, được lắp ráp và niêm phong trong phòng sạch tuyệt đối vệ sinh và không có bụi bẩn. Bởi vì chỉ có một vài công ty sửa HDA, sửa chữa hoặc thay thế các bộ phận bên trong một HDA đã được niêm phong có thể sẽ rất đắt. Mỗi ổ cứng được làm ra cuối cùng cũng sẽ hỏng. Câu hỏi duy nhất là khi nào những hỏng hóc này sẽ xảy ra và liệu dữ liệu của bạn đã được sao chép dự phòng chưa? Để trả lời cho đáp án đó, bạn hãy truy cập vào đây.