Как работает жесткий диск — Before You Open!

Прижимное кольцо
(platters clamp)

Жестко фиксирует собранный пакет пластин. Не позволяя им двигаться друг относительно друга.

Пластины (platters)

На данный момент встречаются два вида пластин для жестких дисков:

Пластины с алюминиевой подложкой
- имеют самое широкое применение из-за своей стоимости и веса. Самым крупным из поставщиков алюминиевых пластин, является корпорация Showa Denko. В январе 2019 г., компания анонсировала пластины с применением технологии традиционной магнитной записи PMR (CMR) 9-ого поколения.

Пластины со стеклянной подложкой
- хотя и обладают, более высокими показателями (меньшая толщина и вес, термостойкость, энергоэффективность и главное равномерность рабочей поверхности). Только сейчас добрались до 3.5" дисков.
Крупнейшим поставщиком стеклянных пластин для жестких дисков, является корпорация Hoya. Еще в сентябре 2017 г., она представила образы 3.5" дисков с пакетом из 10 (0,5мм) и 12 (0,381мм) пластин. А в феврале 2019 г., корпорация объявила о начале строительства завода по изготовлению платин для 2.5" дисков, а также дисков использующий технологии MAMR и HAMR.

Гидродинамический (жидкостный) подшипник (FDB)

Вал шпинделя находится внутри герметичной камеры корпуса подшипника, плотно заполненной однородной вязкой жидкостью. Которая заполняет пространство между валом и корпусом и предотвращает их соприкосновение. Тем самым снижается коэффициента трения и износа, уровень шума и тепловыделения. А также увеличивается вибростойкость.

Шпиндель (spindle)

На внутренней стороне движущегося шпинделя закреплен постоянный магнит, который является частью бесколлекторного двигателя постоянного тока (BLDC). Большинство жестких дисков вращают пластинки со скоростью 5.400 (90 Гц), 5.900 (98 Гц), 7.200 (120 Гц), 10.000 (166 Гц) или 15.000 (250 Гц) RPMs (оборотов в минуту).

Смазочный слой (Lubricant layer)

Самым верхним слой пластины представляет собой полимерный смазочный материал перфторполиэфир PFPE (PFPE), толщиной 1-2нм. Который минимизирует трение между защитным слоем и головками (чтения/записи).

Защитный слой (Protective layer)

Выполнен из углеродного алмазоподобного покрытия (DLC) для обеспечения коррозионной стойкости и защиты слоя магнитной записи (Magnetic data layer). Толщина защитного слоя ~ 3-5нм.

Слой магнитной записи (Magnetic data layer)

Современные PMR-среды, называются обменно-сопряженными композитными (ECC) средами. Что подразумевает многослойность при формировании как рабочего слоя (hard magnetic layer), так и ориентирующего подслоя (soft magnetic underlayer). Которые в свою очередь, могут быть дополнены другими слоями, для улучшения характеристик.
«Hard magnetic layer» – определяет термостабильность среды и служит несущим слоем информации. Состав: CoCrPt, CoCrPtSiO2, CoCrTa, Co-PdSiO, CoPd, FePt.
«Intermediate layer» – обычно встраивается между hard-hard или hard-soft magnetic layers. Используется для получения желаемой кристаллографической текстуры. Состав: Ru, Ta, SiO2, RuCr.
«Seed layer» – в основном используется для повышения кристаллической ориентации и размера зерна. Состав: Ta, TaRu, Ru, CrTi.
«Soft magnetic underlayer» – отвечающим за ориентацию доменов в рабочем слое. Ещё его называют отражающим слоем. Состав: Сo, CoFe, CoNi, FeSiO, CoTaZr, FeCoB.

Подложка (Substrate)

Подложка «Substrate» пластины выполнена из немагнитного материала и обычно изготавливается из алюминия (0,635, 0,8, 1,0, 1,27, 1,5 и 1,8мм), стекла (0,381, 0,5 и 0.63мм) или других керамических материалов.
Далее на подложку осаждается так называемый «Adhensive» («Interlayer» или «Sublayer») слой, толщиной ~ 10-40нм. В большинстве выполненных из сплава никель-фосфора (NiP) для алюминиевых и никель-танталума (NiTa, Ti или Ta) для стеклянных/керамических подложек. Для выравнивания поверхности и улучшения адгезии, а также предотвращения влияния подложки на последующие тонкопленочные слои.