Шпиндельный двигатель.

Одними из важных факторов, которые играют большую роль в современных накопителях, являются количество шума, тепла и вибрирования, производимых жестким диском. Именно эти проблемы выходят на первые места в силу увеличивающихся скоростей вращения. Эти факторы не играли сильную роль 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. Критическим компонентом шпиндельного двигателя в жестком накопителе является подшипник. Большинство старых накопителей использовали обычные шариковые подшипники. В настоящее время в большинстве новых накопителей используются гидродинамические подшипники: в них роль шариков выполняет масло, таким образом удается снизить шум и нагрев подшипника при вращении. В теории, такие подшипники должны увеличить жизнь самого подшипника, тем самым увеличивая жизнь накопителя. Но, и здесь есть минусы: такие подшипники имеют более большой шанс заклинить, чем обычные, шариковые. На практике клин жидкостных подшипников встречается значительно чаще, чем клин обычных, шариковых. Скорость шпиндельного двигателя. В процессе развития жестких дисков, производителя все время пытаются сделать накопитель более быстрым, чем его предшественник, и повышение скорости вращения шпиндельного двигателя – это один из способов увеличения как линейной скорости чтения/записи, так и уменьшения времени среднего доступа или позиционирования: данные более быстро пролетают над головкой и уменьшается время простоя головки на треке в режиме ожидания нужного сектора. Первые жесткие диски, использовавшиеся в ПК, имели скорость вращения шпиндельного двигателя, равную 3600 оборотам в минуту. И последующие десять лет эта скорость оставалась не изменной. Одной из причин выбора именно этой скорости была та, что накопители при разработке накопителей для ПК, производители пытались использовать старые наработки, и одной из них было использование двигателя переменного тока с частотой 60 герц (США в качестве стандартной частоты переменного тока в розетке использует 60 Гц). Если бы умножим 60 Гц на 60 секунд, мы получим искомое число 3600. В начале девяностых годов прошлого столетия производители жестких дисков начали экспериментировать с увеличением скорости вращения шпиндельного двигателя, доведя ее до 4500 оборотов в минуту. В скорости порог в 5400 оборотов был преодолен, и надолго именно эта цифра стала стандартом де-факто для скорости вращения шпиндельного двигателя. Первыми порог в 7200 оборотов в минуту взяли жесткие диски с интерфейсом SCSI. Это позволило отточить технологию, и несколькими годами позже, появились накопители с 7200 оборотов в минуту с стандартным интерфейсом IDE/ATA. В настоящее время, некоторые производители выпускают жесткие диски с скоростью вращения шпиндельного двигателя, равной 10000 оборотов в минуту и интерфейсом IDE/ATA. Жесткие диски с интерфейсом SCSI уже несколько лет, как преодолели рубеж в 15000 оборотов в минуту. В таблице приведены стандартные скорости и среднее время задержки для различных скоростей вращения. Скорость шпиндельного двигателя Среднее время задержки, мс Типичное применение 3600 8,3 Бывший стандарт, теперь устарел 4200 7,1 Ноутбуки и некоторые накопители для ПК 4500 6,7 IBM Microdrive, Ноутбуки 4900 6,1 Ноутбуки 5200 5,8 Устарел 5400 5,6 IDE/ATA, ноутбуки 7200 4,2 высокоуровневые IDE/ATA, ноутбуки 10000 3 высокоуровневые IDE/ATA, SCSI 12000 2,5 SCSI 15000 2 высокоуровневые SCSI На рисунке приведена фотография шпиндельного двигателя и различных компонентов, присутствующих и нужных для вращения пакета с магнитными дисками. Пластины и разделительные кольца имеют одинаковый диаметр, и собираются друг над другом, чередуясь, образовывая пакет с магнитными дисками. Верхняя шайба закрепляет весь пакет, чтобы он двигался синхронно с вращением шпинделя. Антон Петин ([email protected]), Антон Панченко ([email protected])
Весь номер

Новости партнеров: