Diskläs-och-skrivhuvud

Ett hårddiskhuvud och arm på ett fat
Mikrofotografi av ett hårddiskhuvud. Storleken på framsidan är cirka 0,3 mm . En viktig funktionell del av huvudet är den runda, orange strukturen i mitten - den litografiskt definierade kopparspolen på skrivgivaren . Notera också de elektriska anslutningarna med ledningar som är bundna till guldpläterade kuddar.
Läs-skrivhuvud på en 3 TB hårddisk tillverkad 2013. Den mörka rektangulära komponenten är reglaget och är 1,25 mm lång. Läs-/skrivhuvudspolarna är till vänster om skjutreglaget. Plattytan rör sig förbi huvudet från höger till vänster.

Ett diskläs-och-skrivhuvud är den lilla delen av en diskenhet som rör sig ovanför diskplattan och omvandlar plattans magnetfält till elektrisk ström (läser skivan) eller, vice versa, omvandlar elektrisk ström till magnetfält (skriver disk). Huvudena har gått igenom ett antal förändringar under åren.

flyger huvudena över diskytan med ett spelrum på så lite som 3 nanometer . Flyghöjden har minskat med varje ny generation av teknik för att möjliggöra högre yttäthet . Huvudets flyghöjd styrs av utformningen av ett luftlager etsat på glidarens skivavända yta . Luftlagrets roll är att hålla flyghöjden konstant när huvudet rör sig över skivans yta. Luftlagren är noggrant utformade för att hålla samma höjd över hela tallriken, trots olika hastigheter beroende på huvudavståndet från mitten av tallriken. Om huvudet träffar skivans yta kan en katastrofal huvudkrasch resultera.

Induktiva huvuden

Induktiva huvuden använder samma element för både läsning och skrivning.

Traditionellt huvud

Själva huvudena började på samma sätt som huvudena i bandspelare — enkla enheter gjorda av en liten C-formad bit av mycket magnetiserbart material som permalloy eller ferrit insvept i en fin trådspole. Vid skrivning aktiveras spolen, ett starkt magnetfält bildas i gapet i C:n och inspelningsytan intill gapet magnetiseras. Vid läsning roterar det magnetiserade materialet förbi huvudena, ferritkärnan koncentrerar fältet och en ström genereras i spolen. I gapet är fältet mycket starkt och ganska smalt. Det gapet är ungefär lika med tjockleken på det magnetiska mediet på inspelningsytan. Mellanrummet bestämmer minimistorleken på ett inspelat område på disken. Ferrithuvuden är stora och skriver ganska stora drag. De måste också flygas ganska långt från ytan vilket kräver starkare fält och större huvuden.

Metal-in-gap (MIG) huvuden

Metal-in-gap ( MIG ) huvuden är ferrithuvuden med en liten bit metall i huvudgapet som koncentrerar fältet. Detta gör att mindre funktioner kan läsas och skrivas. MIG-huvuden ersattes av tunnfilmshuvuden.

Tunnfilmshuvuden

Först introducerades 1979 på IBM 3370- diskenheten, tunnfilmsteknik använder fotolitografiska tekniker som liknar de som används på halvledarenheter för att tillverka HDD-huvuden med mindre storlek och större precision än de ferritbaserade konstruktioner som då användes. Tunnfilmshuvuden liknar elektroniskt ferrithuvuden och använde samma fysik. Tunna lager av magnetiska (Ni-Fe), isolerande och kopparspolmaterial byggs på keramiska substrat som sedan fysiskt separeras i individuella läs-/skrivhuvuden integrerade med deras luftlager, vilket avsevärt minskar tillverkningskostnaden per enhet. Tunnfilmshuvuden var mycket mindre än MIG-huvuden och gjorde det därför möjligt att använda mindre inspelade funktioner. Tunnfilmshuvuden gjorde det möjligt för 3,5-tumsdiskar att nå 4 GB lagringskapacitet 1995. Geometrin på huvudgapet var en kompromiss mellan vad som fungerade bäst för läsning och vad som fungerade bäst för att skriva.

Magnetoresistiva huvuden (MR-huvuden)

Ytterligare information: Jättemagnetoresistans

Nästa huvudförbättring i huvuddesign var att separera skrivelementet från läselementet, vilket möjliggör optimering av ett tunnfilmselement för skrivning och ett separat huvudelement för läsning. Det separata läselementet använder den magnetoresistiva (MR) effekten som ändrar resistansen hos ett material i närvaro av magnetfält. Dessa MR-huvuden kan läsa mycket små magnetiska egenskaper på ett tillförlitligt sätt, men kan inte användas för att skapa det starka fält som används för att skriva. Termen AMR (Anisotropic MR) används för att särskilja den från den senare introducerade förbättringen av MR-teknologi som kallas GMR ( gigantisk magnetoresistans ) och "TMR" (tunnelmagnetoresistans).

Övergången till media för vinkelrät magnetisk inspelning ( PMR ) har stora konsekvenser för skrivprocessen och skrivelementet i huvudstrukturen men mindre för MR-lässensorn i huvudstrukturen.

AMR-huvuden

Introduktionen av AMR-huvudet 1990 av IBM ledde till en period av snabba arealdensitetsökningar med cirka 100 % per år.

GMR-huvuden

1997 GMR började gigantiska magnetoresistiva huvuden att ersätta AMR-huvuden.

Sedan 1990-talet har ett antal studier gjorts på effekterna av kolossal magnetoresistans (CMR), vilket kan möjliggöra ännu större ökningar av densiteten. Men hittills har det inte lett till praktiska tillämpningar eftersom det kräver låga temperaturer och stor utrustningsstorlek.

TMR-huvuden

2004 introducerade Seagate de första enheterna som använde tunneling MR -huvuden ( TMR ) av Seagate , vilket tillåter 400 GB-enheter med 3 skivplattor. Seagate introducerade TMR-huvuden med integrerade mikroskopiska värmeslingor för att styra formen på huvudets transduktorområde under drift . Värmaren kan aktiveras innan en skrivoperation startas för att säkerställa närhet mellan skrivpolen och skivan/mediet. Detta förbättrar de skrivna magnetiska övergångarna genom att säkerställa att huvudets skrivfält helt mättar det magnetiska skivmediet. Samma termiska aktiveringsmetod kan användas för att tillfälligt minska avståndet mellan skivmediet och lässensorn under återläsningsprocessen, vilket förbättrar signalstyrkan och upplösningen. I mitten av 2006 har andra tillverkare börjat använda liknande metoder i sina produkter.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Disk_read-and-write_head&oldid=1131988427 "