Hårddisk skiva
En hårddiskplatta eller hårddisk är den cirkulära magnetiska skivan på vilken digitala data lagras i en hårddisk . Plattornas stela karaktär är det som ger dem deras namn (i motsats till de flexibla materialen som används för att göra disketter ). Hårddiskar har vanligtvis flera plattor som är monterade på samma spindel . En tallrik kan lagra information på båda sidor, vilket vanligtvis kräver två inspelningshuvuden per tallrik, ett per yta.
Design
Den magnetiska ytan på varje tallrik är uppdelad i små magnetiska områden i submikrometerstorlek, som var och en används för att representera en enda binär informationsenhet. Ett typiskt magnetiskt område på en hårddiskplatta (från och med 2006) är cirka 200–250 nanometer bred (i plattans radiella riktning) och sträcker sig cirka 25–30 nanometer i riktningen nedåt (omkretsriktningen på plattan) platter), [ citat behövs ] motsvarande cirka 100 miljarder bitar per kvadrattum diskyta (15,5 Gbit /cm 2 ). Materialet i det magnetiska huvudskiktet är vanligtvis en koboltbaserad legering. I dagens hårddiskar består var och en av dessa magnetiska regioner av några hundra magnetiska korn, som är basmaterialet som magnetiseras. Som helhet kommer varje magnetiskt område att ha en magnetisering.
En anledning till att magnetiska korn används i motsats till ett kontinuerligt magnetiskt medium är att de minskar det utrymme som behövs för ett magnetiskt område. I kontinuerliga magnetiska material tenderar formationer som kallas Néel-spikar att dyka upp. Dessa är spikar med motsatt magnetisering och bildas av samma anledning som stångmagneter tenderar att rikta sig i motsatta riktningar. Dessa orsakar problem eftersom spikarna tar bort varandras magnetfält , så att övergången från den ena magnetiseringen till den andra vid regiongränser kommer att ske över Néels längd. Detta kallas övergångsbredden.
Korn hjälper till att lösa detta problem eftersom varje korn i teorin är en enda magnetisk domän (men inte alltid i praktiken). Detta innebär att de magnetiska domänerna inte kan växa eller krympa för att bilda spikar, och därför blir övergångsbredden i storleksordningen kornens diameter. Sålunda har mycket av utvecklingen inom hårddiskar handlat om minskning av kornstorlek .
Tillverkning
Tallrikar tillverkas vanligtvis av aluminium , glas eller keramiskt underlag. Från och med 2015, är bärbara hårddiskplattor gjorda av glas medan aluminiumplattor ofta finns i stationära datorer. Vid skivtillverkning avsätts en tunn beläggning på båda sidor av substratet, mestadels genom en vakuumavsättningsprocess som kallas magnetronförstoftning . Beläggningen har en komplex skiktad struktur bestående av olika metalliska (mestadels icke-magnetiska) legeringar som underskikt, optimerade för kontroll av den kristallografiska orienteringen och kornstorleken på det faktiska magnetiska medialagret ovanpå dem, dvs filmen som lagrar bitarna av information. Ovanpå den avsätts en skyddande kolbaserad överbeläggning i samma sputterprocess. Vid efterbearbetning avsätts ett nanometertunt polymert smörjmedelsskikt ovanpå den förstoftade strukturen genom att doppa skivan i en lösningsmedelslösning, varefter skivan poleras med olika processer [förtydligande behövs] för att eliminera små defekter och verifieras av en speciell sensor på ett flygande huvud för frånvaro av kvarvarande ojämnheter eller andra defekter (där storleken på biten som anges ovan ungefär sätter skalan för vad som utgör en betydande defektstorlek). I hårddisken hårddiskhuvudena och rör sig radiellt över ytan på de snurrande plattorna för att läsa eller skriva data. Extrem jämnhet, hållbarhet och perfekt finish är nödvändiga egenskaper hos en hårddiskplatta.
1990 släppte Toshiba MK1122FC, den första hårddisken som använde ett glassubstrat, som ersatte de aluminiumlegeringar som användes i tidigare hårddiskar. Den designades ursprungligen för bärbara datorer , för vilka den större stöttåligheten hos glassubstrat är mer lämpade. Runt 2000 började andra hårddisktillverkare gå över från aluminium till glasplattor eftersom glasplattor har flera fördelar jämfört med aluminiumplattor.
2005–06 påbörjades ett stort teknologiskifte för hårddiskar och magnetiska skivor/media. Ursprungligen användes magnetiserade material i planet för att lagra bitarna men har nu ersatts av vinkelrät inspelning .
Anledningen till denna övergång är behovet av att fortsätta trenden med ökande lagringstätheter, med vinkelrätt orienterade media som erbjuder en mer stabil lösning för en minskande bitstorlek. Att orientera magnetiseringen vinkelrätt mot skivytan har stora konsekvenser för skivans deponerade struktur och valet av magnetiska material, såväl som för några av de andra komponenterna i hårddisken (som huvudet och den elektroniska kanalen).