Магнитна глава
Магнитната глава на твърдия диск се изработва чрез навиване на бобина върху магнитопровода. Първоначалната магнитна глава е комбинация от четене и запис, а амплитудата на сигнала се индуцира от текущата промяна. За повечето компютри, в процеса на обмен на данни с твърдия диск, операцията за четене е много по-бърза от операцията за запис, а четенето/записът е операция с две различни характеристики, което подтиква производителите на твърди дискове да разработят разделяне на четене/запис глава .
Глава за твърд диск
Вътрешната структура на главата на твърдия диск е най-скъпата част от твърдия диск и също така е най-важната и критична част от технологията на твърдия диск. Традиционната магнитна глава е магнитна глава с електромагнитна индукция, която съчетава четене и писане. Четенето и записването на твърдия диск обаче са две напълно различни операции. Поради тази причина тази магнитна глава две в едно трябва да бъде проектирана.
И двете характеристики за четене и запис трябва да се вземат предвид едновременно, което води до ограничение на дизайна на твърдия диск. MR магнитните глави (магниторезистивни глави), тоест магниторезистивните магнитни глави, използват отделна структура на главата: пишещата глава все още използва традиционната глава с магнитна индукция (MR главата не може да пише), а четящата глава използва нов тип MR глава . Така нареченото индуктивно писане и магниторезистивно четене. По този начин, по време на проектирането, различните характеристики на двете могат да бъдат оптимизирани поотделно, за да се получи най-доброто представяне при четене/запис. В допълнение, MR главата усеща амплитудата на сигнала чрез промени в съпротивлението, а не чрез промени в тока, така че е много чувствителна към промените в сигнала и точността на разчитането на данните също се подобрява съответно. И тъй като амплитудата на сигнала за четене няма нищо общо с ширината на пистата, пистата може да бъде направена много тясна, като по този начин се увеличи плътността на диска до 200MB/inch2, докато традиционната магнитна глава може да достигне само 20MB/inch2, което също е MR глава Основната причина да се използва широко. MR главите са широко използвани, а GMR главите (Giant Magnetoresistive heads), изработени от материали с многослойна структура и по-добър магниторезистивен ефект, постепенно стават популярни.
Магнитната глава е инструмент за четене и запис на диска в твърдия диск и е една от най-прецизните части на твърдия диск. Магнитната глава се изработва чрез навиване на бобина върху магнитопровод. Когато твърдият диск работи, магнитната глава чете данни, като усеща промяната на магнитното поле на въртящия се диск; и записва данни чрез промяна на магнитното поле на диска. За да се избегне абразията на магнитната глава и диска, в работно състояние, магнитната глава е окачена над високоскоростния въртящ се диск без директен контакт с диска. Само след като захранването бъде изключено, магнитната глава автоматично ще се върне на фиксираната позиция върху диска (Наричана зона за кацане, където дискът не съхранява данни, това е началната позиция на диска).
Работен характер
Поради работния характер на магнитната глава, изискванията към нейната магнитна индукционна чувствителност и прецизност са много високи. По-ранните магнитни глави използваха феромагнитни материали, които не бяха много идеални по отношение на чувствителността към магнитна индукция. Следователно капацитетът на единичните дискове на ранните твърди дискове е сравнително нисък. Ако капацитетът на един диск е голям, плътността на пистите върху диска ще бъде голяма и магнитната глава няма да може да чете точно поради недостатъчна индукция на магнитната глава. Данни. Това причини ранния капацитет на твърдия диск да бъде много ограничен. С развитието на технологиите магнитните глави са направили голям напредък в чувствителността и прецизността на магнитната индукция.
В началото магнитната глава има функции за четене и запис заедно. Това изисква висок производствен процес и технология на магнитната глава. За персоналните компютри, в процеса на обмен на данни с твърдия диск, четенето на данни е далеч. Много по-бързо от запис на данни, характеристиките на операциите за четене и запис също са напълно различни, което води до отделни глави за четене и запис, които работят отделно и не си пречат.
Ако магнитната глава е силно намагнетизирана, просто я размагнитнете.
Видове глави
Тънкослойни индукционни (TFI) глави
От 1990 до 1995 г. твърдите дискове използват TFI технология за четене/запис. Главата на TFI всъщност е намотано с тел магнитно ядро. Когато дискът преминава под навитата сърцевина, върху магнитната глава се генерира индуцирано напрежение. Причината, поради която четящата глава на TFI достига границата на възможностите си е, че нейната способност за запис е отслабена, докато се увеличава нейната магнитна чувствителност.
Глава с анизотропно магнитосъпротивление (AMR).
През 1991 г. IBM предложи своята технология за четяща глава, базирана на технология за магнитосъпротивление (MR) - анизотропен магнетизъм, магнитна глава В процеса на контакт с въртящия се диск данните се четат чрез усещане на промените в магнитното поле на диска. В твърдия диск капацитетът на един диск и технологията на магнитната глава са взаимно ограничени и взаимно насърчавани.
AMR (Anisotropic Magneto Resistive) В средата на 90-те Seagate представи твърд диск, използващ AMR глави. AMR главите използват TFI глави, за да завършат операцията по запис, но използват тънки ленти от магнитен материал като четящ елемент. При наличие на магнитно поле, съпротивлението на тънката лента ще се промени с магнитното поле, като по този начин генерира силен сигнал. Твърдият диск дешифрира промяната в съпротивлението на тънката лента, причинена от промяната в полярността на магнитното поле, и подобрява чувствителността на четене. AMR главата допълнително увеличава площната плътност и намалява броя на компонентите. Тъй като промяната на съпротивлението на AMR филма има определено ограничение, AMR технологията може да поддържа максимална плътност на запис от 3,3 GB/квадратен инч, така че чувствителността на AMR главата също има ограничение. Това доведе до разработването на GMR глави.
GMR (гигантско магнитно съпротивление)
GMR главите наследяват технологията за четене/запис, използвана в TFI главите и AMR главите. Но неговата четяща глава показва по-висока чувствителност към магнитните промени на диска. Главата на GMR се състои от 4 слоя филми от проводящ и магнитен материал: сензорен слой, непроводим междинен елемент, слой с магнитна тапа и обменен слой. Чувствителността на GMR сензора е три пъти по-голяма от тази на AMR главата, така че може да подобри плътността и производителността на диска.
Броят на главите на твърдия диск зависи от броя на дисковете в твърдия диск. Данните се съхраняват от двете страни на диска, така че един диск отговаря на две глави, за да работят нормално. Например, за твърд диск с общ капацитет от 80 GB, ако се използва единичен диск с капацитет от 80 GB, има само един диск и дискът има данни отпред и отзад, съответстващи на две глави; докато твърдият диск със същия общ капацитет от 120 GB използва два диска. Има само три глави, едната от които е без глава от едната страна.
Глава на магнетофон
Магнетофонът работи на принципа на електромагнитната индукция. Този вид магнитна глава всъщност е електромагнит с форма на копито. Когато записващото устройство работи, то преобразува звука от хартиената плоча на микрофона в индуциран ток чрез вибрации и след това го предава към магнитната глава през веригата на усилвателя. Магнитната глава е близо до лентата и индуцираният ток ще накара магнитната глава да се намагнетизира, за да стане електромагнит. Индуцираният ток първоначално се променя от звук. Под електромагнитното действие на магнитната глава, магнитният прах върху лентата се магнетизира в различна степен и се подрежда в ред. Лентата трябва да бъде изтрита (известно като измиване на лентата и размагнитване) преди запис, така че да се избегне звуковият сигнал от последното възпроизвеждане на лентата, причиняващ шум. Главата за запис и главата за възпроизвеждане на записващото устройство всъщност са една и съща глава (при рекордерите от висок клас и записващите декове, главите за запис и възпроизвеждане са отделни), но позициите на свързване са различни. При запис главата е свързана с микрофона (или микрофона), а при възпроизвеждане е свързана с високоговорителя. Изтриващата глава всъщност е естествен магнит (използва се и за супераудио токово изтриване). Принципът е: преди запис, магнитният прах върху лентата се подрежда в същия ред. По този начин оригиналната информация на лентата се отмива.
Повреда на главата --- надраскване на главата
Надраскването на главата е повреда на твърдия диск, която възниква, когато главата за четене и запис на твърдия диск влезе в контакт с въртящия се твърд диск и носителят на повърхността на диска причини трайна и непоправима повреда.
Магнитната глава обикновено е обвита в тънък слой въздух върху повърхността на диска (тънък течен слой беше използван в средата на 90-те години). Най-горният слой на диска е материал, подобен на PTFE, който действа като смазка. Отдолу има слой от разпръснат въглерод. Двата защитни магнитни слоя (зона за съхранение на данни) предотвратяват случайно докосване на главата за четене и запис.
Главата за четене/запис на диска използва технология с тънък филм и материалът е достатъчно твърд, за да бъде надраскан през защитния слой. Надраскването на магнитната глава е по-вероятно да бъде причинено от външна сила, преминаваща през главата за четене и запис, която генерира достатъчен натиск върху диска, причинявайки драскотини върху слоя за магнитно съхранение. Други замърсявания или отломки, прекомерен удар или вибрации и случайно падане могат да причинят удар на главата за четене и запис върху диска и главата за четене и запис обикновено се поврежда в процеса.