About-Semi อะไรเอ่ย..อยู่ใน Hard disk

0


สวัสดีครับ !! พี่น้องชาว EF Magazine เป็นอย่างไรกันบ้างกับการกลับมาเริ่มต้นการผลิตอย่างจริงจังอีกครั้ง เท่าที่ผมได้ไปสำรวจมาพบว่าหลายๆ บริษัทที่ประสบอุทกภัยฟื้นตัวเร็วมาก มันยิ่งทำให้ผมในฐานะคนเขียนบทความยิ่งมีกำลังใจในการสรรหาเรื่องราวดีๆ ความรู้ดีๆ มาแนะนำกัน ดังเช่นเล่มนี้ที่นำฮาร์ดดิสก์มาเปิด(กระ)โปง ซึ่งเป็นภาคต่อจากเล่มที่แล้วนะครับ ^^….
รูปที่ 1 : ฮาร์ดดิสก์

จะมีใครรู้บ้างว่าในฮาร์ดดิสก์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ที่เราใช้กันอยู่ทุกวันนี้ ภายในมันประกอบไปด้วยอะไรบ้าง ทำไมมันถึงบรรจุข้อมูลสำคัญๆ นานานัปการได้มากมายขนาดนี้ ในบทความนี้เราจะมาแกะฮาร์ดดิสก์ดูกัน


• เปิดฝาออก สิ่งแรกที่เห็นคือ…

รูปที่ 2 : ฮาร์ดดิสก์หลังเปิดฝาครอบออก
Printed Circuit Board หรือ PCB คือแผ่นสีเขียวๆ ที่มีการเชื่อมต่อจุดต่างๆ มากมาย และ Head and Disk Assembly หรือ HDA คือส่วนทึบสีดำๆ ด้านขวามือ
• เมื่อเราหงายแผ่น PCB ขึ้นมาจะพบเห็น…

อุปกรณ์ชิ้นเล็กๆ มากมายติดอยู่บน PCB เราจะมาดูกันเฉพาะชิ้นส่วนที่สำคัญๆ ต่อการทำงานของฮาร์ดดิสก์
1)Micro Controller Unit หรือ MCU คืออุปกรณ์ที่เสมือน CPU คอยควบคุมการอ่านหรือเขียน ข้อมูลของฮาร์ดดิสก์ โดยเปลี่ยนสัญญาณอนาลอกจากหัวอ่านเป็นสัญญาณดิจิตอลสำหรับกระบวนการอ่านข้อมูล และเปลี่ยนสัญญาณดิจิตอลเป็นสัญญาณอนาลอกสำหรับกระบวนการเขียนข้อมูล
2)Memory Chip คืออุปกรณ์สำหรับจัดเก็บข้อมูล
3)Voice Coil Motor controller หรือ VCM controller คืออุปกรณ์สำหรับควบคุมการเคลื่อนที่ของมอเตอร์สปินเดิ้ลและหัวอ่าน
4)Shock sensor คืออุปกรณ์ตรวจวัดแรงสั่นสะเทือนและส่งข้อมูลไปยัง VCM controller เพื่อหยุดการทำงานของหัวอ่านฮาร์ดดิสก์หรือในบางรุ่นเมื่อเกิดแรงสั่นสะเทือนอ่อนๆ Shock sensor ก็จะส่งสัญญาณเพื่อให้ VCM controller ปรับชดเชยการเคลื่อนที่ของหัวอ่านใหม่ ทั้งนี้เพื่อป้องกันอันตรายที่จะเกิดขึ้นกับหัวอ่านฮาร์ดดิสก์เมื่อเกิดแรงสั่นสะเทือน
5)Transient Voltage Suppression หรือ TVS คืออุปกรณ์ป้องกัน PCB เมื่อเกิดไฟกระชาก

จะมีรูเล็กๆ แต่สำคัญมากๆ ชื่อ Breath hole คือรูที่ใช้ปรับแรงดันภายในและภายนอก HDA ให้สมดุลกันโดยด้านในของรูนี้จะมีฟิลเตอร์เพื่อใช้กรองฝุ่นต่างๆ ด้วย

ภายในของ HDA มีส่วนประกอบสำคัญๆ มากมายสำหรับกระบวนการอ่านและเขียนข้อมูล ลงบนฮาร์ดดิสก์ ดังนี้
1) Platter : เป็นแผ่นเก็บข้อมูลต่างๆ ทำจากอลูมิเนียมหรือแก้ว ซึ่งเคลือบด้วยสารเฟอร์โรแมกเนติกซึ่งใช้ในการจัดเก็บข้อมูล โดยจะถูกยึดไว้ด้วย Platter Clamp
2) Dumper : เป็นชิ้นส่วนที่ใช้กั้น Platter ออกเป็นชั้นๆ (ตามรูปที่ 6) ทั้งนี้ตัว Dumper จะช่วยลดสัญญาณรบกวน ซึ่งทำจากวัสดุจำพวกอลูมิเนียมหรือพลาสติก

3) Filter : เพื่อใช้กรองฝุ่นต่างๆ ที่เกิดขึ้นขณะฮาร์ดดิสก์ทำงาน
4) Head Stack Assembly (HSA) : เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดอีกส่วนหนึ่ง มีหน้าที่เสมือนแขนกล (Actuator Arm)เคลื่อนที่เพื่ออ่านหรือเขียนข้อมูลจาก Platter ในส่วนของ HSA จะมีส่วนประกอบภายในเยอะแยะมากมาย เราจะมาเจาะเฉพาะชิ้นส่วนสำคัญๆ กัน ดังนี้


4.1) Voice Coil Motor (VCM) : เป็นขดลวดที่ทำหน้าที่บังคับให้แขนกลเคลื่อนที่ไปมา อย่างละเอียด
4.2) Bearing : เพื่อให้การเคลื่อนที่ของแขนกลเป็นไปได้โดยราบเรียบไม่ติดขัด
4.3) Arm : เป็นส่วนที่ใช้ยึด HGA เพื่ออ่านหรือเขียนข้อมูลลงบน Platter ส่วนมากจะทำจาก อลูมิเนียม
4.4) Heads Gimbal Assembly (HGA) :

รูปที่ 9 : HGA ซึ่งเป็นส่วนประกอบของ HSA รูปที่ 10 : Slider ซึ่งเป็นส่วนประกอบของ HGA
จากรูปที่ 9 HGA คือส่วนปลายสุดของ HSA ซึ่งจะมีอุปกรณ์สีดำๆ เป็นรูปสี่เหลี่ยมติดอยู่ซึ่งเรียกว่า Slider ณ ตำแหน่งนี้จะเป็นส่วนที่ทำหน้าที่เป็นหัวอ่านและเขียนข้อมูลต่างๆ ลงบน Platter หรือจานข้อมูลโดยตรง
4.5) Preamplifier : เป็นส่วนสุดท้ายที่สำคัญเช่นกัน ใช้เพื่อขยายสัญญาณจากหัวอ่านก่อนส่งไปประมวลผลที่ PCB

• เมื่อเราถอดอุปกรณ์ดังที่กล่าวมาในข้อที่แล้วออกหมด ตัวฮาร์ดดิสก์ของเราก็จะมีลักษณะดังรูปนี้
รูปที่ 11 : ฐานหรือบอดี้ของฮาร์ดดิสก์
ส่วนท้ายสุดของตัวฮาร์ดดิสก์แล้ว จะมีอุปกรณ์หลักๆ สำคัญๆ เพียง 2 ชิ้น คือ
1) Spindle Hub : เป็นแกนหมุนของ Platter
2) Breath filter : คือแผ่นฟิลเตอร์ที่ใช้กรองฝุ่นที่จะผ่านเข้ามาทาง Breath hole ดังที่กล่าวไว้ในข้างต้น