Cơ cấu tự động chuyên dụng và cơ cấu dừng đầu từ tự động

Một cơ cấu tự động chuyên dụng là một thiết kế mà trong đó thông tin cơ cấu tự động được ghi liên tục từ đầu đến cuối toàn bộ rãnh ghi, hơn là chỉ một lần cho mỗi rãnh ghi hoặc ở đoạn đầu của mỗi sector.

Không may nếu tiến trình này được sử dụng trên toàn bộ ổ đĩa, sẽ không còn khoảng trống nào cho dữ liệu. Vì lý do này, một cơ cấu tự động chuyên dụng sử dụng một mặt của một trong các platter dành riêng cho thông tin định vị cơ cấu tự động. Thuật ngữ “dedicated” xuất phát từ thực tế là mặt platter này hoàn toàn dành cho thông tin cơ cấu tự động và không chứa bất kỳ dữ liệu nào.

Đi sâu vào chi tiết

Khi dựng một ổ đĩa cơ cấu tự động chuyên dụng, nhà sản xuất PC trừ đi một mặt platter khỏi việc sử dụng đọc/ghi và lưu một bộ dữ liệu mã xám đặc biệt ở đó để cho biết các vị trí rãnh ghi chính xác. Bởi vì đầu từ nghỉ ở bên trên bề mặt không được sử dụng cho các hoạt động đọc/ghi thông thường, mã xám có thể không bao giờ bị xoá và thông tin cơ cấu tự động sẽ được bảo vệ — giống như trong các thiết kế cơ cấu tự động khác. Không có định dạng cấp thấp hay tiến trình nào có thể ghi đè lên thông tin cơ cấu tự động. Thông thường, đầu từ bên trên hay một đầu từ ngay trung tâm được dành riêng cho sử dụng cơ cấu tự động.

Khi ổ đĩa di chuyển các đầu từ đến một cylinder cụ thể, các thiết bị điện từ ổ đĩa phía trong sử dụng các tín hiệu được đầu từ cơ cấu tự động nhận để xác định vị trí của các đầu từ đọc/ghi. Khi các đầu từ di chuyển, các bộ phận đếm rãnh ghi sẽ được đọc từ các bề mặt cơ cấu tự động chuyên dụng. Khi đầu từ cơ cấu tự động phát hiện được rãnh ghi yêu cầu, bộ truyền động dừng lại. Các thiết bị điện tử cơ cấu tự động sau đó tinh chỉnh vị trí để các đầu từ chính xác ở bên trên cylinder thích hợp trước khi bất kỳ việc ghi được cho phép. Mặc dù chỉ có một đầu từ được sử dụng cho hiệu chỉnh cơ cấu tự động, các đầu từ khác cũng được gắn vào cùng một thanh răng do đó nếu một đầu từ ở bên trên một cylinder thích hợp thì tất cả các đầu từ khác cũng vậy.

Một cách nói liệu một ổ đĩa có sử dụng platter cơ cấu tự động chuyên dụng nếu nó có số đầu từ lẻ. Ví dụ, ổ đĩa ACER 1.2GB mà tôi từng có trong một trong những hệ thống của tôi, có tám platter, nhưng chỉ có 15 đầu từ/ghi, ổ đĩa đó sử dụng hệ thống định vị cơ cấu tự động chuyên dụng và đầu từ thứ 16 là đầu từ cơ cấu tự động. Lợi thế của khái niệm cơ cấu tự động chuyên dụng là thông tin cơ cấu tự động liên tục có sẵn ở ổ đĩa, làm cho tiến trình định vị đầu từ nhanh hơn và chính xác hơn.

Mặt hạn chế đối với một cơ cấu tự động chuyên dụng là lãng phí khi dành riêng toàn bộ bề mặt platter cho thông tin cơ cấu tự động. Hầu như tất cả các ổ đĩa hiện nay sử dụng một biến thể trong kỹ thuật cơ cấu tự động nhúng để thay thế. Một vài ổ đĩa kết hợp một cơ cấu tự động chuyên dụng với một cơ cấu tự động nhúng, nhưng loại thiết kế lai này hiếm. Bất kể liệu cơ cấu tự động là chuyên dụng hay nhúng, chúng cũng chính xác hơn nhiều các cơ cấu motor gối trục trong quá khứ.

Tất nhiên, như đã đề cập ở trên, các ổ đĩa ATA và SCSI ngày nay có những tham số đầu từ, rãnh ghi và sector cho mỗi rãnh ghi được biên dịch từ các số vật lý thực tế. Do đó, bạn thường không thể suy ra từ các số lượng đã biết là chính xác có bao nhiêu đầu từ hay platter được chứa trong ổ đĩa.

Cơ cấu dừng đầu từ tự động (Automatic Head Parking)

Khi bạn tắt điện một ổ cứng sử dụng thiết kế css (contact start stop), sức ép lò xo ở mỗi cánh tay đầu từ kéo các đầu từ tiếp xúc với các platter, ổ đĩa được thiết kế để chịu hàng ngàn cú cất lên đáp xuống như thế của đầu từ, nhưng cũng bảo đảm rằng việc đáp đầu từ xảy ra tại một điểm trên platter không có chứa dữ liệu. Các ổ đĩa cũ đòi hòi cơ cấu dừng đầu từ thủ công, bạn phải chạy một chương trình bố trí đầu từ vào vùng hạ đầu — thường ở cylinder trong cùng — trước khi tắt hệ thống. Các ổ đĩa hiện đại sẽ tự động dừng đầu từ, do đó các chương trình dừng đầu từ không còn cần thiết nữa.

Một số sự mài mòn xảy ra trong quá trình hạ và nhấc đầu từ, chỉ làm mất một “chỗ phồng cực nhỏ” từ lớp trung gian từ tính, nhưng nếu ổ đĩa bị rung trong quá trình hạ và nhấc đầu từ thì sẽ xảy ra hỏng thực sự. Các ổ đĩa mới sử dụng thiết kế tải/không tải kết hợp một bệ được định vị phía ngoài mặt ngoài của platter nhằm ngăn chặn bất kỳ cuộc tiếp xúc giữa các đầu từ và các platter, thậm chí nếu ổ đĩa bị ngắt điện. Các ổ đĩa tải/không tải tự động đậu các đầu từ trên bệ khi ổ đĩa bị ngắt điện.

Một lợi thế của việc sử dụng bộ truyền động cuộn dây âm thanh là cơ cấu dừng đầu từ tự động. Trong một ổ đĩa có bộ truyền động cuộn dây âm thanh, các đầu từ được định vị và giữ vững nhờ vào lực từ tính. Khi ngắt điện ổ đĩa, vùng từ tính giữ các đầu từ cố định bên trên một cylinder riêng biệt sẽ bị tiêu hao đi, làm rãnh đầu từ câu rê qua bề mặt đĩa và tạo nguy cơ tiềm ẩn về hư hỏng. Trong thiết kế cuộn dây âm thanh, rãnh ghi đầu từ có một đầu gắn với một lò xo có tính đàn hồi yếu và đầu kia gắn với điểm dừng của đầu từ. Khi hệ thống được bật, lò xo sẽ bị lực từ tính của bộ phận định vị chế ngự. Tuy nhiên, khi ổ đĩa bị ngắt điện, lò xo nhẹ nhàng kéo rãnh đầu từ vào vị trí dừng và khóa trước khi ổ đĩa chạy chậm lại và các đầu từ hạ xuống. Trong một số ổ đĩa, thật ra bạn có thể nghe âm thanh “Tang … Tang … Tang … Tang” giống như các đầu từ thực sự tự nẩy mình dừng lại. được điều khiển bởi lò xo.

Trong một ổ đĩa với bộ truyền động cuộn dây âm thanh, bạn sẽ kích hoạt cơ cấu dừng đầu từ bằng cách tắt máy tính hay laptop, bạn không cần phải chạy chương trình để dừng hay kéo các đầu từ lùi lại, giống như với các thiết kế ổ cứng ban đầu. Trong trường hợp cúp điện, các đầu từ sẽ tự động dừng lại. (Các ổ đĩa không dừng tự động khi hệ thống có điện.)