Алгоритм - Учебный центр

Версия сайта для слабовидящих
Заполните форму ниже! Мы вам перезвоним!

Нажав на кнопку "Отправить", Я даю своё согласие на автоматизированную обработку указанной информации, распространяющейся на осуществление всех действий с ней, включая сбор, передачу по сетям связи общего назначения, накопление, хранение, обновление, изменение, использование, обезличивание, блокирование, уничтожение и обработку посредством внесения в электронную базу данных, систематизации, включения в списки и отчетные формы.


Магниторезистивные головки (ликбез).

Магниторезистивные головки (ликбез).

В современных устройствах внешней памяти на жестких магнитных дисках большой емкости запись осуществляется сверхминиатюрными магнитными головками (с зазором), выполненными по микронной полупроводниковой технологии. Такие головки позволяют намагничивать предельно малые домены магнитной поверхности, но запись выполняется за счет энергии тока записи достаточной для этого мощности, а вот при считывании, очень слабые поля доменов, при прохождении под зазором головки дают очень слабый электрический сигнал в обмотке считывания. Поэтому в магнитной записи при повышении плотности записи возникает серьезная проблема - при уменьшении размеров магнитных доменов носителя уменьшается уровень считанного сигнала головки и существует вероятность принять шум за «полезный» сигнал. Для решения этой проблемы необходимо иметь более эффективную головку чтения, которая более достоверно сможет определить наличие сигнала от «слабых» полей доменов.

Известно, что от воздействия на некоторые материалы внешнего магнитного поля его сопротивление изменяется. Этот эффект был использован для создания считывающих головок нового поколения. Магниторезистивные (Magneto-Resistive - MR) головки являются чувствительными детекторами и регистрируют малейшие изменения в зонах намагниченности преобразуя их в электрические сигналы, которые могут быть интерпретированы как данные. При прохождении обычной головки над зоной смены знака, на выходах обмотки считывания формируется импульс напряжения, а при считывании данных с помощью магниторезистивной головки - ее сопротивление оказывается различным при прохождении над участками с разным значением остаточной (постоянной) намагниченности. Это явление и послужило основой для создания фирмой IBM нового типа считывающих головок. Через головку протекает небольшой постоянный измерительный ток, и при изменении сопротивления изменяется и падение напряжения на ней.

Поскольку на основе магниторезистивного эффекта можно построить только считывающее устройство, магниторезистивная головка на самом деле - это две головки, объединенные в одну конструкцию. При этом, записывающая часть, представляет собой обычную индуктивную головку, а считывающая - магниторезистивную. Так как функции считывания и записи разделены между двумя отдельными узлами, каждый из них может быть спроектирован так, чтобы наилучшим образом выполнять предусмотренную операцию. Амплитуда выходного сигнала у такой головки оказывается примерно в четыре раза больше, чем у индуктивной головки.

Уже в конце девяностых годов разработчики стали использовать новый тип магниторезистивных головок, обладающих намного большей чувствительностью. Они были названы гигантскими магниторезистивными головками (Gigant MagnetoResistive - GMR). Они меньше стандартных магниторезистивных головок, а название получили на основе используемого эффекта. Специалисты утверждают, что традиционные магнитные диски достигнут плотности записи в 1 Тбайт на квадратный дюйм. Одна из самых многообещающих технологий, которая будет реализована в жестких дисках, основана на использовании сопряженных антиферромагнитных (AFC - antiferromagnetic coupled) покрытий поверхностного слоя диска. Использование ферромагнитной иантиферромагнитной пленок, разделенных особым обменным слоем на основе рутения, позволяет значительно улучшить важнейшие параметры магнитной слоя, что дает возможность размещать элементы записи ближе друг к другу. Эта технология позволит обойти ограничения, налагаемые суперпарамагнетизмом, что позволит быстро добиться плотности записи в 200 Гбайт на квадратный дюйм.

Еще одной перспективной технологией является «перпендикулярная запись». При таком подходе магнитные полюса располагаются перпендикулярно поверхности диска, благодаря чему намагниченность соседних элементов записи меньше искажается от взаимного влияния соседних битов.

Жесткий диск очень чувствительное к тряскам и ударам устройство и поэтому требует к себе очень внимательного отношения. Любой отказ или неисправность в накопителе может обернуться частичной или полной потерей очень важной и порой бесценной информации. Значительная доля неисправностей в накопителях является следствием непредусмотренных спецификациями механических воздействий на них.

Отказы, возникающие при эксплуатации носителей информации на жестких дисках, могут быть вызваны очень многими причинами, в том числе и производственными дефектами. Наиболее опасны удары в рабочем состоянии для накопителей использующих магниторезистивные головки (MR), а большинство современных накопителей на жестких дисках используют при чтении данных именно магнитно-резистивные головки. Элемент чтения такой головки представляет собой очень тонкую пленку специального материала, которая меняет свое сопротивлении в соответствии с расположением магнитных доменов на поверхности вращающегося диска. Полярность этих доменов, определяется записанной на диск информацией.

Принцип работы магнитно-резистивной головки состоит в изменении сопротивления электрическому току в соответствии с изменением магнитного поля. Изменение сопротивления пленки, регистрируется специальным каналом чтения и передается на дальнейшую обработку компаратору, окончательно определяющему, что было записано, ноль или единица. MR головки обладают еще одним опасным свойством - конечное активное сопротивление пленки зависит от ее температуры. При нормальных рабочих оборотах диска, воздушный поток приподнимает головку над диском, и она “плывет” на расстоянии в несколько микрометров над гладкой поверхностью диска, не касаясь его.

Мельчайшие частицы или неровности сопоставимые по размерам с зазором между головкой и диском, проносясь с огромной скоростью, под “плывущей” головкой задевают ее и трение мгновенно разогревает головку. Из-за нагрева изменяется сопротивление пленочного покрытия головки (оно резко повышается). Канал чтения не верно интерпретирует изменение сопротивления головки и правильное чтение данных в этом месте становится невозможным. Постоянное воздействие температуры быстро старит головку, а проносящиеся под головкой частицы действуют как абразивная шкурка царапая поверхность. Способность головки реагировать на изменение магнитного поля ухудшается. Со временем на диске появляются все новые и новые нечитаемые сектора - то есть диск начал "сыпаться", и скоро головка окончательно выйдет из строя.


Лицензия