قطعات هارد دیسک

هارد دیسک HDD از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هرکدام نقش حیاتی در عملکرد آن دارند. یکی از اصلی‌ترین بخش‌ها پلاتر است که داده‌ها به صورت مغناطیسی بر روی آن ذخیره می‌شود. هدهای خواندن/نوشتن روی بازوهای مکانیکی نصب شده و به طور دقیق داده‌ها را از سطح پلاترها می‌خوانند یا بر روی آن‌ها می‌نویسند. سیلندر به مجموعه‌ای از ردیف‌های مغناطیسی روی پلاترها اطلاق می‌شود که هدها می‌توانند به آن‌ها دسترسی داشته باشند. برای حرکت هدها به مکان‌های مختلف روی پلاترها، از موتور اکچوئیتر استفاده می‌شود که بازوی مکانیکی را به دقت هدایت می‌کند. موتور اسپینل مسئول چرخش پلاترها با سرعت بالا است تا داده‌ها سریعاً قابل دسترسی باشند. در نهایت، برد کنترل تمام عملکردهای هارد دیسک را مدیریت کرده و ارتباطات بین هارد دیسک و سیستم کامپیوتری را فراهم می‌آورد. در دوره آموزش تعمیر هارد عیب یابی و تعویض تمامی این اجزا را یاد میگیرید.

اجزای تشکیل دهنده هارد دیسک

در دنیای فناوری و ذخیره‌سازی داده‌ها، انتخاب هارد دیسک مناسب می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر عملکرد سیستم شما داشته باشد. دو نوع از پرکاربردترین فناوری‌های ذخیره‌سازی که امروزه در بازار موجود هستند، هارد دیسک HDD (Hard Disk Drive) و هارد دیسک SSD (Solid State Drive) می‌باشند. هرکدام از این دستگاه‌ها ویژگی‌های منحصر به فرد خود را دارند که بر اساس نیازهای خاص کاربران در انتخاب آن‌ها تأثیرگذار است.

قطعات تشکیل دهنده هارد دیسک HDD

هارد دیسک HDD از پلاترهای چرخان و هدهای خواندن/نوشتن برای ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌کند و به عنوان یک راه‌حل مقرون به صرفه برای ذخیره‌سازی حجم زیادی از اطلاعات شناخته می‌شود. این تکنولوژی به رغم قدیمی بودن، همچنان به دلیل قیمت مناسب‌تر و ظرفیت‌های بالا در بسیاری از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما هارد دیسک SSD که به حافظه‌های NAND Flash مجهز است، بدون قطعات متحرک کار می‌کند و سرعت بسیار بالاتر و عملکرد بهتری در پردازش داده‌ها ارائه می‌دهد. همچنین، این نوع هارد دیسک‌ها مقاومت بیشتری در برابر ضربه و لرزش دارند و انرژی کمتری مصرف می‌کنند.

پلاتر هارد دیسک (Platter)

پلاترها اصلی‌ترین بخش‌های ذخیره‌سازی اطلاعات در هارد دیسک هستند. این دیسک‌های گرد از مواد فلزی یا شیشه‌ای ساخته شده و دارای پوشش مغناطیسی برای ذخیره داده‌ها می‌باشند. پلاترها با سرعت بسیار بالا می‌چرخند تا اطلاعات را به طور مؤثر و سریع ذخیره و بازیابی کنند. بسته به ظرفیت هارد دیسک، ممکن است شامل چندین پلاتر باشند. هر پلاتر دارای سطح مغناطیسی است که داده‌ها به صورت باینری (صفر و یک) بر روی آن ذخیره می‌شوند. این بخش‌ها اساس عملکرد هارد دیسک و سرعت پردازش داده‌ها را تعیین می‌کنند.

هد خواندن و نوشتن (Read/Write Head)

هدهای خواندن و نوشتن وظیفه خواندن و نوشتن داده‌ها بر روی پلاترهای هارد دیسک را به عهده دارند. این هدها به سرعت و با دقت بالا به مکان‌های مختلف روی پلاترها منتقل می‌شوند تا داده‌ها را بازیابی یا ذخیره کنند. هدهای نوشتن با تغییرات مغناطیسی، داده‌ها را بر روی پلاتر می‌نویسند و هدهای خواندن، تغییرات مغناطیسی را برای بازیابی داده‌ها تشخیص می‌دهند. این هدها باید به دقت و بدون تماس مستقیم با سطح پلاتر حرکت کنند تا آسیب به اطلاعات یا پلاترها وارد نشود.

موتور اسپینل (Spindle Motor)

موتور اسپینل یکی از اجزای اساسی هارد دیسک است که وظیفه چرخاندن پلاترها را بر عهده دارد. این موتور باعث می‌شود که پلاترها با سرعت‌های بالا چرخش کنند و این امر به سرعت بالای دسترسی به داده‌ها کمک می‌کند. معمولاً سرعت چرخش پلاترها با واحد دور در دقیقه (RPM) اندازه‌گیری می‌شود که بر عملکرد هارد دیسک تأثیر زیادی دارد. هارد دیسک‌های معمولی با سرعت‌های ۵۴۰۰، ۷۲۰۰ یا ۱۰۰۰۰ RPM می‌چرخند، و سرعت بالاتر چرخش پلاترها موجب کاهش زمان دسترسی به داده‌ها و بهبود عملکرد کلی سیستم می‌شود.

بازوی مکانیکی (Actuator Arm)

بازوی مکانیکی یکی از اجزای مهم هارد دیسک است که هدهای خواندن و نوشتن را به نقاط مختلف روی پلاترها منتقل می‌کند. این بازو به کمک یک موتور اکچوئیتر حرکت می‌کند و وظیفه دارد هدها را به طور دقیق به موقعیت‌های مشخصی روی سطح پلاترها برساند. بازوی مکانیکی با دقت بالا هدها را حرکت می‌دهد تا از دسترسی به داده‌ها در موقعیت‌های درست مطمئن شود. این فرآیند به سرعت و دقت بالایی نیاز دارد تا از خرابی داده‌ها یا از دست دادن اطلاعات جلوگیری شود.

موتور اکچوئیتر (Actuator Motor)

موتور اکچوئیتر یک موتور الکتریکی است که وظیفه حرکت دادن بازوی مکانیکی به سمت مکان‌های مختلف روی پلاتر را بر عهده دارد. این موتور با دقت بسیار بالا هدهای خواندن و نوشتن را به موقعیت‌های خاص روی پلاترها منتقل می‌کند. موتور اکچوئیتر باید قادر باشد با سرعت و دقت بالایی هدها را جابجا کند تا عملکرد هارد دیسک بدون تأخیر و با دقت بالا انجام شود. این موتور یکی از اجزای کلیدی است که برای دسترسی سریع و صحیح به داده‌ها در هارد دیسک ضروری است.

برد کنترل هارد دیسک (Controller Circuit Board)

برد کنترل هارد دیسک مجموعه‌ای از اجزای الکترونیکی است که وظیفه پردازش و مدیریت اطلاعات بین سیستم کامپیوتری و هارد دیسک را به عهده دارد. این برد شامل پردازنده‌ها، حافظه کش و رابط‌های ارتباطی است که سیگنال‌های دیجیتال را به سیگنال‌های مغناطیسی تبدیل می‌کند و بالعکس. برد کنترل به طور مؤثر ارتباطات بین هارد دیسک و سیستم را برقرار می‌کند و عملیات خواندن، نوشتن و ذخیره‌سازی داده‌ها را مدیریت می‌نماید. هرگونه خرابی یا نقص در برد کنترل می‌تواند باعث کاهش عملکرد هارد دیسک یا از دست رفتن اطلاعات شود. برای ریکاوری اطلاعات هارد و آموزش تعمیرات هارد این بخش بسیار حائز اهیمت است.

حافظه کش هارد دیسک (Cache Memory)

حافظه کش هارد دیسک یک حافظه با سرعت بسیار بالا است که برای ذخیره داده‌های موقت و پرفرازشده به کار می‌رود. این حافظه به طور موقت داده‌هایی را که به تازگی مورد استفاده قرار گرفته‌اند ذخیره می‌کند و به این ترتیب سرعت دسترسی به این داده‌ها را افزایش می‌دهد. حافظه کش معمولاً از نوع حافظه فلش است و سرعت آن نسبت به پلاترها و هدهای خواندن/نوشتن بسیار بالاتر است. با استفاده از کش، هارد دیسک می‌تواند زمان دسترسی به داده‌ها را کاهش دهد و عملکرد سیستم را بهبود بخشد.

قاب و کیس هارد دیسک

محفظه هارد دیسک وظیفه حفاظت از قطعات داخلی دستگاه در برابر آسیب‌های فیزیکی، گرد و غبار و گرمای اضافی را بر عهده دارد. این محفظه معمولاً از جنس فلز یا پلاستیک مقاوم ساخته می‌شود و برای جلوگیری از آسیب‌های محیطی طراحی می‌شود. در برخی مدل‌ها، محفظه‌ها برای کاهش حرارت به سیستم‌های خنک‌کننده مجهز هستند تا از داغ شدن بیش از حد هارد دیسک جلوگیری کنند. همچنین، این محفظه‌ها به کاهش نویز و لرزش‌های غیرضروری کمک می‌کنند و باعث حفظ پایداری عملکرد هارد دیسک در شرایط مختلف می‌شوند.

قطعات برد هارد SSD

کنترلر هارد SSD (SSD Controller)

کنترلر هارد SSD یکی از مهم‌ترین اجزای یک درایو حالت جامد است که وظیفه مدیریت تمامی عملیات مربوط به داده‌ها را بر عهده دارد. این تراشه الکترونیکی عملکرد کل دستگاه SSD را بهینه‌سازی می‌کند و فرآیندهای خواندن، نوشتن، تخصیص داده‌ها به سلول‌های حافظه NAND و انجام کارهایی مانند Wear Leveling (توزیع یکنواخت داده‌ها در سطح حافظه) و Garbage Collection (حذف داده‌های زائد و غیرقابل استفاده) را کنترل می‌کند. کنترلر به‌عنوان مغز دستگاه، از سرعت بالا و عمر طولانی SSD حمایت می‌کند و تأثیر زیادی در عملکرد کلی آن دارد.

حافظه NAND Flash هارد SSD (NAND Flash Memory)

حافظه NAND Flash اصلی‌ترین جزء ذخیره‌سازی داده‌ها در هارد SSD است. این نوع حافظه غیر فرار بوده و داده‌ها را به صورت الکترونیکی ذخیره می‌کند، به این معنی که حتی پس از قطع برق، اطلاعات حفظ می‌شود. حافظه NAND معمولاً از انواع مختلف مانند SLC (Single-Level Cell)، MLC (Multi-Level Cell)، TLC (Triple-Level Cell) و QLC (Quad-Level Cell) ساخته می‌شود که هرکدام بسته به نیازهای عملکرد و ظرفیت، مزایا و معایب خاص خود را دارند. این حافظه‌ها به دلیل سرعت بالای خواندن و نوشتن داده‌ها، یکی از دلایل اصلی عملکرد سریع SSD در مقایسه با هارد دیسک‌های سنتی هستند. این بخش در آموزش بازیابی اطلاعات هارد دیسک بسیار مهم است.

حافظه کش در هارد SSD (Cache Memory)

حافظه کش در SSD یک بخش سریع و با ظرفیت کم است که به‌طور موقت داده‌های پر استفاده را ذخیره می‌کند تا سرعت دسترسی به این داده‌ها افزایش یابد. این حافظه معمولاً از نوع DRAM است و به بهبود سرعت پردازش داده‌ها در شرایط بار سنگین و دسترسی‌های مکرر به داده‌ها کمک می‌کند. در برخی مدل‌های SSD که از DRAM-less استفاده می‌کنند، کش برای افزایش سرعت در عملیات معمولی همچنان کاربرد دارد. حافظه کش به طور مستقیم بر روی عملکرد کلی دستگاه تأثیر می‌گذارد و سرعت دسترسی به داده‌های مهم را در شرایط مختلف بهبود می‌بخشد.

مدار تغذیه هارد SSD (Power Circuitry)

مدار تغذیه در هارد SSD به انتقال انرژی از منبع به تمام قطعات الکترونیکی دستگاه کمک می‌کند و اطمینان می‌دهد که تمامی اجزای SSD به‌طور صحیح و بدون اختلال عملکرد کنند. این مدارها برای تأمین جریان پایدار و ثابت به کنترلر، حافظه NAND و سایر بخش‌های الکترونیکی ضروری هستند. طراحی صحیح مدار تغذیه باعث می‌شود که SSD در برابر نوسانات ولتاژ و بارهای سنگین مقاوم باشد و همچنین عملکرد آن پایدار بماند. در دوره آموزش تعمیرات هارد بیشتری مبحث شامل این بخش میشود.

مدار حفاظت در برابر از دست رفتن داده‌ها در هارد SSD (Power Loss Protection)

مدار حفاظت از داده‌ها در صورت قطع ناگهانی برق از از دست رفتن اطلاعات مهم جلوگیری می‌کند. این ویژگی در برخی از مدل‌های پیشرفته SSD‌ها وجود دارد و به‌طور موقت انرژی لازم برای ذخیره داده‌های مهم در حافظه NAND را فراهم می‌کند. این مدار به‌ویژه در کاربردهای حساس و در سیستم‌هایی که نیاز به ذخیره‌سازی امن داده‌ها دارند، حیاتی است. حفاظت در برابر از دست رفتن داده‌ها یکی از ویژگی‌های برجسته‌ای است که از فساد اطلاعات جلوگیری کرده و از آسیب به داده‌ها در شرایط بحرانی محافظت می‌کند.

واحد مدیریت حرارت هارد SSD (Thermal Management Unit)

واحد مدیریت حرارت در هارد SSD وظیفه کنترل دمای دستگاه و جلوگیری از داغ شدن بیش از حد آن را بر عهده دارد. SSD‌ها به دلیل سرعت بالای پردازش داده‌ها ممکن است گرمای زیادی تولید کنند. این سیستم‌های خنک‌کننده، شامل هیت‌سینک‌ها یا محافظ‌های حرارتی، از گرم شدن بیش از حد جلوگیری می‌کنند و به حفظ عملکرد بهینه دستگاه کمک می‌کنند. این ویژگی به‌ویژه در محیط‌های کاری با بار پردازشی سنگین یا در دستگاه‌هایی که نیاز به سرعت بالا دارند، بسیار مهم است.

رابط‌های اتصال در هارد SSD (SSD Interface Ports)

رابط‌های اتصال شامل پورت‌های SATA، PCIe و NVMe هستند که ارتباط SSD با سیستم‌های کامپیوتری یا سایر دستگاه‌ها را برقرار می‌کنند. این رابط‌ها تأثیر زیادی بر سرعت انتقال داده‌ها دارند. SSD‌های مجهز به PCIe و NVMe سرعت بالاتری نسبت به SSD‌های SATA دارند و به همین دلیل در عملکردهای با نیاز به سرعت بالا مانند پردازش داده‌های حجیم یا بارگذاری سیستم‌عامل استفاده می‌شوند. انتخاب رابط مناسب می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی بر کارایی کلی سیستم تأثیر بگذارد.

آی سی نند روی میبرد SSD

آی سی نند در کنترلر SSD قرار دارد و وظیفه ترجمه درخواست‌های خواندن و نوشتن داده‌ها را به آدرس‌های واقعی در حافظه NAND انجام می‌دهد. FTL از الگوریتم‌هایی برای Wear Leveling و Garbage Collection استفاده می‌کند تا توزیع داده‌ها بر روی حافظه NAND یکنواخت باشد و از کاهش طول عمر حافظه جلوگیری کند. این لایه به‌طور مؤثر از کارایی و ماندگاری بالا در ذخیره‌سازی داده‌ها در SSD حمایت می‌کند.

مین برد هارد SSD (PCB)

مادبرد هارد اس اس دی (PCB) بخش اصلی فیزیکی است که تمام قطعات الکترونیکی SSD روی آن نصب می‌شوند. این برد مسئول انتقال سیگنال‌ها و انرژی به قطعات مختلف است و تأثیر مستقیمی بر عملکرد و پایداری کلی SSD دارد. طراحی و کیفیت PCB در کارایی SSD بسیار مهم است، زیرا هرگونه مشکل در PCB می‌تواند منجر به خرابی یا عملکرد پایین دستگاه شود. در دوره آموزش تعمیرات هارد مسیریابی و ولتاژ گیری این بخش تخصصی تدریس میشود.

فیلترهای الکترومغناطیسی (EMI Filters) در هارد SSD

فیلترهای الکترومغناطیسی (EMI Filters) در SSD برای کاهش تداخل‌های الکترومغناطیسی طراحی شده‌اند. این فیلترها از ایجاد نویز الکترومغناطیسی و اختلال در سیگنال‌های دیگر دستگاه‌ها جلوگیری می‌کنند. فیلترهای EMI به‌ویژه در محیط‌هایی که نیاز به عملکرد دقیق و بدون اختلال سیستم‌های الکترونیکی است، اهمیت دارند. این ویژگی باعث حفظ کیفیت عملکرد و جلوگیری از تداخل‌های ناخواسته می‌شود.

تمام این قطعات به‌طور هماهنگ با یکدیگر در هارد SSD کار می‌کنند تا عملکرد سریع، کارآمد و مطمئن ذخیره‌سازی داده‌ها را فراهم کنند. طراحی دقیق و بهینه این اجزا موجب می‌شود که SSD‌ها در ارائه سرعت بالا و ماندگاری طولانی به عنوان گزینه‌ای عالی برای ذخیره‌سازی داده‌ها شناخته شوند.