硬盤的主要部件介紹課件

WesternDigitalDriveBasic西部數(shù)據(jù)認證工程師30-7月-231SpindleMotor

旋轉(zhuǎn)馬達DiskMedia

記錄數(shù)據(jù)碟片VCMMagnet

音圈馬達磁鐵BaseCasting

鑄件之底座AirCirculationFilter

空氣過濾器Latch音圈卡鎖硬盤–主要部件介紹(1)2BaseCover頂蓋HSA(HeadstackAssembly)Disk碟片Spacer間隔圈SpindleMotor旋轉(zhuǎn)馬達Clamp固定銷VCM(VoiceCoilMagnet)硬盤–主要部件介紹(2)3硬盤–HeadstackAssembly(HSA-頭堆)Bracket/Connector托架/連接器FlexCircuit撓性電纜VoiceCoilPivot軸ActuatorSuspension懸臂Slider/Head滑片/磁頭4數(shù)據(jù)記錄原理基礎(chǔ)514YEARS20MBTechnicalSpecs...PhysicalParameters:Cylinders =782Heads =2Sectors/track =27Sectors/drive =42,228RPM=4500DataDensity:Bits/inch(BPI) =22KbTracks/inch(TPI) =1021Caviar1990250GB(250,000MB!)PhysicalParameters:Cylinders =74,686Heads =6Sectors/track =506–945Sectors/drive =488,397,168RPM=7200DataDensity:Bits/inch(BPI) =660KbTracks/inch(TPI) =76,000Caviar2004同樣是3.5”的結(jié)構(gòu),現(xiàn)在的硬盤能存儲超過90年的20M硬盤12,500倍的數(shù)據(jù)硬盤容量的增長歷史6head3head2head1head0底部和頂部都可記錄數(shù)據(jù)Tracks-指一個單環(huán)形Cylinders同半徑同心圓在所有碟片面上的集合Sectors-軌被512字節(jié)的扇區(qū)分割開來這就是數(shù)據(jù)存儲的地方數(shù)據(jù)被集合到了有512字節(jié)的扇區(qū)7506

SectorsperTrack752

SectorsperTrack945

SectorsperTrackZonedBitRecording碟片以7200RPM的恆定速度轉(zhuǎn)動硬盤被分成了不同的同心區(qū)域內(nèi)部的區(qū)域包含了較少的物理空間,也就包含較少的扇區(qū)數(shù)外圈有更多的空間,也包含了更多的扇區(qū)對於3.5”硬盤,著陸區(qū)位於直徑的中間部分LandingZone8ServoWedge–特別的非數(shù)據(jù)區(qū)域用於定位磁頭在軌道上的恰當(dāng)位置DATA(512bytes)onesector/oneLBADataandServoWedgeRecording9CBdatadataservoADrotationUsingServoWedgestoStayTrackCenterTrackCenter

頭堆(HSA)接到一個通過線纜傳來的電流信號以後,其上面的線圈將會產(chǎn)生電磁場,他的末端將會在電磁場的作用下做做環(huán)形移動ctromagnet.

電流的大小由伺服電路的計算得出在不同電流的作用下,很精確的加速度和負加速度可以被編程增強了性能和伺服的準(zhǔn)確性DiskHSA(HeadStackAssembly)COILVCM(VoiceCoilMagnet)DiskHSA(HeadStackAssembly)COILVCM(VoiceCoilMagnet)移動磁頭到正確的軌道11Avg.AccessTime=

SeekTime+Latency+TransferTime+

ControllerOverhead1/31/31/3requestedsectordiskrotationDISK一般認為這指碟片與主機之間在收到寫或者讀請求的所花費的時間平均尋道時間SeekTime:將磁頭移動到希望到達的位置之間距離所用的時間.距離的典型的值為碟片半徑的1/3Latency:在數(shù)據(jù)到達讀寫磁頭下面之前硬盤多等待的時間.TransferTime:數(shù)據(jù)與主機之間傳送所需要的時間ControllerOverhead:將主機端發(fā)來的命令解碼所花費的時間7200RPM硬盤要比轉(zhuǎn)速比其慢的硬盤有更快的平均尋道時間,原因是7200RPM的硬盤有更短的Latency和Seektimes12

讀寫磁頭基礎(chǔ)13滑板/磁頭放置在1角硬幣上的大小(US$.01)14空白的磁頭晶圓156.4kilometerstraveled2.7gmsofmassaddedAu,Cu,PtMn,NiFeCr,Ta,CoNiFe,Cr,AlO,Ti,Ru,NiNb,CoFe,CoPt,NiFe,CoFeN,plusvariousphoto-resists.038mmofheightadded>>20KHeads加工後的磁頭晶圓16In1974,theheadflyingheightwasequivalenttoaBoeing747airlinerflyingat15cmabovetheground

–in2004,the747hastoflyat0.05cm1974年,磁頭飛行高度與波音747班機飛行在地面之上的比效是在15cm,而在2004,是在0.05cmTheloadonthesliderisequivalentto100,000passengers相當(dāng)於載100,000位乘客Thespeedofthediskundertheheadisupto92kmperhourfora7200RPMdrive相對於747班機飛行在地面之上磁頭在7200轉(zhuǎn)硬盤之下的速度是92每小時公里Theheadcansurviverepeatedlateralaccelerationsof1000Gsandverticalaccelerationsof300Gs–humansblackoutat9Gs磁頭能承受1000Gs的側(cè)向加速和300Gs的垂直加速-人只能夠承受9GsThe747isdesignedfor30,000takeoffsandlandings,thehead100,000747被設(shè)計作為30,000次的升降,但磁頭為100,000次Heads–Celebrating52yearsofFlight

磁頭-慶祝飛行52年17典型的硬盤磁頭設(shè)計AirBearingSurfaces空氣軸承表面Read/writesensors讀寫傳感器Slider滑子18磁頭/碟片飛行高度和污染物的比較Today'sharddriveheadstypically“fly”ataround100?abovethemedia今天典型的磁頭“飛行”在碟片上100?Forcomparison:為比較:HeadFlyHeight~100?19磁頭和碟片的尺寸Thegeometryoftheheadmediainterfaceconsistsof:磁頭媒介接口包括:1meterequals10,000,000,000?(100億)/1米=10,000,000,000?(100億)Radiusofthemedia’sdatazone資料區(qū)的半徑~300,000,000?SizeoftheSlider滑子的大小~10,000,000?HeadMediamechanicalspacing磁頭架構(gòu)的間隔~100?Disksurfaceroughness~3?Compareto:Humanhair頭髮~1,000,000?Bacteria細菌~5000?Tobaccosmoke煙草的煙~2500?Virus病毒~100?=HeadFlyHeight!磁頭飛行高度20今天的硬盤都已經(jīng)使用(G)MR磁頭從碟片上讀寫資料典型的硬盤磁頭的設(shè)計MRREADINGelementInductiveWRITINGelementWRITESIGNALSREADSIGNALS21由于碟片在磁頭下面轉(zhuǎn)動,磁頭產(chǎn)生短暫的脈沖磁場,這個磁場經(jīng)過碟片上的鍍磁層的時候,磁單元被磁化從而進行重新的排列.InductiveHead在碟片上寫數(shù)據(jù)的原理22碟片上磁單元的磁場將經(jīng)過磁頭下面,這將引起GMR磁頭電阻的急速變化,這些信號將會被硬盤電子電路獲得,從而讀去到數(shù)據(jù).從碟片上讀數(shù)據(jù)的原理23magneticfieldsNSNSNSNSNSdiskrotationmagneticlayerofthedisk在磁盤被寫之後,上面有數(shù)十億的小的磁極化因子ThelittlemagnetsaredecodedasthedatawrittentodiskFuturetechnologywillincludePerpendicularRecording碟片上的數(shù)據(jù)24MaximizeArealDensity最大化地區(qū)密度CapacityismeasuredbyArealDensity容量由地區(qū)密度測量ArealDensity=TPIxBPI(Gbits/in2)

where: TPI=tracksperinch每英寸磁道數(shù) BPI=bitsperinch位元每英寸Toholdmoredata,needmoreTPIandBPI須要更多資料,需要更多TPI和BPIAscapacityincreases,bitsizesmustdecrease,makingItmoredifficulttowriteandreadthemagneticsignal當(dāng)容量增大,位元體積必須減少,使它更難寫和讀磁性信號ConsumersWantsBiggerCapacityDrives消費者想要更大的容量tracks磁道bits1989TodayHigherArealDensityisAlwaysaChallenge密度的挑戰(zhàn)Lessmagneticsignaltoread比較上磁力信號弱76,000Tracks/inch(TPI)~660,000

databits/inchalsodefinedas(660Kbpi)

~660,000資料位元/英寸並且被定義和(660Kbpi)Diskspinsat

7200RPMInoneinch,theRead/Writeheadcandifferentiate660,000databits磁頭能在一吋的磁片上讀到660,000bits資料Alsoinoneinch,itcanplaceabout76,000tracks在一吋的磁片上有76000磁軌CurrentArealDensity當(dāng)前的地區(qū)密度27臺式機市場趨勢–容量42%32%10%8%16%29%24%18%TrendFocus,August200428硬盤碟片

Basics29Harddiskmediaismadeupofseverallayersofmaterial–allwithveryimportantfunctionsBasematerialusedformediaare:Aluminumfor3.5”harddrivesGlassfor2.5”harddrivesGoalistobestrongandverysmooth/flatMostimportantlayerisMagneticlayerthatactuallyrecordstheuserdataToplayersofferprotectionasheadflyheightis~100?硬碟片是用幾層不同材料造成-每層都有非常重要作用基本材料是:3.5“硬碟為鋁2.5“硬碟為玻璃目的是強化/光滑/扁平最重要層是magnetic層用作記錄用戶資料頂層提供保護因為磁頭飛行高度是~100?DiskMediaBasics磁片的基本構(gòu)造30硬盤磁頭

Basics

31MalaysiaThailandFremont,CAThailandHeadR&DWaferFabSliderHGAHSAHDHDPCBAHDSOperations–制造基地32SliderFabWaferFabHDFGIHSAHGATotalCycleTime:49-52daystocompletedHDCycleTimefromwaferstarttoHSA=46daysHeadManufacturingFlow磁頭制造流程59days63days46days

MfrB

MfrAWDComparativeWaferStarttoHSACycleTimesWafer

Under-CoatingWDFremontWDThailand33BS/BA34%MS/MA25%PhD34%Diploma7%PhD20%MS/MA23%BS/BA33%Diploma24%ExemptStaffExperience: 18YearsNewstaff(non-RR): 13%FremontResources–ProfessionalStaffManagementExperience: 20YearsNewstaff(non-RR): 16%34WDHeadTechnology35研發(fā)任務(wù)利用領(lǐng)先技術(shù)為西部數(shù)據(jù)創(chuàng)造價值Best-of-breedreliabilityDesignformanufacturabilityHigh-yielding,low-costproducts36西部數(shù)據(jù)磁頭技術(shù)狀況側(cè)重于于臺式機市場CurrentgenerationoverallassessmentSignificantprogresssinceAug.2003Best-in-classreliability,lowestfailurerateYieldscompetitivewithbest-in-classvendorContinuedengagementbyR&DduringproductionphaseNormalizedReliabilityFailureRateNormalizedDriveYieldsCY2003FailureRatesYields0.00.20.40.60.81.01.2WDBest-in-ClassVendor0.00.20.40.60.81.01.21.41.6WDAug.2003WDCurrentBest-in-ClassVendor37RoadmapOverviewHDIndustryArealDensityGrowthSlowing200020012002200320042005101001000GB/disk

125-133GBAdvancedGMRAdvancedDepositionHighMomentWritePolePlanarWriteHeadThinOvercoatsDynamicControls167GBCPPReadHeadPerpendicularWriterAdvancedMaterialsDynamicControls10GBGMRheads40GBEnhancedGMR

80GBSpecularGMRDeepUVLithography38技術(shù)發(fā)展里程WriterReaderLongitudinalPerpendicularGMRAdvancedGMRCPP-GMR,TMR

GMRGiantMagnetoResistanceTMRTunnelingMagnetoResistanceCPPCurrentPerpendiculartoPlane80GB120GB160GB>240GB39長期的技術(shù)進步TimeframeLeadingCompetitorWesternDigital2003-2004LongitudinalLongitudinal2004-2011PerpendicularPerpendicular,Discretetrack2008-2014ThermalAssist,ProbePerpendicular,Discretetrack,ThermalAssist40什麼是Firmware（固件）Firmware（固件）介于軟件(Software)與硬件(Hardware)之間，可以翻譯為韌件是控制機器底層基本操作的機器培訓(xùn)指令集。WD公司通過不斷修改及升級步驟發(fā)布最新韌件。BIOS是BasicInputandOutputSystem的縮寫，是一種寫在ROM（只讀存儲器）里面的軟件，用來搭配各種硬件的設(shè)置、啟動、測試等等。所以不同的硬件就必須搭配不同的BIOS，才能進行各自特有的指令與設(shè)置。SCSI/IDEBIOS一般都被儲存在SCSI卡/IDEPCBA上的ROM里面，由于目前大部分都采用FlashROM，因此可以從網(wǎng)站上下載同型號的固件（Firmware），或由WD公司提供固件來更新ROM版本。

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FWisthebridgebetweenphysicalH/Wdesignandthefunctionalspecification.ItwilldependonthefeatureoftheCPUtosimplifytheH/Wdesign.YoumaysaythatF/WisalistoftheproceduresanddecisionwhichwillbefollowedbythespecificH/Wforgettingthedesiredfunctionalresult.Whenpoweron,F/WwillbeloadedtomemoryandexecutedbyCPU.Therewillbeinitialization,I/Ocontrol,memorymanagement,commandexecution....IftheH/WisdesignedforresidentF/W,youmusthavethecodetofunctiontheH/W.WhatisFirmWare:什麼是Firmware（固件）42F/Wdesignreference:

Functionalspecification Operationalflowchart CPUusedandcommandsupported. Controllingdevicesinterface. Chipsetregisters-functionaldefinition AddressmapoftheH/W-I/OandMemorylayout. Memorycapacity.什麼是Firmware（固件）43ThankYou4435、功與失每個人都有一不的理想，這種理想決定著他的努力判斷的方向。就在這個意義上，我從來不把安逸和享樂看做是生活目的的本身----這種基礎(chǔ)，我叫它豬欄的理想。照亮我的道路，并且不斷地給我新的勇氣去愉快地正視生活的理想，是善、美、真。---愛因斯坦（美國）無論何時，不管怎樣，我也絕不允許自己有一點灰心喪氣。---愛迪生（美國）

對我來說，信念意味著不擔(dān)心。---杜威（美國）

希望貫穿一切，臨死也不會拋棄我們。---波普（美國）

希望永遠在人的胸膛洶涌。人要經(jīng)常感覺不是現(xiàn)在幸福，而是就要幸福了。---波普（美國）

毫無理想而又優(yōu)柔寡斷是一種可悲的心理。---培根（英國敗的嶺，可以用這五個字來表達----我沒有時間。---富蘭克林（美國）

馬云語：今天很殘酷，明天更殘酷，后天會很美好，但絕大多數(shù)人都死在明天晚上。馬云語：今天很殘酷，明天更殘酷，后天會很美好，但絕大多數(shù)人都死在明天晚上。

想要有空余時間，就不要浪費時間。---富蘭克林（美國）

忽視當(dāng)前一剎那的人，等于虛擲了他所有的一切。---富蘭克林（美國）

時間不可空過，惟用之于有益的工作；一切無益的行動，應(yīng)該完全制止。---富蘭克林（美國）

如果說時間是最寶貴的東西，那么浪費時間就是最大的揮霍

你熱愛生命嗎？那么別浪費時間，也別和不值得交往的人來往.陳帥佛語

懶鬼起來吧！別再浪費時間，將來在墳?zāi)箖?nèi)有足夠的時間讓你睡的。---富蘭克林（美國）

人生太短暫了，事情是這樣的多，能不兼程而進嗎？---愛迪生（美國）真正的敏捷是一件很有價值的事。因為時間是衡量事業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，一如金錢是衡量貨物的標(biāo)準(zhǔn)；所在在做事我有兩個忠實的助手，企業(yè)在市場競爭中輸贏的關(guān)鍵在于其核心競爭力的強弱，而實現(xiàn)核心競爭力更新的惟一途徑就是創(chuàng)新。

一項權(quán)威的調(diào)查顯示：與缺乏創(chuàng)新的企業(yè)相比，成功創(chuàng)新的企業(yè)能獲得20％甚至更高的成長率；如果企業(yè)80％的收入來自新產(chǎn)品開發(fā)并堅持下去，五年內(nèi)市值就能增加一倍；全球83％的高級經(jīng)理人深信，自己企業(yè)今后的發(fā)展將更依賴創(chuàng)新。

23、不創(chuàng)新，就滅亡

——福特公司創(chuàng)始人亨利?福特

24、可持續(xù)競爭的惟一優(yōu)勢來自于超過競爭對手的創(chuàng)新能力

——著名管理顧問詹姆斯?莫爾斯

25、創(chuàng)新是做大公司的惟一之路

——管理大師杰弗里

26、顧客是重要的創(chuàng)新來源

——管理學(xué)家湯姆?彼得斯

27、創(chuàng)新是惟一的出路，淘汰自己，否則競爭將淘汰我們

——英特爾公司總裁安迪?格羅夫

28、創(chuàng)造性模仿不是人云亦云，而是超越和再創(chuàng)造

——哈佛大學(xué)教授西奧多?萊維特

29、創(chuàng)新就是創(chuàng)造一種資源

——管理大師彼得?杜拉克

第五章管理就是溝通、溝通再溝通P69

松下幸之助關(guān)于管理有句名言：“企業(yè)管理過去是溝通，現(xiàn)在是溝通，未來還是溝通?！惫芾黼x不開溝通，溝通已滲透于管理的各個方面。正如人體內(nèi)的血液循環(huán)一樣，如果沒有溝通的話，企業(yè)就會趨于死亡。

30、管理就是溝通、溝通再溝通

——通用電器公司總裁杰克?韋爾奇

31、溝通是管理的濃縮

——沃爾瑪公司總裁薩姆?沃爾頓

32、管理者的最基本能力：有效溝通

——英國管理學(xué)家L?威爾德

33、不善于傾聽不同的聲音，是管理者最大的疏忽

——美國女企業(yè)家瑪麗?凱

34、企業(yè)管理過去是溝通，現(xiàn)在是溝通，未來還是溝通

——日本經(jīng)營之神松下幸之助

第六章管理就是決策P81

美國著名管理學(xué)家赫伯特?西蒙指出：“決策是管理的心臟，管理是由一系列決策組成的，管理就是決策?！?/p>

35、管理就是決策

——美國著名管理學(xué)家赫伯特?西蒙

36、世界上每100家破產(chǎn)倒閉的大企業(yè)中，85%是因為企業(yè)管理者的決策不慎造成的

——世界著名的咨詢公司——美國蘭德公司

37、正確的決策來自眾人的智慧

——美國社會學(xué)家T?戴伊

38、一個成功的決策，等于90%的信息加上10%的直覺

——美國企業(yè)家S?M?沃爾森

39、猶豫