Особливості конструкції сучасних нжмд, види дефектів магнітного диска нжмд

 

Сучасний накопичувач на твердих магнітних дисках (НЖМД) являє собою складний електронно-механічний пристрій. Елементи накопичувача розміщені на електронній платі і гермоблоці (див. Малюнок 36). Основним елементом, розміщеним на електронній платі є мікроконтролер (спеціалізована мікроеом), що управляє роботою всіх пристроїв накопичувача й організує зв'язок з ЦП. Всі дані що підлягають зберіганню розміщаються на магнітному диску, що має наступну логічну організацію (див. малюнок 37):

 

 

 

 

Малюнок 37 - Структурна схема НЖМД

 

 

Малюнок 38 - Схема розміщення даних на диску

 

Службова інформація

Службова інформація необхідна для функціонування самого НЖМД і схована від користувача. Службову інформацію можна розділити на чотири основних типу:

• сервоінформацію, або серворозмітку;

• формат нижнього рівня;

• резидентні мікропрограми (робочі програми);

• таблиці конфігурації й настроювання;

• таблиці дефектів.

Серворозмітка необхідна для роботи сервосистеми привода магнітних головок НЖМД. Саме по серворозметці здійснюється позиціонування і утримання магнітних головок на доріжці. Сервісна розмітка записується на диск у процесі виробництва через спеціальні технологічні вікна в корпусі зібраного гермоблока. Запис здійснюється власними головками накопичувача при допомозі спеціального високоточного приладу - серворайтера. Переміщення позиціонера головок здійснюється спеціальним штовхачем серворайтера по каліброваним крокам, які набагато менше міжтрекових інтервалів.

Робочі програми (мікрокод) керуючого мікроконтролера являють собою набір програм, необхідних для роботи НЖМД. До них відносяться програми первісної діагностики, керування обертанням двигуна, позиціонуванням головок, обміну інформацією з дисковим контролером, буферним ОЗП й т.д.

Виробники жорстких дисків розміщають частину мікропрограм на магнітному носії не тільки для економії обсягу ПЗП, але й для можливої оперативної корекції коду, якщо в процесі виробництва або експлуатації виявляються помилки. Переписати мікропрограму на диску значно простіше, ніж перепаювати «прошиті» мікроконтролери.

Таблиці конфігурації й настроювання накопичувачів містять інформацію про логічну й фізичну організацію дискового простору. Вони необхідні для самонастроювання електронної частини диска, що однакова для всіх моделей сімейства.

Таблиці дефектів. (дефект-аркуш) містить інформацію про виявлених дефектних секторах.

Сучасні вінчестери мають як правило два основних дефекти-аркуша:

• Перший P-list(«Primary»-первинний) заповнюється на заводі при виготовленні накопичувача;

• Другий G-list («Grown» - зростаючий), і поповнюється в процесі експлуатації накопичувача, з появою нових дефектів.

Крім того, деякі НЖМД мають ще

• аркуш серво-дефектів (сервомітки, нанесені на диски вінчестерів, теж іноді мають помилки),

• список тимчасових (pending) дефектів. У нього контролер заносить «підозрілі» з його погляду сектори, наприклад ті, що прочиталися не з першого разу, або з помилками.

Технологія виготовлення магнітних дисків дуже складна, контроль стану поверхні диска здійснюється на всіх етапах виготовлення, але навіть це не дозволяє одержати поверхню магнітного диска без дефектів. В ході експлуатації диска кількість дефектів зростає. Тому виробники накопичувачів передбачили спеціальні методи приховання дефектів, які дозволяють сховати дефекти як при виробництві так і при експлуатації.

Методи приховання дефектних секторів (при виробництві дисків).

В даний час при виготовленні дисків використовується декілька основних методів приховання дефектів.

Перший полягає в перепризначенні адреси зіпсованих секторів у на адреса резервного сектора (Малюнок 38).

Метод викликає втрату продуктивності НЖМД, тому що він, кожний раз виявляючи сектор, позначений як негідний, буде змушений переміщати головки в резервну область, що може перебувати далеко від місця дефекту. Такий метод приховання дефектів одержав назву «метод заміщення» або ремап (від англійського «re-map»: перебудова карти секторів). У цей час при виробництві не застосовується.

 

 

Малюнок 39 - Методи перепризначення сектора

 

 

Другий (основний) спосіб використовує наступний алгоритм: після виявлення всіх дефектів, адреси всіх справних секторів переписуються заново, так, щоб їхні номера йшли по порядку. Погані сектори просто ігноруються й у подальшій роботі не беруть участь. Резервна область також залишається безперервною і її частина приєднується до кінця робочої області - для вирівнювання обсягу. Цей, другий основний тип приховання дефектів одержав назва «метод пропуску сектора». Новий диск не має Bad-Секторів, а резервна область безперервна!

 

 

Малюнок 40 - Метод пропущеного сектора