Контроллер

Позиционер

Позиционер (actuator) — «средство доставки» головок к нужному цилиндру диска. Понятно, что от скорости и точности его работы зависит как время доступа к данным, так и допустимое расстояние между дорожками, т. е. в итоге плотность записи. В первых НЖМД приводом позиционера служил шаговый двигатель. Но рост требований к скорости и точности позиционирования привел к тому, что повсеместно стал применяться привод на основе соленоида, или «звуковой катушки» (аналогичный по принципу действия тому, который используется в акустических динамиках для раскачки диффузора), дополненного сервосистемой с обратной связью для точного и быстрого вывода головок в нужную позицию.

Контроллер управляет всеми электронными и электромеханическими компонентами накопителя и содержит все необходимые для чтения и записи данных аналоговые и цифровые схемы. Он строится, как правило, на базе специализированного процессора, оснащенного буферной памятью для промежуточного хранения данных записи-чтения и программируемым ПЗУ со встроенным программным обеспечением. Контроллер вместе с позиционером обеспечивает безопасность диска в случае пропадания питания или остановки двигателя, выводя головки из зоны возможного соприкосновения (интересно, что при пропадании питания это делается за счет энергии, рекуперируемой от продолжающего вращаться по инерции двигателя). Это достигается благодаря постоянному контролю напряжений питания и скорости вращения шпинделя. Кроме того, контроллер обеспечивает перевод диска в режим экономии энергии при отсутствии обращений к нему в течение некоторого времени (это особенно важно для накопителей, устанавливаемых в ноутбуки, так как может заметно увеличить время их автономной работы). Современные адаптивные алгоритмы экономии энергии основываются на собираемой контроллером статистике использования диска, т. е. как бы подстраиваются под стиль работы конкретного пользователя. Одна из важнейших функций контроллера — реализация протоколов всех уровней выбранного для данной модели накопителя интерфейса связи с компьютером. Это может быть один из уходящих в историю, но пока еще применяемых параллельных интерфейсов — ATA, SCSI, PCMCIA, CompactFlash или последовательный — Serial ATA (SATA), Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel, IEEE 1394 (FireWire), USB. Большинство современных жестких дисков широкого применения для настольных и портативных ПК имеют интерфейс Serial ATA, а дисков для серверов и мощных рабочих станций — Ultra320 SCSI или SAS.

Производительность