Автоклуб БУСОВОД Магазин тюнинга

Назад   Автоклуб БУСОВОД > Загальні форуми > Дозвілля > IT технологіі

Взгляд изнутри: CD и HDD - страница №1 - IT технологіі

Відповідь
 
Параметри теми Параметри перегляду
Старий 06.10.2011, 22:30 #1
Аватар для Vasek
Vasek Vasek зараз поза форумом
-----------------------
 
 

Звідки Ви: Berdyansk UA

Авто: Hyundai H200 2001г.

Вік: 55
Дописи: 1.569
Вы сказали Спасибо: 1.974
Поблагодарили 3.796 раз(а) в 1.447 сообщениях
Репутація: 0
Vasek Vasek зараз поза форумом
-----------------------
Аватар для Vasek

Звідки Ви: Berdyansk UA
Авто: Hyundai H200 2001г.
 
Вік: 55
Дописи: 1.569
Вы сказали Спасибо: 1.974
Поблагодарили 3.796 раз(а) в 1.447 сообщениях
Репутація: 0
Типово Взгляд изнутри: CD и HDD

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 1

CD

Начнём с CD диска. Наш подопытный — простой CD-R от Verbatim. Обычный диск с записанной (а точнее, напечатанной) информацией состоит из 3 основных слоёв. Слой А – поликарбонатный диск, который отвечает сразу за несколько функций. Первое – основа диска, которая выдерживает огромные скорости вращения внутри дисковода.

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 2
Так в общих чертах можно представить строение CD диска

Поликарбонатный диск, как оказалось, дополнительно покрывают специальным лаком, который защищает от легких механических повреждений внешнюю поверхность диска.

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 3
Слой лака выделен красным цветом, под ним «начинается» поликарбонат

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 4
Под пучком электронного микроскопа, слой защитного лака чувствует себя не очень хорошо

Второе – именно на поликарбонате, в прямом смысле этого слова, печатается информация с матрицы — будь то фильм, музыка или программы. Как сообщает нам Вики, поликарбонатная основа имеет толщину 1,2 мм и весит всего-навсего 15-20 грамм [1].

Естественно, что поликарбонат и лак прозрачны для лазерного излучения, поэтому «напечатанную» информацию для лазера необходимо сделать «видимой», для чего поверхность покрывают тонким слоем алюминия (слой B). Стоит отметить, что CD с «напечатанной» информацией, CD-R и CD-RW имеют незначительные отличия. В двух последних случаях, добавляется промежуточный слой между поликарбонатом и алюминием, который может изменять свои свойства под действием лазерного излучения определённой длины волны, а на поликарбонате печатаются пустые дорожки. Это могут быть либо красители в случае CD-R (что-то на подобии фоторезиста), либо металлические сплавы в случае CD-RW. Именно поэтому перезаписываемые диски не рекомендуется подвергать действию прямых солнечных лучей и перегреву, который также может спровоцировать изменение оптических свойств.

Давайте сравним диск и алюминиевый слой, оторванный от него. Видно, что на поликарбонате есть «канавки» (питы), а на слое алюминия наоборот возвышения, которые полностью соответствуют канавкам:

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 5
Привычные углубления на поверхности поликарбоната

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 6
На защитном алюминиевом слое видны питы-«наоборот»: не канавки, а выступы

Далее полученный «пирог» покрывают специальным защитным слоем С, чья основная обязанность – защитить «нежный» алюминиевый отражающий слой. Далее на этот слой можно что-то наклеивать, писать маркером, наносить специальные дополнительные слои для печати и т.д. и т.п.

В данном видео представлены все технологические этапы производства CD дисков:
http://www.youtube.com/watch?feature...&v=6SyM-Gqqzw0


Запись на CD диске подобная записи на виниловой пластинке, т.е. дорожка с информацией идёт по спирали. Он берёт своё начало в центре диска и заканчивается у внешнего края. А вот прямо посреди диска «стыкуются» пустые участки и дорожки с записанной информацией:


Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 7
Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 8
Вот была запись, а вот её и нет. Сравнение пустых дорожек и дорожек с записанной информацией

Принципиальных отличий на микроуровне CD от DVD и, наверное, Blu-Ray нет. Разве что питы будут меньших размеров. В нашем случае размеры 1 минимального углубления составляют 330 нм в ширину и 680 нм в длину, при этом расстояние между дорожками ~930 нм.

N.B. Если у вас есть исцарапанный CD диск, который не читается ни в одном приводе, попробуйте его заполировать. Для этого подойдёт практически любая прозрачная полироль. Она заполнит углубления, которые мешают чтению информации, и Вы хотя бы сможете скопировать информацию с диска.

Как же всё-таки иногда причудливо изгибается слой алюминия (практически произведение искусства – чёрное и белое):

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 9
Чёрные и белые полосы нашей жизни. CD

И напоследок ещё пара изображений CD, полученных с помощью оптического микроскопа:

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 10
Оптическая микроскопия: слева — алюминиевый отражающий слой, справа — слой Al (более светлая область) на поликарбонатном диске (более тёмная область)

HDD

Приступим теперь к жёсткому диску. Для меня всегда, ещё со времён дискет и VHS оставалось загадкой, как же всё-таки устроена магнитная память?! Перед написанием статьи, я попытался найти хоть какие-то видео и медиа материалы, которые демонстрировали бы, как в предыдущем ролике, основные этапы производства жёстких дисков, и был неприятно обрадован Вики: «Обе плоскости пластин, подобно магнитофонной ленте, покрыты тончайшей пылью ферромагнетика — окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения составляют коммерческую тайну» [2]. Пришлось смириться и не искать правды от производителей HDD (разве что, Seagate слегка приоткрыл свои секреты), тем более что с приходом эры SSD конкуренция на рынке ещё больше усилилась.

Сами пластины изготавливаются из немагнитных металлических сплавов. Основу этих сплавов составляют алюминий и магний, как самые лёгкие конструкционные материалы. Далее на них наносится тонкий, опять таки согласно Вики, 10-20 нм слой магнитного – тут, пожалуй, слово нанокристаллический будет уместно – материала, который затем покрывается небольшим слоем углерода для защиты. Так как диск NoName, и выполнен он по древней технологии параллельной записи информации, то я позволю себе привести здесь состав материала по данным EDX (рентгеноспектральный микроанализ): Co – 1,1 атомных %, Y – 1,53 ат. %, Cr – 2,38 ат. %, Ni – 45,81 ат. %. Содержание углерода 36,54 %. Откуда-то взялись Si и P, содержание которых составляет 0,46 ат. % и 12,25 ат. %, соответственно. Происхождение кремния – по всей видимости, в следовых количествах остался на поверхности после работы микротома и моей полировки, а фосфор – просто заляпал образец.
Честно, я пытался найти слой магнитного материала толщиной «10-20 нм», но безуспешно. Если исходить из того, что увидел я, то поверхностный слой имеет толщину примерно 12 микрометров:

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 11
Тот сам «тоненький» слой, который хранит информацию в наших жёстких дисках

1. диск довольно старый (т.е. дата его изготовления относится к началу прошлого десятилетия);
2. особенности EDX таковы, что глубина выхода сигнала лежит в пределах от 1 до 10 мкм;
таким образом, мне кажется, что эти 12 микрометров и есть магнитный слой, который сверху покрыт тончайшим слоем углерода (50-100 нм), который на срезе может быть и не виден.

Сама поверхность диска очень и очень гладкая, перепад высот лежит в пределах 10 нм, что сравнимо с шероховатостью поверхности монокристаллического кремния. А вот и изображения в режиме фазового контраста, которые соответствуют распределению магнитных доменов на поверхности, т.е. мы видим фактически отдельные биты информации:

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 12
АСМ-изображения поверхности жёсткого диска. Справа представлены изображения в фазовом контрасте


Немножко о фазовом контрасте: сначала игла АСМ-микроскопа «ощупывает» рельеф, затем зная рельеф и повторяя его форму игла делает второй проход на расстоянии 100 нм от образца, чтобы «заглушить» действие Ван-дер-Ваальсовых сил и «выделить» действие магнитных сил.

Кстати, заметили, что единичные магнитные домены вытянуты вдоль плоскости диска и параллельны ему?! Позволю себе пару слов о методах записи. На данный момент диски с перпендикулярным методом записи информации (т.е. такие у которых магнитные домены ориентированы перпендикулярно плоскости диска), появившиеся в 2005 году, практически полностью вытеснили диски с параллельной записью. Преимущество перпендикулярной записи очевидно – выше плотность записи, но тут есть один тонкий момент в связи с данными Вики о толщине магнитного слоя. Этот нюанс называется – суперпарамагнитный предел. Т.е. существует некоторый критический размер частицы, после которого ферромагнетик уже при комнатной температуре переходит в парамагнитное состояние. Т.е. тепловой энергии хватает, что проворачивать, переориентировать такой маленький магнитик. В случае магнитной записи часто поступают следующим образом: делают один из размеров «магнитика» больше, чем два остальных (это хорошо видно на картинке с распределением магнитных доменов), тогда в этом большем направлении магнитный момент сохраняется. Так вот, если в случае параллельной записи я ещё могу поверить, что слой магнетика десятки нанометров при размерах 1 бита в несколько микрометров, то в случае перпендикулярной записи – этого просто не может быть. Толщина такой намагничиваемой области при минимальных размерах в плоскости диска, просто обязана быть минимум несколько микрометров. Так что, возможно, Вики немножко подвирает. Либо наносят магнетик в виде наночастиц диаметром 10-20 нм, а уже потом каким-то «хитрым» образом разбивают диск на области, которые и отвечают за хранение информации.

Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90612 - Фото 13
Сравнение параллельного и перпендикулярного методов записи информации на жётских дисках

Хотел бы также поделиться тремя видео, которые нашлись на просторах Интернета и связаны с жёсткими дисками. Первое посвящено принципам работы HDD (How does it work?):
http://www.youtube.com/watch?feature...&v=VkpSG3lrpLA

Последнее о том, как с 1995 года изменялась стоимость 1 Mb HDD диска и сколько дисков было выпущено:

http://www.youtube.com/watch?v=j5Zkb...layer_embedded

Как и обещал, выкладываю видео о том, как проводилась съёмка на различных приборах (не забывайте читать описание к видео на YouTube и оставлять свои комментарии). Для статистики: съёмки заняли 4 дня (хотя всё можно было уложить в 2), длительность видео, которое подверглось монтажу – около 3 часов, в итоге получился 15 минутный ролик.

http://www.youtube.com/watch?v=sGBL0...layer_embedded


отсюда

Востаннє редагував Vasek: 06.10.2011 о 22:34.
Vasek зараз поза форумом   Відповісти з цитуванням Вгору
Старий 07.10.2011, 01:10 #2
Аватар для alexusaty
alexusaty alexusaty зараз поза форумом
Виннипанда
 
 

Звідки Ви: Украина, Севастополь

Авто: Hyundai H200, 2001 г.

Вік: 51
Дописи: 6.917
Вы сказали Спасибо: 1.105
Поблагодарили 3.886 раз(а) в 1.755 сообщениях
Репутація: 1
alexusaty alexusaty зараз поза форумом
Виннипанда
Аватар для alexusaty

Звідки Ви: Украина, Севастополь
Авто: Hyundai H200, 2001 г.
 
Вік: 51
Дописи: 6.917
Вы сказали Спасибо: 1.105
Поблагодарили 3.886 раз(а) в 1.755 сообщениях
Репутація: 1
Типово

Vasek, на первой картинке - все кроме самых больших двух разбирал собственноручно. Помнится в IBM 40 Gb и около того моделях были блины стеклянные!
__________________
...
alexusaty зараз поза форумом   Відповісти з цитуванням Вгору
Старий 07.10.2011, 09:56 #3
Аватар для SUVOROV
SUVOROV SUVOROV зараз поза форумом
Заблокирован
 
 

Звідки Ви: УКРАИНА, Днепропетровск

Авто: Renault Trafic 2.5 dci 140 H2-L2

Вік: 49
Дописи: 5.643
Вы сказали Спасибо: 1.072
Поблагодарили 1.572 раз(а) в 892 сообщениях
Репутація: 0
SUVOROV SUVOROV зараз поза форумом
Заблокирован
Аватар для SUVOROV

Звідки Ви: УКРАИНА, Днепропетровск
Авто: Renault Trafic 2.5 dci 140 H2-L2
 
Вік: 49
Дописи: 5.643
Вы сказали Спасибо: 1.072
Поблагодарили 1.572 раз(а) в 892 сообщениях
Репутація: 0
Типово

Vasek, Вот тебя паяют, компьютерные технологии и т.д., тебе бы вместо Стива Джобса...Взгляд изнутри: CD и HDD - Пост 90630 - Фото 1
SUVOROV зараз поза форумом   Відповісти з цитуванням Вгору
Відповідь

Мітки
взгляд , изнутри:


Тут присутні: 1 (учасників - 0 , гостей - 1)
 
Параметри теми
Параметри перегляду

Ваші права у розділі
Ви не можете створювати теми
Ви не можете писати дописи
Ви не можете долучати файли
Ви не можете редагувати дописи

BB-код є Увімк.
Усмішки Увімк.
[IMG] код Увімк.
HTML код Вимк.

Швидкий перехід


Облако тегов
busovod busovod.ua cdi двигатель cdi дизель citroen nemo отзывы fiat scudo отзывы hdi двигатель opel vivaro отзывы opel vivaro расход топлива opel vivaro форум renault trafic отзывы Бусовод автоаптечка авториа бусовод бусовод ком юа бусовод опель виваро бусовод форум виваро забилась канализация замена ремня грм рено трафик 1.9 мерседес вито форум опель виваро форум отзывы о опель виваро отзывы о рено трафик отзывы опель виваро отзывы рено трафик пежо експерт пежо експерт форум расход топлива рено трафик регулировка карбюратора китайской бензопилы рено мастер форум рено трафик рено трафик отзывы рено трафик расход топлива рено трафик форум ситроен джампер форум ситроен немо ситроен немо отзывы тюнинг рено трафик тюнинг форд транзит фиат скудо отзывы фиат скудо форум форум бусоводов форум мерседес вито форум опель виваро форум рено трафик чебурашка на украинском чебурашка по украински

 


Часовий пояс GMT +2. Поточний час: 15:38.


vBulletin 3.8.11 ; Copyright © 2000-2024 Jelsoft Enterprises Limited
Переклад: © Віталій Стопчанський, 2004-2010
busovod_ua©