《现代硬盘驱动器》 【俄】Vadim Morozov，Sergey Yatsenko 著 于国栋 译 目录： 硬盘驱动器结构篇 -  硬盘驱动器故障原理及查找方法篇 -  硬盘的一些典型故障及修复方法篇 -  硬盘驱动器最常见的典型故障及硬盘修复方法大全

    硬盘驱动器是由硬件和软件组成的系统，硬件上包括机械部分—磁头－磁碟组件（HDA）和电子部分—印刷电路板（PCB）两部分；软件上包括处理器微代码（Microcode）和驱动器运转所需的数据。HDA是硬盘驱动器中唯一的机械部件，它还包含有一片执行前置放大器/转接器功能的芯片。PCB是由一些控制芯片、数据编解码芯片和与外部交换数据的接口芯片组成。PCB位于HDA的外部，一般是在下方。某些硬盘驱动器，像著名的Seagate酷鱼系列，它们有一块额外的金属板覆盖在电路板上面以保护电子元件免遭损坏。硬盘驱动器的软件一般称为固件（firmware），现代硬盘驱动器的固件一般分为两部分，一部分存储在处理器芯片内部的ROM和外部的扩展Flash ROM中，另一部分存储在磁盘上专门的保留区。

机械部分

    驱动器的整个结构是基于保护其灵敏的机械部件不受环境因素的影响而设计的。驱动器里面的空气是不能有灰尘的，因此机械部分的组件是在每立方米少于100个微尘粒子的工作间（也就是所谓的“100级清洁空间”）完成装配的。

    硬盘的盘体有一个填充有紧密的空气过滤材料的开口，用于平衡HDD内外的空气压力。不过如果驱动器落入水中，水就会沿着此开口进入驱动器内部。盘片的旋转引起的空气环流经常会撕碎不知如何进入的灰尘。

    HDA包括由主轴马达（Spindle motor）驱动的磁碟、带有定位系统和前置放大器/转接器的磁头。磁碟是一种铝制的圆盘（少量是陶瓷或特殊玻璃的），它拥有最高精度等级的光滑表面（除了停泊区），由于分子吸引力的缘故，如此光滑的表面会将磁碟和磁头粘合在一起。为了防止磁碟与磁头粘连在一起，生产商在磁头和磁盘接触的区域（停泊区）使用了特殊的防滑齿。使用真空沉积工艺生成的氧化铬覆盖（磁性物质）或钴层，使磁碟具有特殊的磁性质。氧化铬覆盖层具有更高的硬度和抗磨损性，而以前使用氧化铁做磁性物质然后在其上覆盖一层软涂层的磁碟非常容易损坏。磁碟由特殊的3相电机驱动。磁碟的固定部分包括三个“星形”连接的线圈、位于中央的轴承、和由稀土金属制造的永久磁体。为了减少变形和获得很高的转速，生产商必须在主轴马达上使用特殊的轴承——如滚珠轴承或改良的液态轴承（使用专门的润滑油以增强马达耐久力）。液态轴承具有低噪音和热量少的特点。现代IDE驱动器的每分钟转速为5400RPM或7200RPM；现代SCSI驱动器的转速为10000RPM或15000RPM。

    磁头（Head）也是一种非常精密的部件。磁头与芯片一样使用光刻技术生产。磁头的陶瓷表面与磁碟一样光滑。磁头的驱动臂是由铜线制成的平直的电磁线圈，悬浮在永久磁铁的磁极间。驱动臂一端固定在轴承的转动杆上，另一端连接到磁头支架。磁头支架是有弹性的，允许磁头以一定的高度“飞行”在磁碟表面；飞行的高度通常为零点几微米。

    推动磁头组运动的传动系统与扩音喇叭的线圈类似，叫做音圈。音圈的工作原理与普通电动式扬声器的工作原理相似（也就是说，在磁心上缠绕铜线）。音圈被永久磁体制成的定子围绕，当一定电压的电流流过时线圈就会产生极性，从而以一定加速度推动磁头转向一定位置；这样磁头就可以定位于磁碟表面的任意位置。磁头在驱动器停止运转时使用特殊的臂锁（latch）固定在停泊区。两种最常用的臂锁是磁性臂锁和气动臂锁。磁性臂锁利用固定在硬盘内部的一块小磁体，吸引音圈使磁头固定在停泊区。气动臂锁（或空气锁）也将磁头固定在停泊区防止移动；当磁碟开始旋转时产生的气流使气动臂锁解开从而解除固定状态。

    在HDA内的电子部件只有从磁头接收信号的前置放大器/转接器。前置放大器/转接器位于靠近磁头的地方，以最大限度的减少外部干扰。前置放大器/转接器通过弹性电缆与磁头和驱动器的其他电子部件相连。音圈，有时主轴电缆也使用同一电缆相连。不过主轴通常是由单独的电缆供电。

    HDA 通常使用两个接头与PCB连接。其中一个是为主轴马达供电的三相中心抽头电缆接头，另一个是与前置放大器/转接器及音圈电缆传递信号的电缆接头。

硬盘驱动器故障原理及查找方法篇

HDD硬盘驱动器最常发生的故障应该归咎于不正确的操作方式，主要的破坏因素包括：过热、机械碰撞、和电源电压的跳变。

硬盘驱动器