Co je uvnitř pevného disku

Už jste přemýšleli jak funguje pevný disk a z jakých komponent se skládá? Následující článek Vám poodhalí vnitřní stavbu pevného disku a objasní, proč je datová obnova složitým a náročným procesem. Všechny části pevného disku jsou nadmíru citlivá zařízení, které neodpouští chybu. Princip fungování SSD disků si ukážeme příště. Dnes se podíváme na klasický a dodnes nejpoužívanější disk, využívající magnetického principu.

Pevný disk není nic jiného než elektromechanické zařízení sloužící k trvalému uchování dat zapsaných pomocí magnetické indukce. Hlavní části disku jsou zapouzdřeny do plastové konstrukce a kovového krytu:

Obr. 1 - Vnější pohled na uzavřený pevný disk

Pojďme se tedy podívat dovnitř. Na první pohled dominantním prvkem je soustava kovových nebo keramických ploten, které jsou nad sebe naskládány na společné ose (vřetenu). Plotny jsou dále potažený tenkou magneticky měkkou vrstvou umožňující magnetizaci.

Obr. 2 - Vnější pohled na otevřený pevný disk 

Počet ploten je závislý na kapacitě disku a architektuře výrobce. V dnešní době se počet ploten pohybuje od 1 do 10. Každá z těchto ploten se dělí (pro lidské oko nepozorovatelně) na stopy, sektory a cyllindry. Stopy jsou soustředné kružnice, které jsou očíslovány od nulté stopy na vnějším okraji. Každá z těchto stop je pak rozdělená na sektory. Tyto sektory pak představují nejmenší adresovatelnou jednotku, v dnešní době je obvyklá velikost 4KB. Pro lepší systémovou využitelnost se však sektory sdružují do tzv. clusterů, což je logická jednotka, jejíž velikost závisí na zvoleném souborovém systému (NTFS, FAT atd.) a na níž se již reálně dají uložit soubory.

Obr. 3 - Nákres architektury ploten a čtecích/zapisovacích hlav

Data jsou pak z plotny čteny a zapisovány pomocí hlaviček, které jsou navěšeny na ramenou vznášejících se těsně nad plotnou. Hlavička není nic jiného než na jádru navinutá cívka, kterou v případě zápisu dat prochází elektrický proud, čímž ovlivní magnetickou záznamovou vrstvu pevného disku a ukládá tak data pomocí principu magnetické reverzace. Tento princip spočívá v tom, že se dle směru toku proudu dají místa na plotně magnetizovat určitým směrem. Místa, v nichž se tento směr magnetizace mění, jsou pak vyhledávány hlavičkou (která tedy jak čte, tak zároveň zapisuje).

Obr. 4 - Detail na čtecí /zapisovací hlavu

Popsali jsme si tedy, kde jsou data uložena a jak se snímají, a nezbývá než doplnit jakým způsobem pevný disk komunikuje s počítačem skrze základní desku. V dnešní době se již pro přenos dat z disku/na disk používá rozhraní SATA, která ve své třetí, nejmodernější generaci, dosahuje datové propustnosti 6GB/s. Stále jsou však často k vidění disky, které komunikují skrze ATA rozhraní (také nazývané jako PATA). Tyto dvě rozhraní se od sebe liší na první pohled díky odlišnému zpracování konektorů, kterými se disk připojuje na základní desku:

PATA (IDE rozhraní)

Obr. 5 - 16-pinový plochý konektor u PATA rozhraní

SATA

Obr. 6 - Moderní SATA konektory už si s původní PATA nezadají ani vizuálně, natož pak datovou propustností

Závěr: Článek má objasnit z jakých komponent a částí se skládá klasický, a nejčastěji používaný pevný disk. Detailní popis a principy fungování jednotlivých komponent budou sepsány v dalších článcích už trochu ve větším detailu.