看圖看外觀來識別硬碟的各種資訊和電路及構造

大家好，我是波仔，非常高興今天又來跟大家一起分享與探討，今天我們來談談硬碟吧。

看圖識硬碟的外殼資訊

硬碟的外殼主要採用不鏽鋼材質製成。硬碟外殼的作用是保護硬碟內部的元器件。硬碟外殼上面通常會標有硬碟的一些資訊，如硬碟的品牌、引數等，如下圖。

看圖識硬碟的控制電路

硬碟的電路板在硬碟的反面，上面有很多晶片和分立元件，大多數的硬碟控制電路都採用貼片式焊接。硬碟的電路板中包括主軸調速電路、磁頭驅動與伺服定位電路、讀寫電路、快取記憶體、控制與介面電路等，主要負責控制碟片轉動、控制磁頭讀寫、控制硬碟與CPU的通訊等。其中，讀寫電路的作用就是控制磁頭進行讀寫操作；磁頭驅動電路的作用是直接控制尋道電機，使磁頭定位；主軸調速電路的作用是控制主軸電機帶動盤體以恆定速率轉動的電路。硬碟的電路板上主要有主控制晶片、電機驅動晶片、快取晶片、硬碟的 BIOS 晶片（有的整合在主控晶片中）、晶振、電源控制晶片、三極體、場效電晶體、貼片電阻電容，另外在硬碟內部的磁頭元件上還有磁頭晶片等，如下圖。

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主控制晶片

主控制晶片也就是硬碟的 CPU 晶片，在整個底板上塊頭最大，正方形，主要負責資料交換和資料處理。有的主控制晶片內部還內建 BIOS 模組、數字訊號處理器等，如下圖。

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快取晶片

快取晶片是為了協調硬碟與主機在資料處理速度上的差異而設計的，快取晶片在硬碟中主要負責給資料提供暫存空間，提高硬碟的讀寫效率。目前主流硬碟的快取晶片容量為 2MB 和 8MB，最大的達到16MB，快取容量越大，硬碟效能越好，如下圖。

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電機驅動晶片

電機驅動晶片一般是正方形的，比主控晶片要小很多，主要電機驅動晶片－般是正方形的，比主控晶片爨小很多，主要負責給硬碟的音圈電機和主軸電機供電。目前的硬碟由於轉速太高，容易導致該晶片發熱量由於轉速太高，容易導致該晶片發熱鹽太大而損壞，據不完全統計700％左右的硬碟電路路障是由該晶片損壞引起的。

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BIOS 晶片

硬碟 BIOS 晶片有的在電路板中，有的整合在主控制晶片中。其內部固化的程式可以進行硬碟的初始化，執行加電和啟動主軸電機，加電初始尋道、定位以及故障檢測等。一般硬碟 BIOS 晶片的容量為 1MB，如下圖。

BIOS 晶片用於儲存與硬碟容量、介面資訊等，硬碟所有的工作流程都與 BIOS 程式相關，通斷電瞬間可能會導致 BIOS 程式丟失或紊亂。BIOS 不正常會導致硬碟誤認、不能識別等各種各樣的故障現象。

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加速度感應器晶片

加速度感應器是用來感應跌落過程中的加速度，以使馬達停轉，磁頭移動到碟片外側，保護硬碟免受衝擊和碰撞。一般在筆記本硬碟中會設計此功能，如下圖。

看圖認識硬碟的內部構造

硬碟的內部主要由碟片和主軸元件、浮動磁頭元件、磁頭驅動機構、前驅控制電路等組成，如下圖。

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碟片和主軸元件

碟片和主軸元件是兩個緊密相連的部分，如下圖。

硬碟碟片是一個圓形的薄片，一般採用硬質合金製造，表面上被塗上了磁性物質，透過磁頭的讀寫，將資料記錄在其中。由於碟片在硬碟中要高速旋轉，所以硬碟的碟片表面都十分光滑，而且耐磨度都很高，多為鋁合金製作，也有玻璃等質材。通常一個硬碟由若干張碟片疊加而成，目前一張碟片的單碟容量已經達到驚人的 375GB，而總容量高達 2TB 以上。

主軸元件由主軸電機驅動，帶動碟片高速旋轉，旋轉速度越快，磁頭在相同時間內相對碟片移動的距離就越多，相應的也就能讀取到更多的資訊。

目前硬碟的主軸都採用了“液態軸承馬達”，這種馬達使用的是黏膜液油軸承，以油膜代替滾珠，有效避免了由於滾珠摩擦而帶來的高溫和噪聲。同時，這種技術對於硬碟防震也有很大的幫助，任何突如其來的震動，能夠很好地被油膜吸收。因此，採用該技術的硬碟在運轉中能夠承受幾十至幾百 G 的外力。

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浮動磁頭元件

浮動磁頭元件由讀寫磁頭、傳動手臂和傳動軸3 部分組成，如下圖。

其中，讀寫磁頭是用線圈纏繞在磁芯上製成的，安放在傳動手臂的末端，在碟片高速旋轉時，傳動手臂以傳動軸為圓心帶動前端的讀寫磁頭在碟片旋轉的垂直反向上移動，磁頭透過感應碟片上的磁訊號來讀取資料，或改變磁性塗料的磁性以達到寫入資訊的目的（讀寫磁頭和碟片並沒有直接的接觸，二者之間的距離為 0。1 ～ 0。3μum）。

當硬碟沒有工作時，傳動手臂和傳動軸將讀寫磁頭停放在硬碟碟片的最內圈的起停區內。開始工作時，硬碟中固化在 ROM晶片中的程式開始對硬碟進行初始化，工作完成後，主軸開始高速旋轉，由傳動部件將磁頭懸浮在碟片0磁軌處待命，當有讀寫命令時，傳動手臂以傳動軸為圓心擺動，將讀寫磁頭帶到需要讀寫資料的地方去。

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磁頭驅動機構

磁頭驅動機構主要由磁頭驅動小車、電機和防震機構組成，如下圖。

其作用是對磁頭進行驅動和高精度的定位，使磁頭能迅速、準確地在指定的磁軌上進行讀寫工作。現在的硬碟所使用的磁頭驅動機構中已經淘汰了老式的步進電機和力矩電機，用速度更快、安全性更高的音圈電機取而代之，以獲得更高的平均無故障時間和更低的尋道時間。

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前置驅動控制電路

前置驅動控制電路是密封在尿蔽腔體內的放大線路，主要作用是控制軸電機調速驅動磁頭和伺服定位策，如下圖。

好了，今天波仔就為大家分享到這裡吧，希望大家對硬碟的這些資訊也有所瞭解了，非常感謝大家的一路支援和關注，謝謝大家了，我們下期再見吧！

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