Swedish subtitles for clip: File:Harddrive-engineerguy.ogv
Jump to navigation
Jump to search
1 00:00:04,000 --> 00:00:07,000 Nedplockning av hårddisk 2 00:00:07,000 --> 00:00:10,000 flying heads, talspolsmotorer, otroligt släta ytor och signalbehandling 3 00:00:10,000 --> 00:00:17,000 serie 3 engineerguy-videor 4 00:00:17,000 --> 00:00:23,000 En hemdator är ett kraftfullt verktyg, men den måste lagra information tillförlitligt för att fungera ordentligt, annars är den ganska värdelös. 5 00:00:23,000 --> 00:00:25,000 Låt oss titta i den och se hur den lagrar information. 6 00:00:30,000 --> 00:00:32,000 Se där: Den är underbar. 7 00:00:32,000 --> 00:00:35,000 Det är en helt vanlig hårddisk, men dess detaljer är förstås ovanliga. 8 00:00:35,000 --> 00:00:38,000 Jag är säker på att du redan vet grunden för en hårddisk: 9 00:00:38,000 --> 00:00:41,000 Vi lagrar information på den i binär form - ettor och nollor. 10 00:00:41,000 --> 00:00:43,000 Den här armen stöder ett \"huvud\" 11 00:00:43,000 --> 00:00:45,000 vilket är en elektromagnet som genomsöker disken 12 00:00:45,000 --> 00:00:48,000 och antingen skriver information genom att ändra magnetiseringen på specifika sektioner 13 00:00:48,000 --> 00:00:50,000 på disken eller så läser den bara information 14 00:00:50,000 --> 00:00:53,000 genom att mäta den magnetiska polarisationen. 15 00:00:53,000 --> 00:00:54,000 Den är i princip ganska simpel, 16 00:00:54,000 --> 00:00:58,000 men i praktiken mycket avancerad ingenjörskonst. 17 00:00:58,000 --> 00:01:02,000 Huvudfokuset ligger på att vara säker på att huvudet kan precist 18 00:01:02,000 --> 00:01:03,000 felfritt 19 00:01:03,000 --> 00:01:05,000 läsa och skriva på disken. 20 00:01:05,000 --> 00:01:08,000 Det första att göra är att flytta den mycket kontrollerat. 21 00:01:08,000 --> 00:01:11,000 För att positionera armen använder ingenjörer ett \"talspolsställdon\". 22 00:01:11,000 --> 00:01:14,000 Armens fäste sitter fast mellan två kraftiga magneter. 23 00:01:14,000 --> 00:01:17,000 De är så starka att de faktiskt är ganska svåra att dra isär. 24 00:01:17,000 --> 00:01:18,000 Så. 25 00:01:18,000 --> 00:01:20,000 Armen rör sig med Lorentzkraft. 26 00:01:20,000 --> 00:01:23,000 För ström genom en kabel som är i det magnetiska fältet 27 00:01:23,000 --> 00:01:25,000 och kabeln kommer att utsättas för en kraft; 28 00:01:25,000 --> 00:01:28,000 omvänd strömmen så omvänds även kraften. 29 00:01:28,000 --> 00:01:30,000 När ström förs i en riktning i spolen så kommer 30 00:01:30,000 --> 00:01:34,000 kraften som är skapad av den permanenta magneten att få armen att flytta åt det här hållet, 31 00:01:34,000 --> 00:01:36,000 omvänd strömmen så kommer den att flytta tillbaka. 32 00:01:36,000 --> 00:01:39,000 Kraften på armen är direkt proportionerlig till strömmen 33 00:01:39,000 --> 00:01:40,000 som går genom spolen vilket tillåter 34 00:01:40,000 --> 00:01:43,000 armens position att finjusteras. 35 00:01:43,000 --> 00:01:45,000 Till skillnad från ett mekaniskt system av länkningar så 36 00:01:45,000 --> 00:01:49,000 är det minimalt med slitage och det är inte temperaturkänsligt. 37 00:01:49,000 --> 00:01:53,000 I änden av armen finns den viktigaste komponenten: Huvudet. 38 00:01:53,000 --> 00:01:57,000 Enkelt beskrivet är det en bit ferromagnetiskt material lindad med kabel. 39 00:01:57,000 --> 00:01:59,000 När det passerar över de magnetiserade sektionerna på disken 40 00:01:59,000 --> 00:02:02,000 så mäter det skillnader i riktningen på de magnetiska polerna. 41 00:02:02,000 --> 00:02:06,000 Kom ihåg Faradays lag: En ändring i magnetisering 42 00:02:06,000 --> 00:02:08,000 producerar en spänning i en närliggande spole. 43 00:02:08,000 --> 00:02:10,000 Så, när huvudet passerar en sektion där polariteten 44 00:02:10,000 --> 00:02:14,000 har ändrats så registreras en spänningstopp. 45 00:02:14,000 --> 00:02:16,000 Topparna - både negativa och positiva - representerar en \"etta\" 46 00:02:16,000 --> 00:02:19,000 och ingen spänningstopp motsvarar en \"nolla\". 47 00:02:19,000 --> 00:02:22,000 Huvudet kommer förvånansvärt nära diskens yta 48 00:02:22,000 --> 00:02:25,000 100 nanometer i gamla hårddiskar, men idag kommer de ner under 49 00:02:25,000 --> 00:02:27,000 tio nanometer i de nyaste. 50 00:02:27,000 --> 00:02:30,000 När huvudet kommer närmare disken så kommer dess magnetfält 51 00:02:30,000 --> 00:02:32,000 att täcka en mindre yta, vilket tillåter fler sektioner 52 00:02:32,000 --> 00:02:35,000 av information att packas på diskens yta. 53 00:02:35,000 --> 00:02:38,000 För att hålla det kritiska avståndet så använder ingenjörer en genial metod: 54 00:02:38,000 --> 00:02:41,000 De \"flyter\" huvudet över disken. 55 00:02:41,000 --> 00:02:44,000 Du förstår, när disken snurrar så formar den ett gränslager av luft som 56 00:02:44,000 --> 00:02:48,000 dras förbi det stationära huvudet i 130 kilometer i timmen på den yttre kanten. 57 00:02:48,000 --> 00:02:52,000 Huvudet åker på ett \"reglage\" som är aerodynamiskt designat för att flyta ovanför disken. 58 00:02:52,000 --> 00:02:56,000 Det genialiska med denna luftbärande teknologi är dess självförvållade justering: 59 00:02:56,000 --> 00:03:01,000 Om någon störning orsakar att reglaget stiger för högt så \"flyter\" det tillbaka till där det borde vara. 60 00:03:01,000 --> 00:03:04,000 Eftersom huvudet är så nära diskytan 61 00:03:04,000 --> 00:03:07,000 kan förflugna partiklar skada disken vilket resulterar in att man tappar information. 62 00:03:07,000 --> 00:03:11,000 Så, ingenjörer placerar detta cirkulerande filter i luftflödet; 63 00:03:11,000 --> 00:03:14,000 det tar bort små partiklar som skrapats av från disken. 64 00:03:14,000 --> 00:03:18,000 För att hålla huvudet flygande på rätt höjd gör man disken otroligt slät: 65 00:03:18,000 --> 00:03:23,000 Oftast är den här disken så slät att den har en ytjämnhet på ungefär en nanometer. 66 00:03:23,000 --> 00:03:26,000 För att visa dig hur jämn ytan är så kan vi tänka oss att den här sektionen förstoras 67 00:03:26,000 --> 00:03:31,000 tills den är lika lång som en fotbollsplan - amerikansk eller internationell - 68 00:03:31,000 --> 00:03:35,000 och en genomsnittlig ojämnhet på ytan skulle då vara ungefär tre hundradels tum. 69 00:03:35,000 --> 00:03:38,000 Huvuddelen av disken är det magnetiska lagret, 70 00:03:38,000 --> 00:03:41,000 vilket är kobolt - möjligtvis blandat med platina och nickel. 71 00:03:41,000 --> 00:03:43,000 Den här blandningen av metaller har hög koercivitet, 72 00:03:43,000 --> 00:03:50,000 vilket betyder att den kommer att upprätthålla magnetiseringen - och då även informationen - tills den utsätts för ett annat kraftfullt magnetfält. 73 00:03:50,000 --> 00:03:52,000 En sista sak som jag tycker är enormt smart: 74 00:03:52,000 --> 00:03:57,000 Att använda lite matte för att trycka in upp till fyrtio procent mer information på disken. 75 00:03:57,000 --> 00:04:04,000 Betrakta denna sekvens av magnetiska poler på diskens yta - 0-1-0-1-1-1. 76 00:04:04,000 --> 00:04:06,000 En avsökning av huvudet kommer att avslöja dessa distinkta spänningstoppar - 77 00:04:06,000 --> 00:04:09,000 både positiva och negativa för \"ettorna\". 78 00:04:09,000 --> 00:04:13,000 Vi skulle enkelt kunna särskilja det from, exempelvis, denna liknande sekvens. 79 00:04:13,000 --> 00:04:16,000 Om vi jämför dem så är de tydligt olika. 80 00:04:16,000 --> 00:04:20,000 Ingenjörer arbetar dock alltid med att få mer och mer information på hårddisken. 81 00:04:20,000 --> 00:04:22,000 Ett sätt att göra detta är att minska de magnetiska områdena, 82 00:04:22,000 --> 00:04:25,000 men titta vad som händer med spänningstopparna när vi gör det. 83 00:04:25,000 --> 00:04:28,000 För varje sekvens så överlappar nu ettornas toppas varandra och 84 00:04:28,000 --> 00:04:30,000 överlagrar vilket ger oklara signaler. 85 00:04:30,000 --> 00:04:33,000 De två sekvenserna ser nu faktiskt väldigt lika ut. 86 00:04:33,000 --> 00:04:37,000 Genom att använda en teknik som kallas Partial Response Maximum Likliehood har ingenjörer utvecklat 87 00:04:37,000 --> 00:04:40,000 sofistikerade koder som kan ta dunkla signaler som denna, 88 00:04:40,000 --> 00:04:45,000 generera de möjliga sekvenserna som kan vara grund för signalen och sedan välja den mest sannolika. 89 00:04:45,000 --> 00:04:49,000 Likt all framgångsrik teknik, så fortsätter dessa hårddiskar att vara obemärkta i våra dagliga liv, 90 00:04:49,000 --> 00:04:51,000 om inte något går fel. 91 00:04:51,000 --> 00:04:53,000 Jag är Bill Hammack, ingenjörskillen.