機械硬碟磁頭在磁碟旋轉時在磁碟上方懸浮,靠的是什麼?

需要詳細的解釋


這個東西其實不複雜,但要詳細解釋就不知道該說到什麼程度了。

好像很多地方都解釋成類似於飛機機翼,通過升力懸浮。不過更簡單的解釋其實應該是附面層,講升力也需要先講附面層。

附面層其實很簡單,就是磁碟旋轉的時候,緊挨著磁碟表面必然有一層空氣隨磁碟旋轉,這層空氣就是附面層。

現在的硬碟都是所謂的溫徹斯特磁碟,這種磁碟的磁頭很輕,用一個很軟的彈簧壓著,輕輕貼在磁碟上,磁頭的形狀是特別設計的。

當磁碟旋轉起來,因為磁頭的形狀,磁碟表面的附面層會對磁頭產生一個向上抬升的力量,抬升力量隨線速度上升,磁碟轉速足夠磁頭就被這個力量抬升起來了。

這裡所說的特殊形狀其實也不見得多特殊,其實只要讓磁頭前沿和磁碟呈一個角度,能讓附面層的空氣順利擠入磁頭下方就可以。當然,實際設計的時候沒這麼簡單,還要考慮到懸浮距離的穩定性,但也不至於複雜到哪兒去,無論通過實驗還是計算都能做到。


@若愚 因為你不允許評論,所以在此回復你:磁頭不是重力等於空氣推舉力,而是空氣推舉力等於彈簧片的彈力。磁頭和支撐磁頭的彈簧片都很輕,重力相對彈力很小,重力在這裡不起主要作用。


我來簡單回答一下吧。

前面幾位已經講的不錯了,我補充一些。畢竟不是做磁頭飛行控制的,所以有些也不清楚,細節就不說了。這裡說的是目前市面上的空氣及密封式氦氣硬碟,在研的激光及微波輔助的是不是這樣,我不確定,但是原理應該一樣。

從網上找了三個圖片(侵刪),拼到一起輔助說明。

圖1呢,總的來看磁頭和磁碟的位置。

圖2是從切面看磁頭在磁碟上方是的情況(當然一個碟片兩個磁頭,一個上面一個下面),中間是氣隙,也就是磁頭工作時保持這個高度飛行在磁碟的上面。

為什麼磁頭可以飛在磁碟上面呢?圖3是磁頭的照片,整個面叫ABS(Air Bearing Surface)面(最右邊那個很小的亮點處是讀頭和寫頭,也就是讀寫信號),可以看到有刻蝕凹進去的圖案(一個碟片上下兩個磁頭的圖案是左右對稱的,分別是UP和Down head,圖案只是為了利用氣流,來輔助控制飛行高度的)。當碟片高速旋轉的時候,在磁碟表面會有氣流,正是這些圖案,使得磁頭有了上升的阻力,磁頭就飛起來了。

再補充幾點:

1 磁頭飛起來之後能,也不能一直遠離碟片。還有一套控制系統,有些複雜,我只是接觸過。包括 TFC, Town Down Power等,來保證磁頭飛行的高度不變。並且從磁碟ID到OD,雖然氣流大小不一,但是也要保持高度一致。

從ID到OD,磁頭上施加的功率是不一樣的。但是這些參數在出廠之前測試時就計算好了,並且保存著硬碟里。

目前磁頭飛行高度在1nm左右。之前看到打的比方是,類似於747飛機以一個籃球的高度保持在跑道上飛行。那時候磁頭的飛行高度應該更高,所以目前來說高度應該小於一個籃球的高度。

一般來說,磁頭飛行高度越低磁記錄密度就會提升,這也是大家努力的一個方向。

2 圖2中線圈的匝數是8匝(加磁場,寫信號),目前產品中應該普遍用的是2匝。都是為了提升存儲密度啊。

3 圖3中ABS的圖案,每個產品每個廠家也不一樣。除了具有協助起飛的功能之外,還可以具備其他功能,比如減小碟片上小的顆粒碰撞到磁頭的幾率等。

4 雖然目前個人用戶的硬碟出貨量減小,主要是2.5inch,逐漸被SSD取代。但是企業級3.5inch硬碟(12,14T)在不斷退出,並且出貨量在增加。個人及企業數據的存儲,監控的需求等等,在接下來幾年機械硬碟的發展空間還是有的。但有木有突破性的革新,至少我目前還沒有看到。


有一個東西叫做"裏海怪物",使用的原理叫地表效應,應該跟磁頭懸浮的原理類似


樓上回答的都站不住腳啊,照上面的說法磁頭掉不下來是因為重力等於空氣的推舉力

那如果把硬碟倒過來呢,難道又有了空氣的吸力

我推測其實就跟跳水板有百分之九十的長度懸空一個道理


首先 這是你們的機械硬碟 額——應該說是裡面的磁碟(拆出來就代表已經無法使用)

磁碟裡面有空氣 這玩意轉起來很快 磁碟轉動會帶動周圍的空氣一起轉動

磁頭很輕 很薄 也有一定的角度 (我也不懂什麼文化 就打個比方吧 你弄一張硬紙條之類的東西 弄一個仰角 對著仰角下面吹氣,就能感覺到有一股向上的力)

大概就是這個原理咯


這位答主的說法,用流體力學的伯努利定理解釋可好?

無意冒犯,請多擔待


靠的碟面帶動的空氣氣流,磁頭設計在類似飛機翅膀的小塊上。


推薦閱讀:

顯卡跑分和顯示器的關係有多大?是否可以在技術上把顯卡植入顯示器?
使用thinkpad new x1有怎麼的體驗?
索尼最近研發的曲面感測器對比傳統CMOS有何優勢?
女生 做硬體測試 以後的發展方向有哪些?
在電腦其他部件介面日益更新的背景下,顯卡是如何實現強大的兼容性的?

TAG:計算機 | 空氣動力學 | 硬體 | 硬碟 | 電腦硬體 |