디스크 읽기/쓰기 헤드

Disk read-and-write head
하드디스크의 머리와 팔을 접시 위에 올려놓습니다.
하드 디스크 헤드의 마이크로 사진.전면의 크기는 약 0.3mm입니다.헤드의 기능적인 부분 중 하나는 중앙에 있는 동그란 주황색 구조입니다. 즉, 쓰기 변환기의 리소그래피로 정의된 구리 코일입니다.또한 금도금 패드에 접합된 와이어에 의한 전기 연결도 유의하십시오.
2013년에 제조된 3TB 하드 디스크 드라이브의 읽기-쓰기 헤드.어두운 직사각형 구성 요소는 슬라이더이며 길이가 1.25mm입니다.읽기/쓰기 헤드 코일은 슬라이더 왼쪽에 있습니다.플래터 표면이 오른쪽에서 왼쪽으로 머리를 통과합니다.

디스크 읽기/쓰기 헤드는 디스크 플래터 위로 이동하여 플래터의 자기장을 전류(디스크 읽기)로 변환하거나, 반대로 전류를 자기장으로 변환([1]디스크 쓰기)하는 디스크 드라이브의 작은 부품입니다.수년에 걸쳐 수장들은 많은 변화를 겪어왔다.

하드 드라이브에서는 헤드가 디스크 표면 위를 3나노미터의 간극으로 비행합니다.높은 면적 밀도를 실현하기 위해 새로운 기술이 도입될 때마다 비행 높이가 낮아지고 있습니다.헤드의 비행 높이는 슬라이더의 디스크 면 표면에 에칭된 에어 베어링 설계에 의해 제어됩니다.에어 베어링의 역할은 헤드가 디스크 표면 위를 이동할 때 비행 높이를 일정하게 유지하는 것입니다.에어 베어링은 [2]플래터 중앙으로부터의 헤드 거리에 따라 속도가 다르지만 플래터 전체에서 동일한 높이를 유지하도록 세심하게 설계되었습니다.헤드가 디스크 표면에 부딪히면 치명적인 헤드 크래시가 발생할 수 있습니다.

유도 헤드

유도 헤드는 읽기 및 쓰기 모두에 동일한 요소를 사용합니다.

전통적인 헤드

헤드 자체는 테이프 레코더의 헤드처럼 시작되었습니다.이것은, 과민합금이나 가는 와이어 코일로 감싼 페라이트 등, 자화성이 높은 소재의 작은 C자형 조각으로 만들어진 단순한 장치입니다.쓰기 시에는 코일이 통전되어 C의 틈새에 강한 자기장이 형성되어 틈새에 인접한 기록면이 자화된다.판독 시에는 자화된 재료가 헤드를 지나 회전하고 페라이트 코어가 필드를 집중시켜 코일에 전류가 발생합니다.그 틈새에서 그 장은 매우 강하고 꽤 좁다.이 간격은 기록 표면의 자기 매체의 두께와 거의 동일합니다.간격에 따라 디스크에 기록된 영역의 최소 크기가 결정됩니다.페라이트 헤드는 크고, 꽤 큰 특징을 가지고 있습니다.또한 표면에서 상당히 멀리 떨어져 비행해야 하므로 더 강한 필드 및 더 [3]큰 헤드가 필요합니다.

MIG(Metal-In-Gap) 헤드

MIG(Metal-In-Gap) 헤드는 필드를 집중시키는 헤드 틈새에 작은 금속 조각이 있는 페라이트 헤드입니다.이것에 의해, 작은 기능을 읽고 쓸 수 있습니다.MIG 헤드는 박막 헤드로 대체되었습니다.

박막 헤드

1979년 IBM 3370 디스크 드라이브에 처음 도입된 박막 기술은 반도체 장치에 사용되는 것과 유사한 사진 석판 기술을 사용하여 당시 사용되던 페라이트 기반 설계보다 더 작고 정밀하게 HDD 헤드를 제작합니다.박막 헤드는 전자적으로 페라이트 헤드와 유사하며 동일한 물리학을 사용합니다.세라믹 기판 위에 얇은 층의 자기(Ni-Fe), 절연 및 구리 코일 배선 재료를 구축하여 공기 베어링과 통합된 개별 읽기/쓰기 헤드로 물리적으로 분리하여 [4]유닛당 제조 비용을 크게 절감합니다.박막 헤드는 MIG 헤드보다 훨씬 작았기 때문에 더 작은 기록 기능을 사용할 수 있었습니다.1995년에는 박막 헤드를 통해 3.5인치 드라이브의 스토리지 용량이 4GB에 달했습니다.헤드 갭의 기하학적 구조는 읽기에 가장 적합한 것과 [3]쓰기에 가장 적합한 것 사이의 절충이었습니다.

자기저항헤드(MR헤드)

상세정보: 거대한 자기저항

헤드 디자인에서 다음으로 개선된 것은 쓰기 요소와 읽기 요소를 분리하여 쓰기 위한 박막 요소와 읽기 위한 별도의 헤드 요소를 최적화하는 것이었습니다.개별 판독 소자는 자기장이 존재할 때 재료의 저항을 변화시키는 자기 저항(MR) 효과를 사용합니다.이러한 MR 헤드는 매우 작은 자기 특성을 안정적으로 읽을 수 있지만 쓰기에 사용되는 강력한 필드를 생성하는 데 사용할 수 없습니다.AMR(비등방성 MR)이라는 용어는 GMR(거대자기저항) 및 TMR(터널링자기저항)이라고 불리는 MR 기술의 나중에 도입된 개선과 구별하기 위해 사용됩니다.

수직 자기 기록(PMR) 미디어로의 이행은 헤드 구조의 쓰기 프로세스 및 쓰기 요소에 큰 영향을 미치지만 헤드 [5]구조의 MR 읽기 센서에는 영향을 미치지 않습니다.

AMR 헤드

1990년 IBM에[6] 의해 AMR 헤드가 도입되면서 연간 약 100%의 면적 밀도가 빠르게 증가했습니다.

GMR 헤드

1997년 GMR은 거대한 자기저항 헤드가 AMR [6]헤드를 대체하기 시작했습니다.

1990년대 이후, 거대 자기 저항(CMR)의 영향에 대한 많은 연구가 이루어졌으며, 이는 밀도의 훨씬 더 큰 증가를 허용할 수 있다.그러나 아직까지는 저온과 큰 장비 [7][8]크기를 필요로 하기 때문에 실용화되지 않았다.

TMR 헤드

2004년에 Seagate에 의해[6] 터널링 MR(TMR) 헤드를 사용하는 최초의 드라이브가 도입되었습니다.이것에 의해, 400 GB의 드라이브에 3개의 디스크 플래터를 장착할 수 있게 되었습니다.Seagate는 작동 중 헤드의 변환기 영역 모양을 제어하기 위해 통합된 현미경 히터 코일을 특징으로 하는 TMR 헤드를 도입했습니다.히터는 쓰기 작업을 시작하기 전에 작동하여 쓰기 극이 디스크/매체에 근접하도록 할 수 있습니다.이렇게 하면 헤드의 쓰기 필드가 자기 디스크 매체를 완전히 포화시켜 쓰기 자기 전환이 개선됩니다.리드백 프로세스 중에 디스크 미디어와 읽기 센서 사이의 거리를 일시적으로 줄여 신호 강도와 분해능을 향상시키려면 동일한 열 작동 방식을 사용할 수 있습니다.2006년 중반까지, 다른 메이커도 같은 어프로치를 제품에 채용하기 시작했습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Mee, C.; Daniel, Eric D. (1996). Magnetic recording technology. New York: McGraw-Hill. p. 7.1. ISBN 978-0-07-041276-7.
  2. ^ August 2011, Bestofmedia Team 31. "Hard Drives 101: Magnetic Storage". Tom's Hardware. Retrieved 2021-06-09.
  3. ^ a b "Read/Write Head Designs: Ferrite, Metal-In-Gap, And Thin-Film - Hard Drives 101: Magnetic Storage". Tom's Hardware. 2011-08-30. Retrieved 2019-04-13.
  4. ^ "1979: Thin-film heads introduced for large disks". Computer History Museum. December 2, 2015. Retrieved June 19, 2019.
  5. ^ IWASAKI, Shun-ichi (February 2009). "Perpendicular magnetic recording—Its development and realization—". Proceedings of the Japan Academy. Series B, Physical and Biological Sciences. 85 (2): 37–54. Bibcode:2009PJAB...85...37I. doi:10.2183/pjab.85.37. ISSN 0386-2208. PMC 3524294. PMID 19212097.
  6. ^ a b c Christopher H. Bajorek (November 2014). "Magnetoresistive (MR) Heads and the Earliest MR Head-Based Disk Drives: Sawmill and Corsair" (PDF). Computer History Museum, Mountain View, CA. Archived from the original (PDF) on 2015-12-20. Retrieved 2015-09-25.
  7. ^ "Chemists exploring new material with 'next generation' computer hard drive possibilities". The University of Aberdeen News. 27 January 2014.
  8. ^ Dagotto, Elbio (14 March 2013). "Brief Introduction to Giant Magnetoresistance (GMR)". Nanoscale Phase Separation and Colossal Magnetoresistance: The Physics of Manganites and Related Compounds. Springer Series in Solid-State Sciences. Vol. 136. Springer Science & Business Media. pp. 395–396. doi:10.1007/978-3-662-05244-0_21. ISBN 9783662052440.

외부 링크

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