[[Изображение:Innansicht Festplatte, 512 МБ от Quantum.jpg|thumb|Жесткий диск изнутри]]
Пластина жесткого диска или жесткий диск — это круглый магнитный диск , на котором цифровые данные хранятся на жестком диске . [1] Жесткая природа пластин – вот что дало им такое название (в отличие от гибких материалов, которые используются для изготовления дискет ). Жесткие диски обычно имеют несколько пластин, которые установлены на одном шпинделе . Пластина может хранить информацию с обеих сторон, обычно для этого требуется две записывающие головки на пластину, по одной на каждую поверхность.
Магнитная поверхность каждой пластины разделена на небольшие магнитные области субмикронного размера, каждая из которых используется для представления одной двоичной единицы информации. Типичная магнитная область на пластине жесткого диска (по состоянию на 2006 год) имеет ширину около 200–250 нанометров (в радиальном направлении пластины) и простирается примерно на 25–30 нанометров в направлении вниз (в направлении по окружности пластины). диск), [ нужна ссылка ] , что соответствует примерно 100 миллиардам бит на квадратный дюйм площади диска (15,5 Гбит /см 2 ). Материалом основного слоя магнитной среды обычно является сплав на основе кобальта . В современных жестких дисках каждая из этих магнитных областей состоит из нескольких сотен магнитных зерен, которые являются основным материалом, который намагничивается. В целом каждая магнитная область будет иметь намагниченность.
Одна из причин, по которой магнитные зерна используются в отличие от сплошной магнитной среды, заключается в том, что они уменьшают пространство, необходимое для магнитной области. В сплошных магнитных материалах обычно появляются образования, называемые шипами Нееля . Это шипы противоположной намагниченности, образующиеся по той же причине, по которой стержневые магниты имеют тенденцию выравниваться в противоположных направлениях. Это вызывает проблемы, поскольку шипы нейтрализуют магнитное поле друг друга , так что на границах областей переход от одной намагниченности к другой будет происходить по длине шипов Нееля. Это называется шириной перехода.
Зерна помогают решить эту проблему, поскольку каждое зерно теоретически представляет собой отдельный магнитный домен (хотя на практике не всегда). Это означает, что магнитные домены не могут расти или сжиматься с образованием шипов, и поэтому ширина перехода будет порядка диаметра зерен. Таким образом, большая часть разработок жестких дисков была связана с уменьшением размера зерна .
Пластины обычно изготавливаются с использованием алюминиевой , стеклянной или керамической подложки. По состоянию на 2015 год пластины жестких дисков ноутбуков изготавливаются из стекла, а в настольных компьютерах часто встречаются алюминиевые пластины. [2] [3] При производстве дисков тонкое покрытие наносится на обе стороны подложки, в основном с помощью процесса вакуумного осаждения , называемого магнетронным распылением . Покрытие имеет сложную слоистую структуру, состоящую из различных металлических (в основном немагнитных) сплавов в качестве подслоев, оптимизированных для контроля кристаллографической ориентации и размера зерен фактического слоя магнитного носителя поверх них, то есть пленки, хранящей биты. информации. Поверх него тем же методом напыления наносится защитное покрытие на основе углерода. При постобработке нанометровый тонкий слой полимерной смазки наносится поверх напыленной структуры путем погружения диска в раствор растворителя, после чего диск полируется различными процессами [ необходимы разъяснения ] для устранения мелких дефектов и проверяется специальным датчиком. на летучей головке на предмет отсутствия каких-либо оставшихся неровностей или других дефектов (где размер сверла, указанный выше, примерно определяет масштаб значительного размера дефекта). В жестком диске головки жесткого диска летают и перемещаются радиально по поверхности вращающихся пластин для чтения или записи данных. Исключительная гладкость, долговечность и совершенство отделки – обязательные свойства пластины жесткого диска.
В феврале 1991 года компания Areal Technology выпустила MD-2060, первый жесткий диск со стеклянной подложкой, заменивший алюминиевые сплавы, использовавшиеся в более ранних жестких дисках. Изначально он был разработан для ноутбуков , для которых больше подходят стеклянные подложки с большей ударопрочностью. [4] [5] [6] Toshiba последовала этому примеру, выпустив MK1122FC в апреле 1991 года; их заводы смогли произвести гораздо больше приводов, чем Areal, который вскоре исчез с рынка. [4] [7] Примерно в 2000 году другие производители жестких дисков начали переходить от алюминиевых пластин к стеклянным, поскольку стеклянные пластины имеют ряд преимуществ перед алюминиевыми. [8] [9] [10]
В 2005–2006 годах начался серьезный сдвиг в технологии жестких дисков и магнитных дисков/носителей. Первоначально для хранения битов использовались намагниченные в плоскости материалы, но теперь их заменила перпендикулярная запись . Причиной этого перехода является необходимость продолжения тенденции увеличения плотности хранения данных, при этом перпендикулярно ориентированные носители предлагают более стабильное решение при уменьшении размера битов. Ориентация намагниченности перпендикулярно поверхности диска имеет большое значение для наносимой структуры диска и выбора магнитных материалов, а также для некоторых других компонентов жесткого диска (таких как головка и электронный канал).