Tervezte és készítette Géczy László © 1999 - 2000
Az adatok elhelyezkedése az adathordozók felületén mágneses író-olvasó fej
sávok
lemezek
A lemezek közötti karok két fejet tartanak
cilinder az egymás fölött lévő sávok összessége
mágneses felületek
Az adatkezelés szervezése A legkisebb kezelhető egység a fájl, amely blokkokból épül fel A legkisebb rögzíthető egység a blokk fájl
fájl azonosító
blokkok
A blokk rekordokból épül fel, a rekordokat bájtok alkotják
blokk rekord blokk azonosító rekordhossz blokkhossz
A lemez felület felosztása szektorokra szektor
A rögzített adatok minél gyorsabb elérése Az interleave technika alkalmazásával A távol lévő szektorok megfelelő csoportosításával nem szükséges a 1/2 vagy teljes körbefordulás. Az adatelérés felgyorsul. interleave 1:1
interleave 2:1
interleave 3:1
A vékonyfilm fejek alkalmazásával egyszerre több sávon is lehet rögzíteni, olvasni
Hajlékony lemezek Hagyományos lemez és olvasó feje
A floptical vagy másként a: drive technika
A floptical vagy másként a: drive technika optikai jelzősávok
gyűjtőlencse
fényérzékelő
LED
Író-olvasó fej A floptical lemez felületén lévő optikai jelzősávokat az infra vörös LED megvilágítja, amelyekről visszaverődő fény a gyűjtőlencsén át a fényérzékelőben elektromos jelet kelt. A fejet pályán tartó zárt hurkú szabályozó ezen jel alapján végzi feladatát.
Hajlékonylemez lehetőségei és az alkalmazott technológiák sávsűrűség
lemez felület minősége
192-szeres nagyításban
HD sávok HD felület
LS-120 sávok LS-120 felület megtöbbszörözi a tárolási kapacitást.
Hajlékonylemez meghajtó modell A mágnes fej beállítását léptető motorral végeztetik.
15” cserélhető lemez csomag
Itt már beépített mágnes fejeket használtak
kibontva
Lemezeket forgató motor beépített motor
beépített motor fordulatszáma jelentősen befolyásolja az adatátviteli sebességet
Lineáris motorral megoldott fej mozgatás
sebesség érzékelő állandó mágnes
állandó mágnes
tekercs mozgórész legkülső 0. sáv legbelső sáv
parkoló pálya
Léptetőmotoros fejmozgatás
Léptető motoros szerkezet áttétel megvalósítása Léptető motor tengelye
Rugalmas acél szalag
Léptető motor tengelye
Rugalmas acél szalag
Léptetőmotoros fejmozgatás
Léptető motoros szerkezet áttétel megvalósítása Léptető motor tengelye
Rugalmas acél szalag
Léptető motor tengelye
Rugalmas acél szalag
Léptetőmotoros fejmozgatás
Léptető motoros szerkezet áttétel megvalósítása Léptető motor tengelye
Rugalmas acél szalag
Léptető motor tengelye
Rugalmas acél szalag
Léptetőmotoros fejmozgatás
Léptető motoros szerkezet áttétel megvalósítása Léptető motor tengelye
Rugalmas acél szalag
Léptető motor tengelye
Rugalmas acél szalag
Fej mozgatási sebesség
sebesség %
sebességváltási helyek
100 %
40 %
20 % 6,5 % legbelső pálya
0. sáv
megközelítendő cilinderek sorszáma
A legújabb megoldási elemek, technológiák Lemezen kívüli parkolás (IBM)
Régi-új megoldás, gondolat
Magnetorezisztív olvasás Mozgási indukcióra épülő érzékelés az adat sűrűség meghatározott értéke felett gyakorlatilag lehetetlenné válik. forrás
1999 - 2000 eszközei IBM ultrastar 36.7GB (73GB)
3,5”-os lemezek száma 6 (11) fordulatszám 7.200 (10.000) [1/perc] hozzáférési idő 5,4 ms adatátviteli sebesség 160 MB/s leolvasási sebesség 280-470 Mbit/s
IBM travelstar 4.8GB (14GB)
3,5”-os lemezek száma 1 (3) fordulatszám 5.400 (7.200) [1/perc] hozzáférési idő 9,0 ms leolvasási sebesség 181 Mbit/s
Az adathordozó (media) is szükséges része a kapacitás növelésének és ezzel egy idejűleg a jel adatátvitel sebességének is. permeabilitás 2
Bit/inch
Vékonyfilm anyagok S y
ferrit
d
s
nagy ferkvenciás ferrit
y
d v permaloy 10MHz
sy d permeabilitás gradiense
olvasott feszültség
Vékonyfilm anyagok
frekvencia
Vékonyfilm anyagok
permaloy
permaloy
1000 Oe
az „s” résben lévő térerősség
íróáram
Lemez felületek létrehozása A lemezek adattárolási fejlődése elsősorban technológia jellegű. Az adattárolási sűrűség növekedését első lépésben az adathordozó rétegnek vékony réteg technológiával történő kialakítása hozta meg. A lemezek fizikai hordozóinak minőségének javítása újabb fokozat
Alumínium fizikai hordozó
Üveg fizikai hordozó forrás
Technológiák hatása 1982-es Electronics jóslata a technológiai fejlődésre
vékonyfilm fejjel vékonyfilm lemezre (ferrit fejjel) vertikális rögzítés
rögzítési sűrűség BPI TPI bit/inch2 bit/mm2 15.000 800 12*106 18.600 25.000 1.200 30*106 46.500 100.000 1.200 120*106 186.500
IBM elektronmikroszkópos felvétele a mágnes lemez felületéről
9,9Mbit/mm2
31Mbit/mm2
5 µm
IBM microdrive mérete: 42,8*36,4*5,0 mm 340/512/1024 MB 1 lemez 2 fej lemez átmérő 1 inch lemez felület = 51,34 mm2 Hasznos lemez felület a lemez felület 50%-a 25,7*2 = 51,4mm2
Milyen technológiai feltételei vannak az előállításnak?
micromechanika
MicroElectroMechanical Sytem MEMS
Mikromechanikai technológiák fejlesztésével a Sandia National Laboratory foglalkozik. Kép a Sandia National Laboratory honlapjáról Kép az IBM honlapjáról
Nyilvánvaló azonosság. Az IBM megvásárolta a technológiát és alkalmazta „microdrive” típusnál.
mikromechanika az IBM microdrive-ban A ma gyártott mikromechankai gépek alkatrészei három vagy kevesebb szinten elrendezett szerkezeti elemeket tartalmaznak. A szintek általában 1-2 mikron vastag, egymástól légrésekkel elválasztott poliszilicium rétegből állanak. A háromszintes eljárással már tengely körül forgó (fogas) kerekek is előállíthatók, míg a négyszintes technológiával a kerék síkja fölé illeszthető további rétegben olyan kapcsoló-szerkezetek alakíthatók ki, amelyekkel megvalósítható a folyamatos, teljes körforgás. Az ötszintes eljárás ezt azzal toldja meg, hogy vele a mozgó alkatrészek bonyolult kölcsönhatásai is megvalósíthatók. Kép az IBM honlapjáról Kép a Sandia National Laboratory honlapjáról a kombinált mágnes fej és hozzá vezetései
Kombinált fej
Egy új alkalmazása a „microdrive”-nak
Használhatóság tényezői • Megbízhatóság mérőszáma az MTBF (Mean Time Between Failer) 1984-ben 10.000 - 20.000 óra ~1,15 - ~2,3 év
1998-ben Egy év 8760 óra 200.000 - 300.000 óra ~23 - ~34,5 év A túlzó adatokat úgy nyerték, hogy a Ezek hihető adatok, amelyek gyártókhoz reklamációként visszaérkezett valóságos vizsgálati eredményeken, egységeket vették alapul vagy szerviz statisztikákon alapulnak. a megfelelő statisztikai számításokban. Legújabb eszközeinél az IBM nem ad meg ilyen adatokat
• Adatbiztonság
szoftver hiba 10-11 bit hardver hiba 10-12 - 10-13 bit
A teljes rendszer együttes tulajdonságait jelentik ezek az adatok.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
a.
a. c. b.
a. c. b.
b. b a
