硬盘驱动器如何保持飞行高度（磁头和盘片之间的距离）？

Question

硬盘驱动器如何保持飞行高度（磁头和盘片之间的距离）？

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我正在研究硬盘驱动器的详细工作原理，但是我无法理解这个问题。读写头的滑块通过气体轴承（基本上是在空气垫上飞行）与盘片表面保持约5纳米的间隙。我推测这种力会将滑块推离盘片。但是在这种情况下，当驱动器不旋转（头部停放时），滑块的位置是什么？它如何从停放状态过渡到在盘片上方“飞行”而不接触盘片呢？

执行臂非常薄，我很难相信在头部从停放位置移动到盘片上时，有5纳米的间隙（和制造精度）。我可以想象一种情况，即默认情况下存在较大的间隙，并且一旦滑块位于盘片上方并旋转，就会“压向”盘片。但是当然，执行臂不是弹簧加载的。不过，如果气体轴承原理能够通过“拉入”来保持滑块与盘片的恒定距离，那将会有所帮助。

那么，我的假设中有什么错误吗？在所有驱动器状态下，确实保持了5纳米的间隙吗？气体轴承不仅仅是将滑块推开吗？

相关的是，当观察人们解除卡住的磁头时，他们会将磁头在静止盘片上移动（有时同时稍微旋转盘片）。在这种情况下，滑块是否与盘片接触？

- Lukáš Řádek

请在这个视频中查看大约2:34的部分。 - Luke Sawczak

1个回答

- sawdust · Accepted Answer

但在这种情况下，当驱动器不旋转（磁头停放）时滑块的位置是什么？典型的现代硬盘驱动器在关机或断电时始终（尝试）将R/W磁头组件重新定位到安全区域，称为落地区。这通常位于最内圆柱和主轴/轴承之间，是一个不用于数据存储的区域。这个方案被称为接触式启停。硬盘驱动器中使用的另一种方案是位于盘片外缘的装载/卸载坡道，可以防止R/W磁头接触到表面。可移动盘片的磁盘驱动器具有可以将R/W磁头收回/抬起远离盘片表面，并将磁头和臂部移开至一侧的磁头组件。在初始旋转启动时，R/W磁头要么（a）与盘片表面接触，但位于指定的落地区，要么（b）停放在坡道上。只有在驱动器验证主轴马达/盘片达到所需的旋转速度后，才会命令R/W磁头组件执行重新校准搜索到零号圆柱。

只要盘片保持一定的旋转速度，空气轴承就足够（在正常情况下，即没有冲击或振动）避免磁头在盘片表面着陆/碰撞。

但是，执行器并不是弹簧加载的...

你的假设是错误的。读写头通常在它们的臂上有扭力或叶片弹簧，以便“正常”（即停放）位置对盘片表面施加轻压力。弹簧张力可以调整以实现正确的读写头飞行高度。

所以我的假设哪里错了？

看起来你有不止一个误解。

所有驱动状态下都维持5纳米的间隙吗？

不，只有在盘片旋转时才能保持飞行高度。

空气轴承不仅仅是推动滑块远离吗？

（问题中的否定是多余的。在提问时不要试图肯定你的假设。）空气轴承使每个读写头离开盘片表面，以抵消将头部推向盘片表面的对立弹簧的作用。

与此相关的是，当观察人们解除卡住的读写头时，他们会将头部移动到静止的盘片上（有时同时旋转盘片一点）。在这种情况下，滑块是否与盘片接触？

读写头将与盘片表面接触，但这种微小的接触应该是无关紧要的。更大的风险是污染。

附录

一份关于接触式启停与负载/卸载坡道的WD白皮书（PDF，957KiB）：硬盘驱动器中的坡道负载/卸载技术。