Quoi de neuf dans les disques durs ? A première vue, rien. Si l’on en juge par leur aspect extérieur, ces périphériques de stockage n’ont presque pas évolué depuis des lustres. Pourtant, en l’espace de cinq ans, la capacité d’un
disque ‘ standard ‘ est passée de 10 à 120 Go. Pour découvrir les raisons de cette progression spectaculaire, il faut ouvrir le boîtier. Une opération délicate, et, surtout, irréversible. Car cet
équipement hermétique renferme une atmosphère contrôlée, spécifiquement étudiée pour permettre un fonctionnement optimal des principaux mécanismes ?” têtes de lecture/écriture, bras supportant les têtes et plateaux ?” similaires à ceux
d’une platine tourne-disque. Toute tentative d’ouverture sonne la mort (presque) immédiate des informations enregistrées sur les plateaux, composés de deux faces et de plusieurs pistes comme un disque vinyle. Le stockage des données repose sur le
magnétisme : les têtes polarisent la surface des plateaux avec un champ magnétique (positif ou négatif) afin de représenter des 0 ou des 1. Pour augmenter la capacité de stockage des disques durs, les fabricants n’ont pas des dizaines de
solutions. Etudiée il y a quelques années, la multiplication du nombre de plateaux n’est pas envisageable, pour des raisons de place et d’efficacité. Il faut donc stocker plus de données sur chaque plateau, c’est-à-dire augmenter la densité de
celles-ci. Deux méthodes sont utilisées conjointement : rapprocher les pistes et réduire la taille des particules composant la couche magnétisable. Dans les deux cas, les têtes de lecture doivent devenir de plus en plus précises. Actuellement,
les disques durs pour PC en mode Sata atteignent une densité de 80 Go par plateau, soit une capacité de 320 Go avec quatre plateaux. Demain, 133 Go pourront tenir sur un seul plateau, pour stocker jusqu’à 500 Go sur un seul
disque…
Boîtier hermétique
Une fois retiré le cache de ce disque dur Sata à 7 200 tours par minute (tr/min), on distingue l’un des plateaux. Son diamètre est quasiment égal à la largeur du disque, 3,5 pouces. Celui des plateaux des disques à
10 000 tr/min est plus petit (3 pouces). A 15 000 tr/min, le diamètre des plateaux est réduit à 2,5 pouces. La règle est simple : plus le disque tourne vite, plus le diamètre du plateau est petit.
Plaqué fer
Les informations sont stockées sur les plateaux selon un principe similaire à celui des bandes magnétiques. Chaque plateau est composé d’un substrat (un support) en aluminium, d’une couche isolante, d’une couche magnétisable (un
alliage ferreux) déposée par électrolyse et d’une couche de lubrifiant en carbone (facilitant le déplacement des têtes) qui donne sa couleur au plateau.
Question de magnétisme
Le moteur de déplacement des têtes est guidé par un système électromagnétique, avec deux aimants et un solénoïde ?” un enroulement de fils électriques sur un cylindre, créant un champ magnétique lorsqu’il est parcouru par un
courant. Chaque piste contient des informations destinées à contrôler, à chaque instant, la position des têtes.
Atmosphère contrôlée
Le boîtier du disque dur est hermétique : pour fonctionner, les mécanismes nécessitent une atmosphère contrôlée, composée d’air épuré. Le nombre et le diamètre des poussières sont surveillés (les plus petites et les plus grosses
sont éliminées). Ouvert, le disque dur ne peut plus fonctionner. Un petit tampon composé de fibres permet de récupérer ?” par la force centrifuge ?” les particules les plus lourdes et de contrôler l’humidité.
Cerveau sur carte
Située au dos du disque dur, cette carte électronique remplit deux fonctions majeures, gérées par deux puces distinctes. L’une fait l’interface avec le processeur de l’ordinateur pour lire et écrire les données qui transitent ensuite
via le port Sata (sur la photo) ou IDE ; l’autre dirige les têtes de lecture. Trois autres puces contiennent la mémoire cache (où sont stockées les données en attente de lecture ou d’écriture), le firmware (le logiciel interne) et les pilotes
de gestion du moteur.
Têtes sur coussin d’air
Les quatre têtes de lecture (deux par plateaux) sont déplacées simultanément par un seul bras. Lors de la mise en route du disque, trois ou quatre secondes sont nécessaires pour que les têtes
‘ décollent ‘ de la zone spécifique où elles sont parquées. La rotation des plateaux engendre un ‘ vent ‘ de plusieurs centaines de kilomètres par heure,
qui crée une bulle d’air sous les têtes. Elles peuvent alors écrire les informations par électromagnétisme, sans toucher physiquement le disque.
Moteur à huile
Le moteur d’entraînement des plateaux est composé d’un rotor alimenté par un courant continu de 12 volts. Ce moteur fonctionnant avec une bobine et un aimant ne contient pas de roulement à bille, remplacé par un filet d’huile. Il
entraîne les plateaux à 7 200 tours par minute.
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