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拆解HDD:探究内部机电奇迹

2022-10-18 14:42:23 Brian Dipert 阅读:
我发现硬盘驱动器(HDD)的机电奇迹才是更让人惊艳的技术成就;而这也意味着今天的拆解对象就是HGST Ultrastar 7K3000 3TB硬盘…
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同样地,我又将一颗螺丝卸下,因而能轻松取出磁头间的隔板组件。而其所展现的内容也出乎意料:Q5qednc

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这是一个四磁盘的3TB硬盘;你很快就会看到其他的磁盘了。事实上,总共有8个读/写磁头:每个磁盘一对,每个磁盘侧各一个。计算一下,每个磁盘的储存空间为750GB字节。但是,致动器的末端有足够的位置能容纳10个读/写头;正如你所看到的,在这个配置中最底下的两个并未是填充。我猜测,这种同样的致动器与机械臂组合也可以用于4TB硬盘中,其中每个盘面(共5个)可以储存800GB的数据。读者们应该同意吧?Q5qednc

说到致动器和机械臂组件,虽然我已经拆掉了所有可见的固定螺丝,但它仍然无法动弹。因此,我怀疑可能被底部组件所固定住了,因此再将硬盘翻过来,继续拆解任务。Q5qednc

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等到卸下六颗螺丝后,终于有了答案;接着,先把PCB放在一边,稍后我们再来讨论几个值得注意的细节:Q5qednc

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首先,在右下角,你会看到还有几颗Torx螺丝确实还固定在另一侧致动器与臂部组件的位置。其次,还记得我之前提到从控制电子装置到致动器的扁平电缆吗?你会看到它在左下角的PCB上的连接器。最后,在中间有四个端子,与PCB连接,并透过另一条扁平电缆让这些电子组件控制磁盘主轴。Q5qednc

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而其背面部份就不用刻意了解了,除非你对测试点和通孔感兴趣。我觉得有点奇怪的是硬盘制造商把可能发生短路(或者至少是ESD冲击)的PCB外露,而不是用不导电的胶带或其他材料覆盖后,再把硬盘成品交给终端客户。Q5qednc

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提到不导电的材料:Q5qednc

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不导电泡棉,加上主IC上的一点热敏胶带,一开始就把PCB顶面的大部份结构遮挡住了。Q5qednc

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遗憾的是,热敏胶带的残留导致主IC产品标记部份无法辨认,所以你必须认真思考我(和我的发光放大镜)所透露的,印在TQFP上面的是:LSI *6045 TNNFU52220/EAQ0501315 TH字样。Q5qednc

遗憾的是,我在网络上找不到关于这个芯片任何有意义的信息——LSI Logic在2014年被Avago (现在是Broadcom)收购了,但我猜测它是主要的驱动控制芯片,管理SATA总线的接口、致动器电路,以及(间接地)与主轴马达连接。我看到有一篇文章中将其称为LSI MEL-B1B1 (至少在其照片中的第二个产品标记),但我也找不到与该IC名称相关的任何信息。Q5qednc

所幸其他IC的辨识还算易于解碼。在LSI 6045的下方和左边为产品代码OA73080的IC,其似乎是主轴马达控制器,但我找不到该芯片属于哪一家制造商。在MEL-B1B1的右边是一个512Mbit的DDR2 SDRAM;而在我硬盘中的是华邦电子(WinbondElectronics)的W9751G6JB-25组件,而在此记录中的则是三星(Samsung)。Q5qednc

在SDRAM的底下与右边是一个4Mb的串行闪存(标示为25FS406,由多家供货商提供),能用来储存硬盘韧体。还记得前面提到“四个末端连接到PCB,并透过另一条扁平电缆让相同的电子组件控制磁盘的主轴马达吗?其四条弹簧在PCB的底部,即LSI 6045的底部。说到压合连接,之前提到的扁平电缆由致动器对角的接头在PCB左上角。Q5qednc

而当把硬盘翻转过来时,我发现另一个空气过滤器掉了出来:Q5qednc

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值得庆幸的是,现在已经能完整地将致动器和机械臂组件从其内部取出。让我们从四个不同的角度来看:Q5qednc

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这是读/写磁头的最后一张特写,其中缺少的第五对:Q5qednc

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它一部份是经由旋转位置,然后完全拆解之前提到磁盘间的塑料垫片后,终于能够把所有的磁盘取出:Q5qednc

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由于我已经不记得原来在硬盘中的摆放顺序了,更不用说现在等到它们全部拆解后…Q5qednc

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我想任何人都无法再从中获取任何数据了!Q5qednc

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(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版,参考链接:Peeking inside an HDD本文同步刊登于EDN Taiwan 202210月号杂志)Q5qednc

责编:Demi
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Brian Dipert
EDN资深博客作者。Brian Dipert是前EDN杂志的高级技术编辑。 他是BDTi的高级分析师,嵌入式视觉联盟的主编,以及AnandTech、EDN杂志和《低功耗设计》的特约编辑。 他也是Sierra Media的创始人。
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