ハードディスク(HDD)の内部・外部構造について

ハードディスクは磁性体を塗布したアルミニウムやガラスのディスクを一定の間隔で何枚も重ね合わせた構造になっており、これをモーターで高速に回転させ、磁気ヘッドを近づけてデータを読み書きする補助記憶装置であります。磁気ヘッドとディスクは1000分の1mm以下の間隔で非常に接近するため、振動と衝撃に弱いです。パソコンを初めとする、ほとんどの装置に搭載されている代表的な外部記憶装置であります。

ハードディスクのデータ復旧   外付けハードディスクのデータ損傷

磁気ディスクが初めて出た時には、ディスクを使用者がコンピューターに装着して使う形態でした。しかし、ほこりなどに汚染されたり、使用者の操作ミスでデータの破損が多く発生し、現在のような密封された形態に変わりました。
電源が供給されない状態ではヘッドがディスク表面上(landing Zone)に待機していて、電源が供給されればディスクが回転を始めます。この時ディスクの回転によって風が生じます。
この空気の力とヘッドが持っているspring力との相互作用(airo-dynamic)によってヘッドがディスク表面上で飛行機が離陸するようにflyingを始めます。
正常速度 (3,600 - 7,200 rpm)に達すればヘッドが、決まった間隔(flying height)を置いて、移動しデータの読み書きを行います。

ハードディスクのデータ復元費用・期間   ハードディスクのデータ復旧事例

ハードディスクの心臓部でハードディスクの動作を制御し、ディスクのデータを受けてメインボードCPUやRAMに送ります。また、データ情報を受けてディスクに送る役割をします。
そして、外部から電源をもらいモーターに供給します。もし、電源供給が不安定ならハードディスク内で障害を起こし、ハードディスク故障の原因になることがあります。

基板はよく故障される所で、基板に問題があれば、ハードディスクは機能しなくなります。しかし、ハードディスクの他の部分に比べて修理は簡単にできます。

データケーブルを接続する場所で、ピンがたくさん集まっています。
接続する際に、ピンが曲がったり、折れやすい部分なので注意しなければなりません。基板の一部でコンピューターとデータのやり取りができるようにする役割をします。
コネクターにケーブルをつなぐ時、1番と40番をよく区別して接続しなければなりません。 電源コネクターとはハードディスクに電源供給を行ってくれる部分です。電源コネクターを接続する時は単独の電源ケーブルを使った方が良いです。ハードディスクは、とてもデリケートな部品なので、特に電源供給は安定的に行わなければなりません。
もし、ケーブルが他のものと一緒に接続されたら、ハードディスクの不安定な電源供給はもちろん、一緒に接続された部品にも障害が起こり、ハードディスクにも多くの影響を与えます。 電源ケーブルを接続する場合や抜く場合には、必ず電源を切ってから行わなければなりません。 Jumperをハードディスクのマスター、スレーブを決めます。Jumperピンがデータケーブルコネクターとパワーコネクターの間にある製品もあります。

*Jumper設定を間違えばコンピューターからハードディスクが正しく認識されません。ハードディスク表面にジャンパー設定方法が書いてありますので、よく確認してからセッティングを行います。

ハードディスクを保護し、ハードディスクの情報とJumper設定方法が書いてあります。

円盤(ディスク)状の記憶装置における記録単位の一つです。
ハードディスクやフロッピーディスクなどのディスクを利用した記憶媒体では、データは木の年輪のように同心円状に分割されて記録されます。これらの円周によって分割される同心円状の領域がトラックであります。

円盤(ディスク)状の記憶装置における最小の記録単位。
ハードディスクやフロッピーディスクなどのディスクを利用した記憶媒体は、木の年輪のように同心円状の「トラック」に分割される。これをさらに放射状に等分した部分がセクタであります。媒体によって1トラックあたりのセクタの数は異なります。
OSによる記憶媒体の管理は、通常はセクタ単位ではなく、いくつかのセクタをまとめた「クラスタ」単位で行ないます。

シリンダとは、ハードディスクの記録単位の一つ。
ハードディスクでは、データは木の年輪のように同心円状に分割されて記録されます。これらの円周によって分割される同心円状の領域をトラックと呼びます。通常、ハードディスクは複数のディスクを等間隔に並べた構造になっており、同じ大きさのトラックがディスクの数だけ円筒状に並んでいます。この円筒状のトラックの集まりをシリンダと呼び、ハードディスクにデータを記録する際の記憶単位として利用しています。

データを読み書きする部分で、実際のヘッド数はディスクの数 x 2です。すなわち、4個のディスクを持ったドライブなら 8個のヘッドを持ちます。しかし、大容量のハードディスクはこれを回路を通じて16個以上の個数を持つものとして認識させる場合が多くあります。
普通3.5"ハードディスクの場合、構造上最大 8枚のディスクを設置することができるが、大概の場合には 2 - 4枚位が設置されます。
一般的によく使われるヘッドの方式はコイルを利用したヘッドだが、最近はMR(Magneto Resistive) ヘッドになっています。

表面に磁性材料を塗布した回転円盤と磁気ヘッドとを組み合わせて情報を記憶する装置です。
普通 1枚から8枚までがドライブ内に設置され両面にデータをそれぞれ記録します。このディスクの表面をヘッドが動いてデータを読み書きします。

制御回路はハードディスクを制御するための各種電子回路と部品で構成されているPCB部分を言います。普通ハードディスクの下の部分に位置します。制御回路はスピンドル、ステップモーターを回転させるための電源部とPCBで構成されています。

-PCとHDDをつなぐインターフェース (IDE/SCSI) 機能
-データの読み取りのためのコーディングとデコーディング
-データバッファーリング（buffering）機能
-ヘッドの位置選定機能
-スピンドルモーターの回転制御
-ノイズをとり除くためのフィルター
-オートパーキング(Auto Parking) 機能
-PCとハードディスクをつなぐインターフェース (IDE/SCSI) 機能

空気濾過器には循環濾過器と外気圧縮器用濾過器があります。循環濾過器はスピンドルモーターの回転で生じる内部空気の流れを通過させてきれいにします。外気濾過器はディスクが動作中の時や停止した時に内外部の気圧の差ができ、空気が入って来る可能性があるため使います。

ヘッドアクチュエーターは読み取り/書き取りヘッドがディスクの上で正確なトラックに位置するように制御する役割をします。

スピンドルモーターは主にフラッター中央に回転力を伝達させます。速度が高いほどハードディスクのアクセスタイム(Access Time)が早くなります。
ハードディスクモーターが密閉された理由は既存モーターで発生した潤滑油添加などを防ぐためであります。 HDDに電源をいれるとスピンドル軸に1個以上のフラッターがお互いに繋がれ、同時に回転をするようになります。ここでは 0.1% 以内の回転誤差で正常速度を維持できればフラッターのデータを正確に読むことが出来るようになります。このためにスピンドルモーターは制御回路を持っています。

OSが記憶媒体を管理する際の最小の単位です。OSが媒体を管理する場合は、セクタ単位では小さすぎる(管理に必要な容量が多すぎる)ため、複数のセクタをまとめた「クラスタ」単位で管理します。1クラスタを何セクタとするかは媒体やOSの種類によって様々です。

コンピューターシステムの複数台の主記憶装置の動作を少しずつずらして、並列処理を行う高速な記憶装置のアクセス方式です。セグメント単位に、分割した多重プログラムを効率よく実行する方式です。

一つのセクタを読んだあと、次のセクタを読むのに時間がかかれば、次のセクタを読むためにハードディスク円盤がもう一回転するまで待たなければなりません。これを改善するために、次のセクタ番号を少し離れたところに位置させます。こうすればセクタを読む度に一回ずつディスクが回転しなければならない問題が可決できるようになります。
インターリーブが 2:1ならセクタを一つずつ飛ばしながら読むようになり、2回転ぶりに一つのトラックを全部読めるという意味で、 3:1ならセクタを 2個ずつ飛ばしながら読むようになります。したがって3回転ぶりに一トラック全体を読めるようになります。1:1なら1回転でトラックを全部読むことが可能です。したがって、インタリーブが 1:1の時が一番早い速度を見せるようになります。
しかし、これはシステムとインターフェースの速度によって適切に決めなければならない値であります。もし1:1に設定したがシステムがデータ処理できなくて、次のセクタをすぐに読み出すようになれば、むしろ、もっと遅くなることになります。
次の回転まで待たなければならないからです。インターリーブ値はローレベルフォーマットをする時に決まります。また、最近ほとんどのハードディスクとシステムはインターリーブ値を 1:1に使うことが出来るようになっています。

ハードディスクとヘッドは髪の毛の太さよりも小さな距離で離れて動作します。したがって、このヘッドが衝撃を受けてディスク表面を傷つければエラーが発生して不良セクタができてしまいます。電源が入っている時はコンピューターのコントロールを受けるので構わないが、電源が切られたり、停電になればヘッドをディスク表面から離れた所で待避させなければなりません。このような動作を自動に行うことを "オートパーキング"といいます。
また、ヘッドの待避場所をランディングゾーンと言います。CMOS セットアップのハードディスク設定部分には L.Zone という項目がありますが、この項目がパーキングする位置を指定する値です。
普通、シリンダ総数の最後のシリンダ+ 1が正しい値になります。すなわち、シリンダ数が 0 - 1023 なら1024になるのです。最近の大容量ハードディスクではLBA モードで設定すれば表示されたシリンダが1.2GBの場合620でも2481という値を持つようになります。大概の場合CMOS セットアップのハードディスク自動設定機能を利用すれば自動で設定されます。