هارد درایو چه‌گونه کار می‌کند؟

گروه آموزشی

ویدوآل

۱۳۹۵/۰۳/۱۲ ۰۹:۰۹ ق.ظ

17811

بار بازدید شده
How-do-hard-drives-work هواپیمایی را تصور کنید که در ارتفاع یک میلی متر بالاتر از سطح زمین در حال پرواز است. این هواپیما در هر 25 ثانیه یک دور به دور زمین می چرخد و همه برگ‌های علف را نیز می‌شمارد. حال همه این‌ها را که گفتیم...
1811
هارد درایو چه‌گونه کار می‌کند؟
Vidoal
سرعت نمایش
نظرات ثبت شده (8)
Hiwa photo
Hiwa دوشنبه، ۰۱ آذر ۱۳۹۵
درود به همگي شما بابت زحمات و خدمتي كه به جامعه ميكنيد. تك تك ويديو هاي شما عالين✌️️
ساسان پناهی photo
ساسان پناهی پنج شنبه، ۲۰ آبان ۱۳۹۵
علم و تکنولوژی واقعا پیشرفت کرده، با این همه مطالعه که دارم گاهی واقعا به خودم فکر میکنم و میبینم چقدر اطلاعاتم کمه،نظر دادن راجب اینکه آینده چطور میشه و چه کارایی میشه انجام داد خیلی سخت شده، ولی به نظرم در آینده چیزی به نام هاد یا فضای ذخیره سازی معنا نمیده، کماکان که اینترنت این موضوع رو اثبات کرده، دوره های آینده ، دوره ای خارج از بعد مکان و زمان، به امید هرچه زودتر این اتفاقات
Amir Noori photo
Amir Noori پنج شنبه، ۲۰ آبان ۱۳۹۵
سلام، با توجه به اینکه هارد درایو ها داره نسلشون منقرض میشه و جاشون رو میدن به solid state drive (ssd)i.ممنون میشم اگر راجب کارکرد نسل جدید مطلب ارائه بدین.
Mohsen Nemati photo
Mohsen Nemati چهارشنبه، ۲۸ مهر ۱۳۹۵
عالی بود
Mohammad photo
Mohammad جمعه، ۱۴ خرداد ۱۳۹۵
ممنون بابت این ویدیوی مفیدفقط مشکلی که داشت این بود که حدود 5 بار به جای بیت گفتید بایت!مثلا گفته 600Gbits/in2 ولی شما گفتید 600 گیگابایت بر اینچ مربع در صورتی که باید می‌گفتید 600 گیگابیت بر اینچ مربع. این دوتا رو جابه‌جا گفتید.Bit = بیتByte = بایت لطفا حداقل متن توضیحات رو تصحیح کنید.
گروه آموزشی ویدوآل esle { گروه آموزشی ویدوآل }
گروه آموزشی ویدوآل شنبه، ۱۵ خرداد ۱۳۹۵
(پاسخ) حق با شماست، این ویدیو پس از تصحیح، دوباره در کانال تلگرام ارسال میشه
گروه آموزشی ویدوآل esle { گروه آموزشی ویدوآل }
گروه آموزشی ویدوآل سه شنبه، ۱۸ خرداد ۱۳۹۵
(پاسخ) ویدیو هارد درایو چه‌گونه کار می‌کند؟ مجددا صداگذاری شده و تصحیح شد.
Mohammad Ali esle { Mohammad Ali }
Mohammad Ali سه شنبه، ۱۸ خرداد ۱۳۹۵
(پاسخ) بسیار ممنون بابت توجه‌تون. ویدوآل خیلی چیزها رو به من یاد داده از این بابت ازتون ممنونم.
توضیحات
هواپیمایی را تصور کنید که در ارتفاع یک میلی متر بالاتر از سطح زمین در حال پرواز است. این هواپیما در هر 25 ثانیه یک دور به دور زمین می‌چرخد و همه برگ‌های علف را نیز می‌شمارد. حال همه این‌ها را که گفتیم فشرده کنید تا اندازه کف دستتان شود. اکنون شما چیزی شبیه به یک هارد درایو دارید؛ پدیده‌ای که می‌تواند از اطلاعاتی بیش از کتابخانه محلی شهرتان نگهداری کند.
اما چطور این حجم زیاد در چنین فضای کمی ذخیره می‌شود؟
در قلب هر هارد درایو تعدادی صفحه وجود دارد که با سرعتی بسیار زیاد در حال چرخیدن هستند. بالای هر کدام از این صفحه‌ها یک هد ضبط کننده معلق وجود دارد و این صفحه‌ها با یک لایه از دانه‌های میکروسکوپی باردار پوشیده شده است. داده‌های شما آن‌طوری که بتوانید آن‌ها را شناسایی کنید، وجود ندارند؛ در عوض به شکل یک الگوی مغناطیسی نگهداری می‌شوند که توسط گروه‌هایی از این دانه‌های کوچک شکل گرفته است. در هر گروه که با نام «بیت» شناخته می‌شود، تمام دانه‌های مغناطیسی در یکی از دو حالت ممکن صفر و یک، ردیف هستند. داده‌ها با تبدیل رشته‌های بیت به جریان الکتریکی، به وسیله یک آهن ربای الکتریکی، در صفحات نوشته می شوند. این آهن ربا میدانی آنچنان قوی می سازد که جهت بار مغناطیسی دانه های فلزی را تغییر بدهد. وقتی این اطلاعات در صفحه نوشته شد، درایور از یک مغناطیس خوان (magnatic reader) استفاده می کند تا آن را به شکل قابل استفاده اش تبدیل کند؛ مثل سوزن گرامافون که شیارها را به موسیقی برمی گرداند.
اما چطور فقط از صفر و یک می توان این همه اطلاعات به دست آورد؟
خب با گذاشتن تعداد زیادی از آن ها در کنار هم؛ به طور مثال، یک حرف با یک بایت یا 8 بیت نشان داده می شود و یک عکس معمولی چند مگابایت فضا می گیرد که هر کدامش 8 میلیون بیت است؛ زیرا هر بیت باید در فضای فیزیکی نوشته شود. ما همیشه به دنبال آن هستیم که ضخامت سطح صفحه را افزایش داده یا بدانیم که چند بیت را می توان در یک اینچ مربع جا داد.
ظرفیت هارد درایو های مدرن حدود 600 گیگابیت در هر اینچ مربع است. این مقدار 300 میلیون بار بیش‌تر  از اولین هارد درایو «IBM»  است که در سال 1957 میلادی ساخته شد. این پیشرفت شگفت انگیز در ظرفیت ذخیره سازی فقط برای کوچک کردن همه چیز نیست، اما با این حال نوآوری های زیادی را با خود به همراه داشته است. روشی به نام «فرایند لیتوگرافی لایه نازک» به موتورها اجازه می‌دهد «Reader» و «Writer» را کوچک کنند.
به کمک کشفیات جدید و ویژگی‌های مغناطیسی و کوانتمی، ریدرها با وجود اندازه‌شان حساس‌تر می‌شوند و به لطف الگوریتم‌های ریاضی، بیت‌ها می توانند نسبت به هم نزدیک‌تر قرار بگیرند؛ زیرا الگوریتم‌ها باعث از بین رفتن پارازیت در تداخلات مغناطیسی و پیدا کردن ممکن‌ترین رشته بیت در هر بخش می‌شوند.
کنترل انبساط حرارتی هد که به کمک قرار دادن یک گرم کن زیر Writer مغناطیسی ایجاد شده است، به هد اجازه می‌دهد که در فاصله‌ای کمتر از 5 نانومتر از سطح صفحه، معلق باشد. این فاصله به اندازه پهنای دو رشته «DNA» است.
در دهه‌های گذشته رشد رو به افزایش ظرفیت ذخیره سازی و قدرت پردازش از الگویی به نام «قانون مور» پیروی کرده است. این قانون در سال 1975 میلادی پیش بینی کرد که حجم اطلاعات در هر 2 سال دو برابر خواهد شد.
اما کوچک کردن دانه‌های مغناطیسی حدود 100 گیگابیت در هر اینچ مربع یا نزدیک‌تر قرار دادن آن‌ها، خطر جدیدی را به نام اثر سوپر پارا مغناطیسی ایجاد می‌کند. وقتی اندازه یک دانه مغناطیسی خیلی کم باشد، بار مغناطیسی به راحتی توسط حرارت پخش و باعث می‌شود که بیت‌ها تصادفی جا به جا شده و اطلاعات از دست بروند. دانشمندان این ایراد را با یک راه حل ساده برطرف کرده‌اند. آن‌ها دستورالعمل ثبت داده‌ها را از طولی به عمودی تغییر دادند و این کار اجازه دسترسی به یک ترابیت در هر اینچ مربع را به آن‌ها داد.
این ایراد (محدودیت) بالقوه دوباره با ضبط مغناطیسی حرارتی افزایش پیدا کرده است. این روش از یک واسطه حرارتی باثبات‌تر استفاده می‌کند که مقاومت مغناطیسی‌اش هر لحظه با گرم کردن نقطه‌ای خاص به وسیله لیزر و اجازه ثبت داده‌ها کم می‌شود. با این که این درایورها در حد نمونه های اولیه هستند، دانشمندان از پیش حقه‌های بعدی را در آستین دارند؛ وسیله‌ای بر اساس الگوی بیتی که در آن بیت‌ها در ساختارهایی جداگانه و در اندازه نانو قرار گرفته‌اند و به طور بالقوه امکان وجود بیش از 20 ترابیت در هر اینچ مربع یا بیشتر را می‌دهند.
بنابراین به لطف تلاش در هم آمیخته نسل‌هایی از مهندس‌ها، دانشمندان مواد و فیزیکدان‌های کوانتوم، این ابزار فوق‌العاده در عرصه قدرت و دقت می‌تواند کف دستان شما بچرخد.

تهيه‌کننده

Ted Ed
تهيه‌کننده

تد سکویی برای انتشار ایده‌هایی است که ارزش انتشار دارند. تد کار خود را در سال 1984 به عنوان کنفرانسی که فصل مشترک تکنولوژی، سرگرمی و طراحی بود آغاز کرد.

مترجم

فائزه مجاهدطلب
مترجم

رشته‌ی بازیگری-کارگردانی رو در دانشگاه هنر تهران خوندم. بازیگری رو دوست دارم و دلم می‌خواد که هر روز از زندگیم پر از تجربه‌های جدید باشه.

گوینده

افشین ذریه
گوینده

از سال ۱۳۸۰ در زمینه شبکه فعالیت می‌کنم و علاقه زیادی به مباحث علمی و افزایش دانش خود و دیگران دارم. امیدوارم با همکاری تیم خوبی که داریم، گامی مثبت در جهت ارتقاء سطح فرهنگ جامعه برداریم.