Le testine di lettura e scrittura sono presenti in entrambi le superfici di un piatto, ciò significa che un disco rigido con due piatti possiede quattro testine. Lo strato di memorizzazione è presente sulle due facce di un piatto dando la possibilità alle testine di "incidere" i dati. Uno spazio quasi infinitesimo, quantificabile in pochi micron, divide le testine dalla superficie del piatto durante la rotazione dell'albero, mentre a riposo, a rotazione zero, esse poggiano delicatamente sulla superficie del disco.
Come si ottiene lo spazio quasi infinitesimo esistente tra testina di lettura/scrittura ,e piatto del disco?
La testina di lettura/scrittura è sospesa sopra al piatto del disco con l'aiuto di un cuscino d'aria sviluppato dalla rotazione del disco.
La distanza tra piatto, e testine è molto importante; Più la testina di lettura / scrittura è prossima al disco, e più è piccola l'area di registrazione dei dati (con la possibilità di ottenere grandi capienze), più è lontana dal disco, e minore sarà la capacità di memorizzazione dati.
Ovviamente le tecnologie di realizzazione delle testine si sono evolute, anche se il meccanismo di scrittura, e lettura è rimasto lo stesso. Ora, la scienza moderna ha permesso la costruzione di testine munite di sensore magneto resistivo; In pratica tale dispositivo varia la propria resistenza elettrica in funzione di un campo magnetico indotto. In ogni caso, le testine magneto resistive possono soltanto effettuare la lettura dei dati, e quindi sono state accoppiate con le testine magneto induttive capaci di scrivere i dati (v. figura 9).
FIGURA 9.
(le testine magneto resistive sono state accoppiate con le testine magneto induttive).
Tabella della figura 9.
Quali sono le tecnologie adottate nel corso degli anni per la realizzazione delle testine di lettura e scrittura?
L'evoluzione tecnologica delle testine è riassunta brevemente dalla tabella seguente.
GMR (Giant Magneto Resistance)
Tabella delle testine di lettura e scrittura.
L'evoluzione delle testine degli hard disk si può riassumere in cinque momenti importanti:
1) Le prime testine di lettura, e scrittura funzionavano come un classico elettromagnete, e sfruttavano il fenomeno dell'induzione elettromagnetica. Quando la testina di lettura rilevava un diverso campo magnetico del supporto (del piatto), avveniva un cambio di polarità che determinava successivamente il valore di bit 0 e 1. Normalmente, esse erano composte da un ferro (MnFe) a forma di cavallo avvolte da un cavo in rame, praticamente un elettromagnete. Attualmente, nelle operazioni di scrittura interviene ancora il meccanismo dell'induzione elettromagnetica.
2) Il secondo momento di evoluzione è costituito dall'introduzione delle testine Metal-In-Gap (MIG), che essezialmente funzionano come le precedenti, ma sono composte da una lega di metallo molto più sensibile ai campi magnetici.
3) Nella terza evoluzione le testine induttive riducono la loro dimensione, il loro peso, e diventano più precise; Vengono comunemente chiamate Thin film, e assolvono alla funzione di scrittura, e di lettura.
4) Le testine Magneto-Resistive Anisotropiche (AMR) rappresentano il quarto stadio di evoluzione. Esse non funzionano più per induzione elettromagnetica, ma utilizzano un materiale speciale che modifica la propria resistenza al passaggio della corrente elettrica in presenza di un campo magnetico. L'elemento di lettura è composto da un sensore magnetoresistivo la cui resistenza al passaggio della corrente elettrica varia al variare del campo magnetico a cui viene sottoposto.
Più specificatamente l'effetto magnetoresistivo si basa sulla velocità degli elettroni di conduzione del materiale magnetoresistivo: se gli elettroni si muovono nella stessa direzione della polarizzazione magnetica, la loro velocità è minima, e quindi la resistenza al passaggio della corrente elettrica sarà massima; Nel caso contrario, la velocità degli elettroni sarà massima, e quindi, minima sarà la resistenza al passaggio della corrente elettrica. Il valore massimo o minimo della resistenza verranno interpretati come valori di informazione 1 e 0.
E' da aggiungere, che solo le testine di lettura utilizzano la tecnologia Magneto-Resistive (MR). Ricordiamo, che il fenomeno della magnetoresistenza fu scoperto nel lontano 1857 da Lord Kelvin, e che nel 1968 presso il centro di ricerca della AMPEX CORPORATION fu realizzata la prima testina magnetoresistiva.
5) Nel 1988 fu scoperto l'effetto Giant magnetoresistive, e dal 2000 le testine di lettura del disco rigido usufruiscono di tale tecnologia; La seguente immagine vi può aiutare nel comprendere il funzionamento della tecnologia di lettura GMR (Giant Magneto-Resistive).
FIGURA 10.
Cos'è il fenomeno GMR? Come funziona?
Se siete a digiuno di fisica, meglio iniziare a leggere qualcosa, poichè il fenomeno GMR si basa sulle proprietà quantistiche dell'elettrone. L'elettrone può essere caratterizzato da due valori: il valore di spin up, e quello di spin down. In un strato sottile metallico magnetizzato, gli elettroni con direzione parallela all'orientazione magnetica possono muoversi liberamente, mentre quelli con spin opposto collidono più facilmente. In quest'ultimo caso si verifica un aumento della resistenza al passaggio della corrente elettrica, mentre nel caso di orientamento parallello la resistenza al passaggio delle corrente elettrica misurata è bassa. L'immagine seguente vi aiuterà a capire come funziona il fenomeno GMR.
FIGURA 11.
Una testina di lettura GMR è composta principalmente da quattro strati: il primo il Free layer, legge le informazioni sul supporto magnetico, il secondo divide il Free layer dal Pinned layer, il terzo, il Pinned Layer, orienta la propria polarità in seguito ad un cambiamento dell'orientamento degli elettroni del primo strato; L'ultimo strato, l'Exchange layer mantiene la polarità magnetica del Pinned Layer.Tutto ciò funziona così: quando gli elettroni del Free layer sono allineati con il Pinned layer la resistenza della testina è bassa.
Menu Sezione/Pagina Precedente/Pagina Successiva/Torna alla Homepage
Sito:www.megaoverclock.it