硬碟基本原理

硬碟 (Hard Disk or Fix Disk)是高科技、高精密�a�I，集�子半���w、雷射光�W、精密�C械、高等物理化�W等科技。目前PC很多�L��a品在�S多��家均可�u造，唯��CPU和硬碟只有美、日商有能力�u造，可��u造�y度。硬碟因其�a�I�Y����大涉及尖端科技，所以美��原�S�τ驳�技�g管制�栏瘢�一般�o法�p易取得�P�I技�g。
硬碟是利用2�M位磁性�Υ嬖�理是�①Y料用其控制�路透�^硬碟�x���^(Read / Write Head )，去改�磁片上表面上�O�微的磁蕊的正��O性 ( ��)�砑右�Υ妫�所以�@�灼�磁片就相��重要。而磁片��Υ娓�多的�Y料，�t��⒋湃镅u作的愈�愈小(�似相�C底片的感光�w粒)，再Coating (�R�)到磁片表面上，密度相��高，而硬碟�x���^�榱四茉诖牌�表面高速�砘匾�幼x取�Y料，�t需漂浮在磁片表面不可接�|，但太高�x取����太弱，�o法�_到高容量要求，所以需�M可能�旱停�其�w行高度(Flying Height)�s�� 0.5 uin (可比喻成一架大型747客�C其�w行高度�保持在1 Inch而不可����)所以磁片表面上�相��光滑平整，任何��物、�m埃均��造成硬碟�x���^打��磁面(限於��降�1 %以下)而造成硬碟�Y料永久性��害。所以硬碟的�b配修�腿�程需在Class 100高���Q度的Clean Room (�o�m室)�冗M行，作�Y料救援也是同理。
硬碟零件大致分�椋�磁片(Media)、�x���^(Read Write Head)、�R�_(Spindle Motor & Voice Coil Motor)、底座(Base)、�路板(PCBA)等�状箜��M合而成。 


Media 的基板是金�倩虿ＡР馁|�u成，�檫_到高密度高�定的品�|，基板要求表面光滑平整，不可有任何暇疵，�⒋欧�Coating �R�到基板表面上，最後再�T上保�o��滑�印４颂�有2�高科技，一�槿绾窝u造出不含�s�|�O�微的磁粉；二�槿绾�⒋欧劬��虻�Coating上去。

以3.5”Media�算，其����25mm，需扣掉最外及最�热Σ�Υ�Data的部分，���H只剩20mm。磁片是以2�M位磁性�Υ妫��T��O�磁粉，一磁粉只呈�щ�or不�щ�，“+” or “�C”
一粒磁粉=1Bit8Bit=1Byte
1Mb=1024 x 1024=1,048,576Byte
1GB=1,048,576 x 1,024=1,073,741,824Byte100GB=107,374,182,400Byte x 8Bit =858,993,459,200 Bit (磁粒)
(1��Bit��0或1，8Bit只可��一��字元如A、B或C…。事��上不是以Bit��挝唬�在此�榍蠛��我锥�，故以Bit形容。)

可�其密度相��高，所以Media不可有任何污染，全程�u造均需在Class 100高���Q度的Clean Room�龋��@也是硬碟�C要求需在Clean Room才能拆解的原因。Media出�S�r，是完全空白�o任何�Y料��存在，需交由各硬碟�S�M�b�r自行��a(Servo Track Write)才可使用。


Head 是由上、下多片�x���^固定在同一�MArm上，�砘匾��r是整�MArm一起移�樱�一般�x��原理是，例如�s��10MB Data�M��r，第1��Head先��4096 Byte(��格各��)，第2 Head��4096 Byte，依此�推，呈垂直�x��，所以1 支�n案是被分成很多段存在各磁面上，�x取�r也是同理，如此多磁�^同�r�x��可�_到高速要求，但�F在又有更先�M的科技出�F。Arm 因需高速�砘匾�樱�不可抖�樱��K精�室浦猎�位址，各Head垂直度不可有分毫�`差 (限於�^�的0.001 ���度) 所以 Head、Media均不可��踊蚱�角，否�t���o法定�。目前科技尚�o法�⒄`差的Head或Media�{整回原址，因需以3D立�w�砜�X、Y�c及各Head的垂直�c外，�需�及外�脚c��降墓�差，�@也是硬碟怕碰撞的原因，更不可能去更�QHead。

Spindle Motor上�b有１至多片Media，以7,200或10,000 RPM 定速旋�D，�楸３制�Balance不可抖�樱�所以Bearing(分�L珠、液�B)品�|要求�乐�，需能忍受24 H x 365 Days持�m�\�D而不磨�p、不�a生高�卦胍簟�

硬碟�M�b�r，是依序��Spindle Motor、Media、Voice Coil Motor、Head�b上固定後，先�y�各Head在其所�Media的Fly Height值，是否合格(�s��0.5 uin).
因��Head是利用�饬髌�浮在Media上不接�|的原理，才可在各��g高速�砘匾�樱�但太高�x取��太弱，太低��磨�p到Media表面，所以 Media表面上�相��光滑平整，任何��物、�m埃均��使得Head打��磁面而造成Data永久性��害。似�子在高速�r�胎去撞到大石�^，後果�乐亍Ｋ�以硬碟的�b配修�腿�程需在高���Q度的�o�m室�冗M行。此�安�b作�I需用雷射�x器完成，�o法使用人工。


各大元件�b��後，此�rMedia因尚�o任何Sector存在，硬碟��o法�x取，需�各�S依其�格用�Ｓ玫�Servo Track Writer，透�^其Head在Media�M行一圈一圈 Embedded Servo 的��a�幼鳌�
100GB=107,374,182,400 Byte / 512Byte=209,715,200 Sector。
因太精�，Servo write 是以雷射控制，不得�`差。因Media是�A形，��捷^小所以所�出的Sector�盗��比外�缴伲��@是所�^的Zone Bit Recording��a法，�@也是最困�y的技�g。
Embedded Servo 完成後，此�r硬碟已可使用，接上��X Power On後，Head 已可正常定�，BIOS 已可 Detect 其�格，出�F Sector 值。最後 BIOS ���� Controller 交由作�I系�y，只需 Create New Partition 及 Format 就可正式�Υ� Data。

以上基本原理介�B，�x者��可得知�醉����}需注意：

1. Media不可污染，所以需在Class 100高���Q度的Clean Room拆解。

2. Head 、Media�烧叽烬X相依，��初固定後，即用Servo Track Writer�⒏髅�Media作垂直性的Embedded Servo，就不容�S再有�`差，只要稍有碰撞，Head就�o法定�，所以更不可能��Head或Media拆下或�b至另一同型硬碟。

3. Media 是2�M位磁性媒介，就像�音�Т帕Ｖ蝗菰S一�N�O性存在，因此只要 Head 有�流�a生即可改�其原值，所以一台受�p的硬碟只要稍有不慎，很容易再被��入而破�脑� Data。