French subtitles for clip: File:Harddrive-engineerguy.ogv

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Démontage d'un disque dur

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Têtes de lecture, moteurs électrodynamiques, surfaces incroyablement lisses et traitement de signaux

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Saison 3 des vidéos de Engineerguy

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Un ordinateur est un outil puissant, mais il doit stocker des données correctement pour bien fonctionner, sinon il serait assez inutile, n'est-ce pas ?

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Ouvrons-le et regardons comment il stocke les données.

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Regardez : c'est magnifique.

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C'est un disque dur ordinaire, mais ses détails, bien sûr, sont extraordinaires.

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Je suis sûr que vous connaissez les bases d'un disque dur :

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on y stocke les données sous forme binaire, des uns et des zéros.

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Ce bras supporte une "tête"

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qui est un électro-aimant qui se déplace au-dessus du disque

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et soit écrit des données en changeant la magnétisation d'une section spécifique

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du plateau, soit lit simplement les données

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en mesurant la polarisation magnétique.

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En principe, assez simple,

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mais en pratique beaucoup d'ingénierie poussée.

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Le principal soucis est d'être sûr que la tête peut précisément

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et sans erreur

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lire et écrire sur le disque.

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La première chose est de se déplacer avec précision.

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Pour positionner le bras, les ingénieurs utilisent un "actionneur à bobine mobile".

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La base du bras se trouve entre deux puissants aimants.

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Ils sont tellement puissants qu'il est assez difficile de le démonter.

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Voilà.

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Le bras bouge grâce à la force de Lorentz.

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Faites passer un courant dans un câble plongé dans un champ magnétique

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et le câble subira une force ;

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inversez le courant et la force s'inversera aussi.

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Lorsque le courant passe dans une direction dans la bobine,

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la force créée par les aimants permanents fait bouger le bras dans ce sens,

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inversez le courant et il bouge dans l'autre sens.

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La force exercée sur le bras est directement proportionnelle au courant

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à travers la bobine, ce qui permet de

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positionner le bras précisément.

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Contrairement aux systèmes mécaniques,

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l'usure est minimale et ce n'est pas sensible aux changements de température.

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Au bout du bras se trouve l'élément le plus crucial : la tête.

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En gros, c'est une pièce de matériaux ferromagnétique entourée par un câble.

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Lorsqu'elle passe au-dessus des sections magnétisées du plateau,

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elle mesure les changements de direction des pôles magnétiques.

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Souvenez-vous de la Loi de Faraday : un changement du champ magnétique

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induit une tension dans une bobine placée à proximité.

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Ainsi, lorsque la tête passe au-dessus d'une section où la polarité

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a changé, elle enregistre un pic de tension.

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Les pics - négatifs ou positifs - représentent un "un"

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et lorsqu'il n'y a pas de pic de tension, cela représente un "zéro".

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La tête est incroyablement proche de la surface du disque

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100 nanomètres dans les vieux modèles,

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00:02:25,000 --> 00:02:27,000
mais moins de 10 nanomètres dans les modèles les plus récents.

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La tête étant plus proche des disques, son champ magnétique

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couvre une plus petite surface, permettant de placer plus de

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secteurs d’information sur la surface du disque.

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Pour conserver cette hauteur critique, les ingénieurs utilisent une méthode ingénieuse :

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la tête "flotte" au-dessus du disque.

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Vous voyez, lorsque le disque tourne, il forme une couche d'air

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qui passe sous la tête à plus de 80mph (130km/h) sur les bords du disque.

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La tête repose sur un "slider" dont l'aérodynamique a été étudiée pour flotter au-dessus du plateau.

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Le génie de cette technologie est qu'elle induit elle-même les corrections :

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si une perturbation déplaçait le slider trop haut, il retourne seul là où il flotte et devrait se trouver.

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Cependant, puisque la tête est si proche de la surface du disque

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le plus faible résidu de particules pourrait endommager le disque et causer des pertes de données.

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Pour éviter cela les ingénieurs placent ce filtre dans le flot d'air ;

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il retient les petites particules qui se serait arrachées du plateau.

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Pour que la tête flotte toujours à la bonne hauteur le plateau est incroyablement lisse :

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typiquement ce plateau est si lisse qu'il a une variation de surface d'environ un nanomètre.

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Pour vous donner une idée de à quel point c'est lisse, imaginons que cette section soit agrandie

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à la taille d'un terrain de football - américain ou international -

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les "bosses" à sa surface auraient une hauteur moyenne d'environ 3 centièmes de pouce (0,75mm).

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L'élément clé du plateau est sa couche magnétique,

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00:03:38,000 --> 00:03:41,000
faite en cobalt - parfois mélangé à du platine ou du nickel.

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Ce mélange de métaux a un fort champ coercitif,

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ce qui signifie qu'il conservera sa magnétisation - et donc les données - jusqu'à ce qu'il soit exposé à un autre puissant champ magnétique.

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Une dernière chose que je trouve vraiment astucieuse :

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00:03:52,000 --> 00:03:57,000
grâce à un peu de magnétique, on peut stocker jusqu'à 40 pourcents d'informations supplémentaires sur le disque.

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Considérons cette séquence de pôles magnétiques sur la surface du disque : 0-1-0-1-1-1.

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Un passage de la tête révèlerait ces pics de tension,

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positifs ou négatifs pour les "un".

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Nous pourrions facilement les distinguer de, par exemple, cette séquence similaire.

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00:04:13,000 --> 00:04:16,000
Si nous les comparons, elles diffèrent clairement.

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00:04:16,000 --> 00:04:20,000
Les ingénieurs, pourtant, travaillent toujours à placer de plus en plus de données dans un disque dur.

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00:04:20,000 --> 00:04:22,000
Un des moyens utilisés est de réduire la taille des domaines magnétiques,

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00:04:22,000 --> 00:04:25,000
mais regardez ce qui arrive aux pics de tension lorsque nous faisons ça.

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00:04:25,000 --> 00:04:28,000
Pour chaque séquence, les pics des "un" se recouvrent et

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00:04:28,000 --> 00:04:30,000
se superposent, donnant un signal "flou".

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En fait, les deux séquences ont l'air vraiment similaires maintenant.

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00:04:33,000 --> 00:04:37,000
En utilisant une technique appelée "Partial Response Maximum Likelihood" (probabilité maximale de réponse partielle), les ingénieurs ont développé

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00:04:37,000 --> 00:04:40,000
des codes sophistiqués qui peuvent recevoir un signal obscur comme celui-ci,

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générer les séquences qu'il pourrait représenter et ensuite choisir la plus probable.

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00:04:45,000 --> 00:04:49,000
Comme toute technologie ayant fait ses preuves, on ne pense plus aux disques durs dans notre vie de tous les jours,

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00:04:49,000 --> 00:04:51,000
jusqu'à ce que quelque chose se passe mal.

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00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Je suis Bill Hammack, l'engineerguy.