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

1
00:00:04,000 --> 00:00:07,000
Nedplockning av hårddisk

2
00:00:07,000 --> 00:00:10,000
flying heads, talspolsmotorer, otroligt släta ytor och signalbehandling

3
00:00:10,000 --> 00:00:17,000
serie 3 engineerguy-videor

4
00:00:17,000 --> 00:00:23,000
En hemdator är ett kraftfullt verktyg, men den måste lagra information tillförlitligt för att fungera ordentligt, annars är den ganska värdelös.

5
00:00:23,000 --> 00:00:25,000
Låt oss titta i den och se hur den lagrar information.

6
00:00:30,000 --> 00:00:32,000
Se där: Den är underbar.

7
00:00:32,000 --> 00:00:35,000
Det är en helt vanlig hårddisk, men dess detaljer är förstås ovanliga.

8
00:00:35,000 --> 00:00:38,000
Jag är säker på att du redan vet grunden för en hårddisk:

9
00:00:38,000 --> 00:00:41,000
Vi lagrar information på den i binär form - ettor och nollor.

10
00:00:41,000 --> 00:00:43,000
Den här armen stöder ett \"huvud\"

11
00:00:43,000 --> 00:00:45,000
vilket är en elektromagnet som genomsöker disken

12
00:00:45,000 --> 00:00:48,000
och antingen skriver information genom att ändra magnetiseringen på specifika sektioner

13
00:00:48,000 --> 00:00:50,000
på disken eller så läser den bara information

14
00:00:50,000 --> 00:00:53,000
genom att mäta den magnetiska polarisationen.

15
00:00:53,000 --> 00:00:54,000
Den är i princip ganska simpel,

16
00:00:54,000 --> 00:00:58,000
men i praktiken mycket avancerad ingenjörskonst.

17
00:00:58,000 --> 00:01:02,000
Huvudfokuset ligger på att vara säker på att huvudet kan precist

18
00:01:02,000 --> 00:01:03,000
felfritt

19
00:01:03,000 --> 00:01:05,000
läsa och skriva på disken.

20
00:01:05,000 --> 00:01:08,000
Det första att göra är att flytta den mycket kontrollerat.

21
00:01:08,000 --> 00:01:11,000
För att positionera armen använder ingenjörer ett \"talspolsställdon\".

22
00:01:11,000 --> 00:01:14,000
Armens fäste sitter fast mellan två kraftiga magneter.

23
00:01:14,000 --> 00:01:17,000
De är så starka att de faktiskt är ganska svåra att dra isär.

24
00:01:17,000 --> 00:01:18,000
Så.

25
00:01:18,000 --> 00:01:20,000
Armen rör sig med Lorentzkraft.

26
00:01:20,000 --> 00:01:23,000
För ström genom en kabel som är i det magnetiska fältet

27
00:01:23,000 --> 00:01:25,000
och kabeln kommer att utsättas för en kraft;

28
00:01:25,000 --> 00:01:28,000
omvänd strömmen så omvänds även kraften.

29
00:01:28,000 --> 00:01:30,000
När ström förs i en riktning i spolen så kommer

30
00:01:30,000 --> 00:01:34,000
kraften som är skapad av den permanenta magneten att få armen att flytta åt det här hållet,

31
00:01:34,000 --> 00:01:36,000
omvänd strömmen så kommer den att flytta tillbaka.

32
00:01:36,000 --> 00:01:39,000
Kraften på armen är direkt proportionerlig till strömmen

33
00:01:39,000 --> 00:01:40,000
som går genom spolen vilket tillåter

34
00:01:40,000 --> 00:01:43,000
armens position att finjusteras.

35
00:01:43,000 --> 00:01:45,000
Till skillnad från ett mekaniskt system av länkningar så

36
00:01:45,000 --> 00:01:49,000
är det minimalt med slitage och det är inte temperaturkänsligt.

37
00:01:49,000 --> 00:01:53,000
I änden av armen finns den viktigaste komponenten: Huvudet.

38
00:01:53,000 --> 00:01:57,000
Enkelt beskrivet är det en bit ferromagnetiskt material lindad med kabel.

39
00:01:57,000 --> 00:01:59,000
När det passerar över de magnetiserade sektionerna på disken

40
00:01:59,000 --> 00:02:02,000
så mäter det skillnader i riktningen på de magnetiska polerna.

41
00:02:02,000 --> 00:02:06,000
Kom ihåg Faradays lag: En ändring i magnetisering

42
00:02:06,000 --> 00:02:08,000
producerar en spänning i en närliggande spole.

43
00:02:08,000 --> 00:02:10,000
Så, när huvudet passerar en sektion där polariteten

44
00:02:10,000 --> 00:02:14,000
har ändrats så registreras en spänningstopp.

45
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
Topparna - både negativa och positiva - representerar en \"etta\"

46
00:02:16,000 --> 00:02:19,000
och ingen spänningstopp motsvarar en \"nolla\".

47
00:02:19,000 --> 00:02:22,000
Huvudet kommer förvånansvärt nära diskens yta

48
00:02:22,000 --> 00:02:25,000
100 nanometer i gamla hårddiskar, men idag kommer de ner under

49
00:02:25,000 --> 00:02:27,000
tio nanometer i de nyaste.

50
00:02:27,000 --> 00:02:30,000
När huvudet kommer närmare disken så kommer dess magnetfält

51
00:02:30,000 --> 00:02:32,000
att täcka en mindre yta, vilket tillåter fler sektioner

52
00:02:32,000 --> 00:02:35,000
av information att packas på diskens yta.

53
00:02:35,000 --> 00:02:38,000
För att hålla det kritiska avståndet så använder ingenjörer en genial metod:

54
00:02:38,000 --> 00:02:41,000
De \"flyter\" huvudet över disken.

55
00:02:41,000 --> 00:02:44,000
Du förstår, när disken snurrar så formar den ett gränslager av luft som

56
00:02:44,000 --> 00:02:48,000
dras förbi det stationära huvudet i 130 kilometer i timmen på den yttre kanten.

57
00:02:48,000 --> 00:02:52,000
Huvudet åker på ett \"reglage\" som är aerodynamiskt designat för att flyta ovanför disken.

58
00:02:52,000 --> 00:02:56,000
Det genialiska med denna luftbärande teknologi är dess självförvållade justering:

59
00:02:56,000 --> 00:03:01,000
Om någon störning orsakar att reglaget stiger för högt så \"flyter\" det tillbaka till där det borde vara.

60
00:03:01,000 --> 00:03:04,000
Eftersom huvudet är så nära diskytan

61
00:03:04,000 --> 00:03:07,000
kan förflugna partiklar skada disken vilket resulterar in att man tappar information.

62
00:03:07,000 --> 00:03:11,000
Så, ingenjörer placerar detta cirkulerande filter i luftflödet;

63
00:03:11,000 --> 00:03:14,000
det tar bort små partiklar som skrapats av från disken.

64
00:03:14,000 --> 00:03:18,000
För att hålla huvudet flygande på rätt höjd gör man disken otroligt slät:

65
00:03:18,000 --> 00:03:23,000
Oftast är den här disken så slät att den har en ytjämnhet på ungefär en nanometer.

66
00:03:23,000 --> 00:03:26,000
För att visa dig hur jämn ytan är så kan vi tänka oss att den här sektionen förstoras

67
00:03:26,000 --> 00:03:31,000
tills den är lika lång som en fotbollsplan - amerikansk eller internationell -

68
00:03:31,000 --> 00:03:35,000
och en genomsnittlig ojämnhet på ytan skulle då vara ungefär tre hundradels tum.

69
00:03:35,000 --> 00:03:38,000
Huvuddelen av disken är det magnetiska lagret,

70
00:03:38,000 --> 00:03:41,000
vilket är kobolt - möjligtvis blandat med platina och nickel.

71
00:03:41,000 --> 00:03:43,000
Den här blandningen av metaller har hög koercivitet,

72
00:03:43,000 --> 00:03:50,000
vilket betyder att den kommer att upprätthålla magnetiseringen - och då även informationen - tills den utsätts för ett annat kraftfullt magnetfält.

73
00:03:50,000 --> 00:03:52,000
En sista sak som jag tycker är enormt smart:

74
00:03:52,000 --> 00:03:57,000
Att använda lite matte för att trycka in upp till fyrtio procent mer information på disken.

75
00:03:57,000 --> 00:04:04,000
Betrakta denna sekvens av magnetiska poler på diskens yta - 0-1-0-1-1-1.

76
00:04:04,000 --> 00:04:06,000
En avsökning av huvudet kommer att avslöja dessa distinkta spänningstoppar -

77
00:04:06,000 --> 00:04:09,000
både positiva och negativa för \"ettorna\".

78
00:04:09,000 --> 00:04:13,000
Vi skulle enkelt kunna särskilja det from, exempelvis, denna liknande sekvens.

79
00:04:13,000 --> 00:04:16,000
Om vi jämför dem så är de tydligt olika.

80
00:04:16,000 --> 00:04:20,000
Ingenjörer arbetar dock alltid med att få mer och mer information på hårddisken.

81
00:04:20,000 --> 00:04:22,000
Ett sätt att göra detta är att minska de magnetiska områdena,

82
00:04:22,000 --> 00:04:25,000
men titta vad som händer med spänningstopparna när vi gör det.

83
00:04:25,000 --> 00:04:28,000
För varje sekvens så överlappar nu ettornas toppas varandra och

84
00:04:28,000 --> 00:04:30,000
överlagrar vilket ger oklara signaler.

85
00:04:30,000 --> 00:04:33,000
De två sekvenserna ser nu faktiskt väldigt lika ut.

86
00:04:33,000 --> 00:04:37,000
Genom att använda en teknik som kallas Partial Response Maximum Likliehood har ingenjörer utvecklat

87
00:04:37,000 --> 00:04:40,000
sofistikerade koder som kan ta dunkla signaler som denna,

88
00:04:40,000 --> 00:04:45,000
generera de möjliga sekvenserna som kan vara grund för signalen och sedan välja den mest sannolika.

89
00:04:45,000 --> 00:04:49,000
Likt all framgångsrik teknik, så fortsätter dessa hårddiskar att vara obemärkta i våra dagliga liv,

90
00:04:49,000 --> 00:04:51,000
om inte något går fel.

91
00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Jag är Bill Hammack, ingenjörskillen.