Dlaczego dyski twarde mają zwykle taką samą prędkość jak 5400, 7200, 10000 obr./min?

Odpowiedzi:

43

Prędkość obrotowa wrzeciona dysku twardego zależy oczywiście od silnika wrzeciona. Ponieważ jest bardzo niewielu producentów tych silników, dostępny zakres obrotów jest ograniczony. W rzeczywistości obecny globalny niedobór dysków twardych wynika z dwóch zalanych fabryk silników dysków twardych w Tajlandii.

Najczęstszą prędkością obrotową w latach 80. było 3600 rpm. Wynika to z tego, że oscylatory i silniki o częstotliwości około 60 Hz są bardzo powszechne. Standardowa częstotliwość sieci prądu przemiennego w Ameryce Północnej wynosi 60 Hz. 60 Hz przekłada się na 3600 RPM. Dlatego silniki prądu przemiennego 3600 obr./min są powszechnie dostępne. Oczywiście, następujące projekty były oparte na tych samych prędkościach obrotowych / częstotliwościach.

Najczęściej używane prędkości to 3600, 3600 * 1,5 = 5400, 3600 * 2 = 7200. Szybsze napędy wykorzystują prędkość obrotową 10 000 i 15 000, najwyraźniej wykorzystują różne częstotliwości.

W tym artykule StorageReview szczegółowo omówiono prędkość wirowania.

haimg
źródło
Mogę sprawdzić, czy wiele wczesnych napędów dyskowych rzeczywiście używało (względnie) standardowych silników prądu przemiennego, które naturalnie działałyby przy 3600 obr./min.
Daniel R Hicks,
@haimg - Gdzie przeczytałeś „direct-drive” w tym artykule? Właśnie widzę wzmiankę o „silnikach prądu przemiennego”. Napędy modułów pamięci BTW (SMD, takie jak produkowane przez Control Data Corp.) wykorzystywały silnik indukcyjny na prąd przemienny o mocy 1/2 koni mechanicznych z napędem pasowym. Nie wiem o dyskach twardych 8 ", ale 8-calowe napędy dyskietek używały silników i pasków prądu przemiennego.
trociny
7
Whoa, silniki prądu przemiennego? Jak by to zrobili, gdy zasilacz dostarcza prąd stały (nie mów mi, że zawiera falownik DC / AC?)?
BlueRaja - Danny Pflughoeft 13.11.11
5
@BlueRaja: Naprawdę nie chciałeś wtedy zasilacza prądu stałego dla silnika napędowego. Sprawdź pl.wikipedia.org/wiki/IBM_magnetic_disk_drives - najwcześniejsze modele działały przy 1200 i 1800 obr / min, zużywając 2374 Watt.
MSalters
1
@haimg - Nie jesteś sam; wikipedia używa również „urządzenia do przechowywania danych”. Jednak w latach 80. napisałem oprogramowanie układowe i sterownik dla kontrolera SMD i nadal mam dwie instrukcje obsługi sprzętu CDC dla modeli BJ4A1 / BJ4A2 (dokument nr 83319200) i BJ7xx (dokument nr 83308500) z 1977 r. Strony tytułowe i tekst użyj frazy „Storage Module Drive”. Być może CDC zmieniło znaczenie „SMD” po 1977 roku, ale wątpię w to. Biorąc pod uwagę, że poprawna nazwa pakietu dyskowego to „Moduł pamięci” (a IBM użył „modułu danych”), SMD jest dyskiem (transportowym) dla SM. Nazywanie go „urządzeniem” to zaciemnianie.
trociny
9

W tej chwili możesz uzyskać dyski tak szybko, jak 15 KB . Jest mało prawdopodobne, aby dyski wirowały szybciej, z dwóch powodów:

  1. Przejście do stanu półprzewodnikowego do zastosowań krytycznych pod względem wydajności
  2. Większe prędkości obrotowe dosłownie grożą rozdarciem talerza.

Gdy prędkość obrotowa pozostaje stała, prędkość liniowa rośnie wykładniczo w miarę oddalania się od środka. Właśnie dlatego wszystkie dyski 15K, które widzisz, mają zwykle 2,5-calowe talerze (powyższy link jest godnym uwagi wyjątkiem). Mogą one zrobić szybszy dysk, jeśli zmniejszą rozmiar talerza (a tym samym pojemność), ale jest mało prawdopodobne, aby widziałem to kiedykolwiek z powodu punktu 1 powyżej oraz z powodu problemów motorycznych opisanych w innych odpowiedziach.

Co do reszty, myślę, że prawdziwa odpowiedź ma więcej wspólnego z marketingiem. Jasne, istnieją konkretne modele silników, ale jeśli producent naprawdę chciałby sprzedać napęd o prędkości 7500 lub 8000 obr / min, oczekuję, że mogliby współpracować z dostawcami, aby tak się stało. Bardziej wiarygodne jest dla mnie to, że łatwiej sprzedają dyski, gdy istnieje tylko kilka odmian, które są dobrze rozumiane przez konsumentów.

Joel Coehoorn
źródło
5
FWIW, zależność między prędkością liniową a odległością od środka (tj. Promienia) jest liniowa, a nie wykładnicza: obwód = promień 2π *. Niemniej jednak prędkość rośnie dość szybko, a siła dośrodkowa rośnie wraz z kwadratem prędkości.
Caleb
FWIW, problem z uruchomieniem przy> 20 krpm dotyczy więcej oscylacji i innych rzeczy. Znałem faceta, który zrobił doktorat. na magnetycznych (aktywnie regulowanych) „łożyskach” do napędów o wysokiej prędkości obrotowej. Działały z łatwością przy 20-25 krpm (jeśli nie więcej), ale projekt był zbyt skomplikowany / drogi, aby był opłacalny komercyjnie.
Macke,
Również silnik V12 Formuły 1 sprzed kilku lat osiągnął 20-22 krpm. Żadne z nich nie rozerwało się z powodu prędkości (teraz jest regulowane do 18 rpm maks.) ..
Macke,
7

Oni nie!

Biorąc to pod uwagę, powodem, dla którego nie ma tysięcy różnych, jest to, że nie jest prawdopodobne, że 7200 RPM osiągnie dokładnie 7200 RPM - są to średnie prędkości silników.

Ponadto, ponieważ na świecie jest tylko kilku dostawców dysków twardych, jest jeszcze mniej wyspecjalizowanych dostawców, którzy mogą produkować silniki o jakości i ilości potrzebnej do produkcji dysków twardych. Z tego powodu dlaczego mieliby chcieć produkować 20-30 różnych silników zamiast specjalizować się / produkować masowo tylko kilka.

Jednak w ostatnich latach pojawiło się kilka nowych prędkości pełzających, takich jak napędy 5600 i 5900, które mają być „bardziej ekologiczne” niż 7200 obr./min przy zachowaniu dobrych prędkości.

Jeśli chodzi o to, dlaczego nie mamy szybszych dysków o prędkości 100 000 ... Mogę tylko powiedzieć, że fizyka i termodynamika! Gdyby to było możliwe, moglibyśmy - ale ogólnie rzecz biorąc, im większa prędkość, tym mniejsza pojemność - ponieważ, musisz pamiętać, nie chodzi tylko o prędkość, z jaką dyski się obracają, głowica odczytu musi być w stanie nadążaj i czytaj dalej na talerzu, ponadto im szybsze wirowanie, tym wyższe ciepło.

Biorąc to wszystko pod uwagę, nie sądzę, że zobaczymy o wiele więcej tradycyjnych technologii dysków twardych - dajmy im 2 lata i prawdopodobnie będziemy mieli wolniejsze zielone dyski dla NAS / pamięci masowej i SSD dla głównego nurtu.

(Na szczęście dysk do laptopa 4800 RPM jest prawie całkowicie martwy!)

William Hilsum
źródło
+1 za wzmiankę o upale. Przy tych prędkościach łożyska tarczy i silnik muszą być bardzo gorące.
Nathan Osman,
W rzeczywistości rozumiem, że ściśle regulowana prędkość obrotowa jest bardzo ważnym wymogiem, ponieważ w przeciwnym razie odczyt (nie mówiąc już o zapisywaniu) danych stanie się znacznie trudniejszy. To oczywiście nie musi oznaczać, że prędkość obrotowa musi przybierać określoną wartość (nie byłoby konkretnego powodu, dla którego musisz mieć 7200 obr / min, a 7189 obr / min jest niedopuszczalne), ale użycie standardowych prędkości z pewnością ułatwi rzeczy, ponieważ możesz użyć niewielkiej liczby różnych modeli silników w całej linii produktów, zmniejszając w ten sposób koszty.
CVn
7

Jeśli spojrzysz na sytuację z punktu widzenia producentów dysków twardych, niezawodność, szybkość itp. Napędów należy przetestować osobno. Im większa różnorodność prędkości, tym bardziej zwiększa ona ogólne wydatki. Zwróć uwagę, że typowe prędkości dysków twardych są wymienione jako 3600, 3811, 4000, 4400, 4500, 5200, 5400, 7200, 10000 i 15000 obr./min ( pierwsze dyski twarde IBM faktycznie wirowały przy 1200 obr / min).

Mehper C. Palavuzlar
źródło