هارد دیسک (Hard Disk Drive – HDD) یکی از عناصر بنیادین ذخیره‌سازی اطلاعات در کامپیوتر است—ترکیبی از مهندسی مکانیکی دقیق و فناوری مغناطیسی که توانسته تا امروز میلیون‌ها ترابایت داده را در سراسر جهان ذخیره و جابه‌جا کند. در ادامه، اجزای اصلی هارد دیسک را با شرحی جامع معرفی می‌کنیم:
💽 ۱. صفحات مغناطیسی (Platters)
دیسک‌های دایره‌ای از جنس شیشه یا آلومینیوم با پوشش مغناطیسی.
هر پلاتر دارای دو سطح قابل‌استفاده برای ذخیره داده است.
اطلاعات به‌صورت بیت‌های مغناطیسی بر روی این صفحات ذخیره می‌شود.
تعداد پلاترها در هاردهای مختلف متفاوت است (معمولاً بین 1 تا 5 عدد).
🧲 ۲. هد خواندن/نوشتن (Read/Write Head)
قطعه‌ای بسیار کوچک و دقیق که روی بازویی متحرک نصب شده.
وظیفه دارد داده‌ها را از سطح پلاتر بخواند یا به آن‌ها بنویسد.
به‌طور حیرت‌انگیز در فاصله‌ای کمتر از چند نانومتر از سطح دیسک حرکت می‌کند، بدون برخورد فیزیکی.
در هر سطح فعال از پلاتر، یک هد اختصاصی وجود دارد.
🤖 ۳. بازوی محرک (Actuator Arm)
ساختاری متحرک که هد را به موقعیت دقیق بر روی سطح پلاتر منتقل می‌کند.
حرکت آن باید بسیار دقیق و سریع باشد تا هد بتواند اطلاعات را از سکتورهای مورد نظر بخواند.
موتور سروو با کنترل دقیق، بازو را به سمت ترک (Track) مطلوب هدایت می‌کند.
⚙️ ۴. موتور مرکزی (Spindle Motor)
این موتور پلاترها را با سرعت ثابت و بالا می‌چرخاند.
سرعت معمولی چرخش پلاتر بین 5400 تا 7200 دور در دقیقه (RPM) است—در مدل‌های حرفه‌ای تا 15000 RPM.
این چرخش باعث می‌شود هد بتواند به‌صورت پویا از اطلاعات عبور کند و داده‌ها را دریافت نماید.
🔄 ۵. کنترلر هارد (HDD Controller)
برد الکترونیکی روی بدنه هارد که وظیفه‌ی مدیریت تمام عملیات خواندن، نوشتن، بررسی خطا، ارتباط با مادربرد و بهینه‌سازی عملکرد را دارد.
پردازنده داخلی و حافظه کش (Buffer) از اجزای مهم کنترلر هستند.
حافظه کش موقتاً داده‌ها را ذخیره می‌کند تا عملیات خواندن/نوشتن سریع‌تر انجام شود (بین 8MB تا 256MB).
🔌 ۶. رابط اتصال (Interface)
ارتباط میان هارد و مادربرد از طریق اینترفیس‌هایی مانند:
IDE / ATA (قدیمی‌تر)
SATA (رایج در رایانه‌های امروزی)
SCSI / SAS (برای سرور و سیستم‌های حرفه‌ای)
رابط‌ها مشخص‌کننده نرخ انتقال داده، نوع کابل، ولتاژ و پروتکل ارتباطی هستند.
🧱 ۷. بدنه و قاب محافظ (Enclosure)
ساختار فلزی یا ترکیبی که تمام اجزای داخلی را محافظت می‌کند.
محافظت در برابر گردوغبار، ضربه، نویز و امواج الکترومغناطیسی.
بدنه معمولاً دارای سوراخ‌هایی برای خنک‌سازی و اتصال پیچ به کیس کامپیوتر است.
🔐 ۸. سیستم تقسیم‌بندی داخلی: ترک، سکتور، سیلندر
Track: حلقه‌های هم‌مرکز روی سطح دیسک.
Sector: قطعات کوچک‌تر از هر ترک؛ واحد ذخیره‌سازی.
Cylinder: مجموعه‌ای از ترک‌ها در پلاترهای مختلف با شعاع برابر.
این ساختار منطقی اجازه می‌دهد هارددیسک بتواند داده‌ها را سازمان‌یافته ذخیره و بازیابی کند.
🧠 ۹. فناوری‌های جانبی و بهینه‌ساز
SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology): سیستم خود‌تشخیصی برای پیش‌بینی خرابی.
NCQ (Native Command Queuing): بهینه‌سازی ترتیب دستورات خواندن/نوشتن برای کاهش زمان تأخیر.
APM / AAM: مدیریت مصرف انرژی و صدای موتور.