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:: Les plateaux :: Les disques durs de nos jours contiennent un ou plusieurs disques qui permettent de stocker réellement l’information. Ces disques s’appellent des plateaux, ils sont composés de deux parties principales : une partie dure qui donne la forme et la rigidité du plateau, et une autre constituée de couche magnétique qui retient les impulsions magnétiques qui forment les données. Le nom donné aux disques durs n’est donc pas un hasard, il fait référence a la rigidité de ces plateaux qu’il contient (contrairement aux autre support telle que les disquette ou encore les CD/DVD qui se caractérisent parleur flexibilité). Les plateaux représentent physiquement les données, qui sont enregistrées sur ces disques rigides. Leur rôle est donc critique, c’est pourquoi leur qualité est très déterminante, en particulier leur couche magnétique. Ces pièces sont en effet usinées avec une extrême précision, en éliminant toute trace d’imperfection, le disque dur est lui-même assemblé dans une salle blanche, afin de diminuer le risque qu’une imperfection ou autre saleté ne vienne contaminer l’intérieur du boîtier.
Quand cette référence est
utilisée, elle se rapporte habituellement au facteur de forme du disque
dur, et ce fait, le facteur de forme est basé sur la taille du plateau. La
taille des plateaux du disque dur est généralement la même pour un facteur
de forme donné. Les premiers ordinateurs utilisaient des disques durs d’une taille nominale e 5.25’’, mais aujourd’hui, la plupart des ordinateurs sont équipés de disques de 3.5’’. Actuellement, le diamètre des plateaux des disques durs de 5.25’’ est de 5.12’’, en revanche celui des disque de 3.5’’ est de 3.75’’, à cause d’une « mauvaise habitude », du coup on utilise des noms approximatifs qui peuvent être trompeurs. On peut remarquer que ces nombres correspondent aux tailles communes des disquettes car ils ont été conçus pour être monté dans les mêmes emplacements. Les disques durs d’ordinateurs portables sont naturellement plus petits, du a la lutte sans fin des fabricants pour le « plus léger et plus petit ». Les plateaux de ces disques sont généralement de 2.5’’ de diamètre ou moins. Le 2.5 est le facteur de format standard, mais les disques dur de 1.8’’ et 1.0’’ sont de plus en plus utilisés dans la technologie mobile. Habituellement, les plateaux utilisent au maximum l’espace physique contenu dans le disque dur, afin d’augmente la capacité de stockage. Mais historiquement parlant, on s’aperçoit que l’on a tendance à réduire la taille des plateaux. Il y a plusieurs explications à cela. On réduit tout d’abord la taille des plateaux pour une raison de performance. De plus, on remarquera que l’évolution de la densité en bits par pouce carré est négligeable face a la perte de capacité du a la réduction de taille des plateaux. Au final, la capacité des disques durs double chaque année et l’on reste dans de bonnes performances. Voila les raisons principales pour lesquelles les fabricants de disque dur diminuent la taille des plateaux : - Augmentation de la rigidité : Un plateau de diamètre plus petit a une meilleure résistance aux chocs et aux vibrations. Il est donc plus adapté aux vitesses de rotation élevées, qui augmentent la performance (diminution du temps d’accès). - Facilité de fabrication : L’épaisseur et l’uniformité d’un plateau est très critique par rapport à sa qualité. Un plateau imparfait mène a divers désagrément tels que les perte de données (du au contacts des têtes de lecture avec les taches inégales à la surface du plateau) ou encore le bas rendement de fabrication. Il est plus facile d’usiner un plateau de plus petite taille. - Réduction de masse : Des plateaux plus petits sont moins lourds, ce qui permet l’utilisation de moteurs moins puissants (réduction des coûts et de la consommation d’énergie). Et des plus petit plateaux sont également plus facile à mettre en rotation (car plus faible moment cinétique, proportionnel au carré du rayon). - Réduction du bruit et de la chaleur : Des plateaux plus petits vibrent moins et donc sont plus silencieux. L’utilisation d’un moteur moins puissant permet de limiter le réchauffement du boîtier. - Temps d’accès réduit : La réduction du rayon des plateaux réduit la distance que les têtes de lecture doivent parcourir. Ceci améliore donc le temps de recherche, et améliore la vitesse de lecture et d’écriture.
D’un point de vue technologique, il y a plusieurs facteurs qui sont liés au nombre de plateaux utilisés dans un disque dur. Les disques durs possédants beaucoup de plateaux sont plus difficile à manier dû à la grande masse de l’unité d’axe, à la nécessité d’aligner parfaitement les plateaux et à la grande difficulté à limiter les vibrations. Un autre inconvénient est l’augmentation du temps de réponse, donc à la perte de performance. La tendance récemment est de diminuer la quantité de plateaux par tête de lecture et de se concentrer sur une densité de bits par pouce carré de plus en plus élevée. Le facteur de forme du disque dur à également une grande influence sur le nombre de plateaux dans une unité. Même si les fabricants voulaient mettre un grand nombre de plateaux dans une même unité, le facteur de forme est limité à un pouce, ce qui limite le nombre de plateaux dans un même disque dur. Des plus grands disques durs de 1.6 pouces utilisés dans les serveurs ont bien évidemment plus de plateaux que les disques durs d’ordinateur de bureau. Evidemment, les ingénieurs font leur possible afin de diminuer l’espace entre les plateaux, ainsi ils peuvent augmenter le nombre de plateaux dans un disque dur d’une taille donnée.
3) Structure des données d’un plateau
Un secteur possède donc 3 coordonnées : 1- le numéro de tête de lecture (repérage du plateau et de l surface) 2- le numéro de piste (pour le positionnement de la tête) 3- le numéro de secteur (détermine à partir de quand on doit lire les données)
La détermination de la coordonnée est faite par le contrôleur a partir de l’adresse absolue du secteur (allant de 0 au nombre total de secteur moins 1)
Sur les premiers disques durs, une surface était spécialisée pour indiquer au système les informations pour que la tête de lecture sache où elle se situe à tout moment. Cette surface a été nommé « servo » ensuite. Ensuite on a organisé ces zones en blocs de données. 1- un blanc (« gap » en anglais) 2- une zone servo 3- une entête avec le numéro du bloc qui va suivre 4- les données du bloc 5- une somme de contrôle, permettant de corriger d’éventuelles erreurs.
4) Densité en bits/pouce carré La densité en bits par pouce au carré est la densité de bit que peut être stocké sur une unité secteur de plateau. La densité de voie concerne la densité des aires formées par les cercles concentriques : les pistes. Il y a deux manières d'augmenter la densité en bits/pouce carré : augmenter la densité linéaire en rassemblant les bits sur une voie plus étroite de sorte que chaque voie contienne plus de données ; ou augmentez la densité de voie de sorte que chaque plateau contienne plus de voies. Les nouveaux disques durs améliorent ces deux points. Il est important pour un disque dur de bien gérer la densité de bits par pouce carré car c’est ce qui va déterminer le facteur d’exécution du disque dur. L'augmentation de la densité en bits/pouce carré des disques est une tâche difficile qui exige beaucoup de progrès technologiques et change divers composants du disque dur. Mais plus les bits sont proches du a l’augmentation de la densité, plus l’interaction entre les bits se fait ressentir. Pour remédier a cela on tente souvent de réduire la force des signaux magnétiques stockés sur le disque. Mais ceci pose des problèmes pour garder des signaux constants et que les têtes lecture/écriture sont sensibles et clôturent assez sur la surface. Dans certains cas les têtes doivent être faites pour voler plus près du disque, ce qui cause d'autres défis de technologie, tels que s'assurer que les disques sont assez plats afin de réduire la chance d'un accident. On observe tous les ans un saut dans la technologie qui permet l’augmentation de la densité de bits par pouce au carré, ce qui explique que la capacité de stockage des disques durs double chaque année.
5) Différents matériaux d'un plateau
Les plateaux sont tout d’abord composé d’un substrat non magnétique, usiné et poli, utilise soit l’aluminium, soit le verre et/ou la céramique qui permettent une meilleure fiabilité des données : le verre permet d'obtenir des surfaces plus lisses et plus planes .En effet, quand le film magnétique est appliqué sur le substrat d'aluminium et de magnésium, cette structure multicouche épouse les bosses et les creux microscopiques de la surface, ce qui peut entraîner de petites erreurs de lecture. Un autre avantage du verre est la capacité à rendre les plateaux plus rigides, et donc moins sensibles aux petits mouvements erratiques qui peuvent affecter le disque en rotation. Ceci accroît également l'intégrité des données lues et écrites. Cette propriété permet aussi d'envisager des disques tournant encore plus vite, et de diminuer encore l'altitude des têtes par rapport aux plateaux. Une plus grande rigidité peut aussi contribuer à réduire le bruit du disque dur en fonctionnement, ainsi que la stabilité thermique des plateaux, le verre ayant un coefficient de dilatation beaucoup plus faible que l'aluminium. Le seul inconvénient du verre par rapport à l'aluminium est bien sûr la fragilité. Pour pallier ce défaut IBM a développé MemCor, un composite de verre avec des cellules de céramiques insérées à l'intérieur destinées à accroître sa solidité.
Les anciens disques durs utilisaient des médias d’oxyde, comme de la rouille. Mais aucun fabriquant n’osait dire qu’il mettait de la rouille dans leur produit. Pourtant on constate clairement que la couleur des plateaux était brun clair caractéristique de la rouille. Ce type de média est le même type employé dans les bandes de cassettes audio. L’oxyde est peu coûteux, mais il possède de nombreux désavantages, tel que sa fragilité, et le fait qu’il ne supporte que les faibles densités, ce qui est un inconvénient majeur pour l’évolution.
Après le dépôt de cette couche de matériau magnétique, la surface de chaque plateau est couverte d'une couche de carbone très mince elle aussi. Cette couche dite de « protection » est là pour empêcher la couche magnétique contenant les données de subir les méfaits de la corrosion, un phénomène inévitable dû, entre autres, à la poussière ou à l'humidité présente dans l'air.
La couche dite de « lubrifiant » sert quant à elle à protéger la couche inférieure de la chaleur que produit le déplacement de l'air et des têtes à sa surface. Si elle n'était pas présente, la couche de protection se dégraderait rapidement, exposant donc d'autant plus vite les données à la corrosion, à des contacts accidentels des têtes avec les plateaux, ou de tout autre corps étranger qui pourrait pénétrer dans le disque malgré sa conception scellée. Actuellement, les laboratoires Fujitsu on développé une couche qui permettrait de remplacer ces deux dernière en bombardant l'ensemble avec des rayons ultraviolets. Le traitement permettrait d'aboutir à une surface résistante à la corrosion et moins susceptible d'absorber les scories ou l'humidité, tout en favorisant l'augmentation de la densité de stockage.
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La
taille des plateaux est un facteur très déterminant sur la taille
physique du disque dur, et également sur sa capacité total de stockage
d’informations. La taille physique du disque dur est généralement appelée
facteur de forme, la plupart des disques durs sont fabriqués en
respectant les facteurs standards de forme. Des disques sont parfois
mentionnés par des spécifications de taille ; par exemple, quelqu'un
parlera d' avoir « un disque dur 3.5-inch ».
Chaque
plateau possède deux surfaces sur lesquelles on peut stocker des données.
Donc chaque surface a sa propre 
Les
plateaux sont organisés en structures spécifiques pour permettre le
stockage et la récupération organisés des données. Chaque plateau est
divisé en des milliers de pistes formées par des cercles concentriques. Les pistes d’un
même diamètre mais d’un plateau ou d’une surface différente,
La
couche de substrat dont les plateaux sont dotés possède des formes de
bases sur laquelle est réellement stockée l’information. Cette couche est
très fine (environ 1µm = 1 millionième de mètre) et est composée de
matériel magnétique ou l’on stocke les données (sous forme de « 0 » et de
« 1 ») . . Pour déposer cette couche de matériau magnétique, on
utilise une méthode proche de celle utilisée dans le secteur des
semi-conducteurs: le matériau est vaporisé, puis déposé sous vide sur les
plateaux.