Pourquoi les disques durs ont-ils généralement la même vitesse que 5400, 7200, 10 000 tr / min?


Réponses:


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La vitesse de rotation de la broche d'un disque dur dépend naturellement du moteur de la broche. Comme il n’ya que très peu de fabricants de ces moteurs, la plage de rotation disponible est limitée. En fait, la pénurie mondiale actuelle de disques durs est due à deux usines de fabrication de moteurs à disques durs inondées en Thaïlande.

La vitesse de rotation la plus courante était de 3600 tr / min dans les années 1980. En effet, les oscillateurs et les moteurs basés sur environ 60 Hz sont très courants. La fréquence du réseau alternatif nord-américain standard est de 60 Hz. 60hz se traduit par 3600 tours / minute. Par conséquent, les moteurs à courant alternatif à 3600 tr / min sont largement disponibles. Naturellement, les conceptions qui ont suivi ont été basées sur les mêmes vitesses / fréquences de rotation.

Ainsi, les vitesses les plus couramment utilisées sont 3600, 3600 * 1,5 = 5400, 3600 * 2 = 7200. Les lecteurs plus rapides utilisent des vitesses de rotation de 10 000 et 15 000. Apparemment, ils utilisent des fréquences différentes.

Cet article sur StorageReview traite de la vitesse d’essorage en profondeur.


Je peux vérifier que de nombreux anciens disques ont effectivement utilisé des moteurs à courant alternatif (relativement) qui auraient naturellement fonctionné à 3600 tr / min.
Daniel R Hicks

@haimg - Où avez-vous lu "lecteur direct" dans cet article? Je viens de voir la mention de "moteurs à courant alternatif". Les unités de module de stockage BTW (CMS, telles que celles fabriquées par Control Data Corp.) utilisaient un moteur asynchrone de 1/2 HP à entraînement par courroie. Je ne connais pas les disques durs de 8 ", mais les lecteurs de disquettes de 8" utilisaient des courroies et des moteurs à courant alternatif.
sciure de bois

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Whoa, moteurs à courant alternatif? Comment feraient-ils cela lorsque l’alimentation fournira du courant continu (ne me dites pas qu’il contenait un convertisseur DC / AC?)?
BlueRaja - Danny Pflughoeft

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@BlueRaja: Vous ne vouliez vraiment pas d'alimentation CC à l'époque, pour le moteur d'entraînement. Découvrez en.wikipedia.org/wiki/IBM_magnetic_disk_drives - les premiers modèles tournaient à 1200 et 1800 tr / min, avec une puissance de 2374 watts.
MSalters

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@ haimg - Vous n'êtes pas seul; Wikipédia utilise également "périphérique de module de stockage". Cependant, dans les années 1980, j'ai écrit le micrologiciel et le pilote d'un contrôleur SMD et il me reste deux manuels de référence du matériel CDC pour les modèles BJ4A1 / BJ4A2 (doc # 83319200) et BJ7xx (doc # 83308500) datés de 1977. Pages de titre et texte utilisez l'expression "Storage Module Drive". Peut-être que CDC a changé la signification de "SMD" après 1977, mais j'en doute. Considérant que le nom approprié du pack de disques est "Module de stockage" (et "module de données" utilisé par IBM), SMD est un lecteur (de transport) pour un SM. L'appeler un "appareil" est un obscurcissement.
sciure de bois

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À l'heure actuelle, vous pouvez obtenir des lecteurs aussi rapides que 15K . Il est peu probable que les lecteurs tournent plus vite, pour deux raisons:

  1. Le passage à l'état solide pour des utilisations critiques pour la performance
  2. Des vitesses de rotation plus rapides risquent littéralement que le plateau se déchire tout seul.

Lorsque la vitesse de rotation reste constante, la vitesse linéaire augmente de façon exponentielle à mesure que vous vous éloignez du centre. C’est pourquoi tous les disques 15K que vous voyez ont tendance à venir avec des plateaux de 2.5 "(le lien ci-dessus étant une exception notable). Ils pourraient créer un disque plus rapide s’ils réduisaient la taille du plateau (et donc la capacité), mais nous sommes peu susceptibles de le faire. jamais vu cela à cause du point n ° 1 ci-dessus et à cause de problèmes moteurs décrits dans d’autres réponses.

Pour le reste, je pense que la vraie réponse a plus à voir avec le marketing. Bien sûr, il existe des modèles de moteur spécifiques, mais si un fabricant voulait vraiment commercialiser un disque à 7 500 ou 8 000 tr / min, je pense qu'il pourrait travailler avec ses fournisseurs pour y arriver. Il est plus probable pour moi qu’ils trouvent plus facile de vendre des disques quand il n’ya que quelques variétés bien comprises par les consommateurs.


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FWIW, la relation entre la vitesse linéaire et la distance du centre (c'est-à-dire le rayon) est linéaire, pas exponentielle: circonférence = 2π * rayon. Néanmoins, la vitesse augmente assez rapidement et la force centripète augmente avec le carré de la vitesse.
Caleb

FWIW, le problème à courir à> 20 krpm est plus lié aux oscillations et autres. J'ai connu un gars qui a fait un doctorat sur "paliers" magnétiques (régulés activement) pour les entraînements à haut régime. Ils fonctionnaient facilement à 20-25 krpm (sinon plus), mais la conception était trop complexe / coûteuse pour être commercialement viable.
Macke

En outre, un moteur V12 de Formule 1 datant de quelques années revenait à 20-22 krpm. Aucun d'entre eux ne s'est déchiré à cause de la vitesse (maintenant, il est réglé à 18 tr / min maximum).
Macke

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Ils ne le font pas!

Cela étant dit, la raison pour laquelle il n’existe pas des milliers de modèles différents est qu’il est peu probable qu’un moteur à 7 200 tr / min fonctionne exactement à 7 200 tr / min - ce sont les vitesses moyennes des moteurs.

En outre, bien qu’il existe peu de fournisseurs de disques durs dans le monde, il y a encore moins de fournisseurs spécialisés capables de produire des moteurs de qualité et en quantité nécessaires à la production de disques durs. Pour cette raison, pourquoi voudraient-ils fabriquer 20 à 30 moteurs différents au lieu de se spécialiser / en produire en masse?

Cependant, quelques nouvelles vitesses ont été enregistrées ces dernières années, telles que les disques 5600 et 5900, qui visent à être "plus écologiques" que 7 200 tr / min tout en maintenant de bonnes vitesses.

Pourquoi n’avons-nous pas de disques 100k plus rapides? Tout ce que je peux dire, c’est la physique et la thermodynamique! Si c'était possible, nous le ferions - mais, en général, plus la vitesse est rapide, plus la capacité est faible - car, rappelez-vous, il ne s'agit pas uniquement de la vitesse à laquelle les disques tournent, il faut que la tête de lecture puisse suivre et lire sur le plateau, en plus, plus la rotation est rapide, plus la chaleur est élevée.

Tout cela étant dit, je ne pense pas que nous allons voir beaucoup plus de technologies de disque dur plus traditionnelles - cela prend 2 ans et nous allons probablement avoir des disques verts plus lents pour les NAS / stockage de masse et les SSD pour le grand public.

(Et heureusement, le lecteur 4800RPM est presque complètement mort!)


+1 pour mentionner la chaleur. À ces vitesses, les roulements à disque et le moteur doivent devenir très chauds.
Nathan Osman

En fait, ma compréhension est que la vitesse de rotation étant étroitement régulée est une exigence très importante, car sinon la lecture (encore moins l'écriture) des données devient beaucoup plus difficile. Bien entendu, cela ne signifie pas nécessairement que la vitesse de rotation doit prendre une valeur particulière (il n’y aurait aucune raison particulière pour laquelle vous devez avoir 7200 tr / min, et 7189 tr / min est inacceptable), mais l’utilisation de vitesses standard facilite certainement les choses. vous pouvez utiliser un petit nombre de modèles de moteurs différents sur toute votre gamme de produits, réduisant ainsi les coûts.
un CVn

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Si vous examinez la situation du point de vue des fabricants de disques durs, la fiabilité, la vitesse, etc. des lecteurs doivent être testés séparément. Donc, plus vous avez de vitesses différentes, plus vos dépenses générales augmentent. Notez que les vitesses de disque dur les plus courantes sont répertoriées comme 3600, 3811, 4000, 4400, 4500, 5200, 5400, 7200, 10000 et 15000 tr / min (les premiers disques durs IBM tournant à 1200 tr / min).

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