Por que os HDDs geralmente têm a mesma velocidade que 5400, 7200, 10000 RPM?

Respostas:

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A velocidade de rotação do eixo do disco rígido depende naturalmente do motor do eixo. Como existem poucos fabricantes desses motores, a faixa rotacional disponível é limitada. De fato, a atual escassez global de discos rígidos se deve a duas fábricas de motores de disco rígido inundadas na Tailândia.

A velocidade rotacional mais comum foi de 3600 rpm nos anos 80. Isso ocorre porque osciladores e motores baseados em 60 hz são muito comuns. A frequência da rede CA norte-americana padrão é 60hz. 60hz se traduz em 3600 RPMs. Portanto, os motores CA de 3600 rpm estão amplamente disponíveis. Naturalmente, os desenhos que se seguiram foram baseados nas mesmas velocidades / frequências rotacionais.

Portanto, as velocidades mais comuns já utilizadas são 3600, 3600 * 1,5 = 5400, 3600 * 2 = 7200. Os discos mais rápidos usam 10.000 e 15.000 de velocidade de rotação, aparentemente eles usam frequências diferentes.

Este artigo da StorageReview discute a velocidade de rotação em profundidade.

haimg
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Posso verificar que muitas unidades de disco anteriores realmente usavam motores CA (relativamente) padrão que funcionariam naturalmente a 3600 RPM.
Daniel R Hicks
@ haimg - Onde você leu "direct-drive" nesse artigo? Acabei de ver menção de "motores de corrente alternada". Os inversores de módulo de armazenamento BTW (SMD, como os fabricados pela Control Data Corp.) usavam um motor de indução CA de 1/2 cavalo-vapor com acionamento por correia. Não conhece os HDDs de 8 ", mas os disquetes de 8" usavam motores e correias CA.
Serragem
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Whoa, motores de corrente alternada? Como eles fariam isso quando a fonte de alimentação fornece corrente contínua (não me diga que ela contém um inversor CC / CA?)?
BlueRaja - Danny Pflughoeft
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@BlueRaja: Você realmente não queria uma fonte de alimentação CC naquela época, para o motor de acionamento. Confira en.wikipedia.org/wiki/IBM_magnetic_disk_drives - os modelos mais antigos rodavam a 1200 e 1800 RPM, usando 2374 Watt.
MSalters
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@ haimg - Você não está sozinho; A wikipedia também usa "dispositivo de módulo de armazenamento". No entanto, na década de 1980, escrevi o firmware e o driver para um controlador SMD e ainda tenho dois manuais de referência de hardware do CDC para os modelos BJ4A1 / BJ4A2 (doc # 83319200) e BJ7xx (doc # 83308500), datados de 1977. Páginas de título e texto use a frase "Unidade do módulo de armazenamento". Talvez o CDC tenha mudado o significado de "SMD" depois de 1977, mas duvido disso. Considerando que o nome apropriado para o pacote de disco é "Módulo de Armazenamento" (e a IBM usou "módulo de dados"), SMD é uma unidade (transporte) para uma SM. Chamar isso de "dispositivo" é ofuscação.
Serragem
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No momento, você pode obter unidades tão rápidas quanto 15K . É improvável que você veja as unidades rodarem mais rápido, por dois motivos:

  1. A mudança para o estado sólido para usos críticos para o desempenho
  2. Velocidades de rotação mais rápidas literalmente correm o risco de que o prato se rasgue.

Quando a velocidade de rotação permanece constante, a velocidade linear aumenta exponencialmente à medida que você se afasta do centro. É por isso que todas as unidades de 15K que você vê tendem a vir com pratos de 2,5 "(o link acima é uma exceção notável). Eles podem fazer um passeio mais rápido se reduzirem o tamanho do prato (e, portanto, a capacidade), mas é improvável que já viu isso por causa do item nº 1 acima e por problemas de motor descritos em outras respostas.

Para o resto, acho que a resposta real tem mais a ver com marketing. Claro, existem modelos específicos de motor por aí, mas se uma manufatura realmente quisesse comercializar uma unidade de 7500 ou 8000 rpm, espero que eles possam trabalhar com seus fornecedores para que isso aconteça. É mais crível para mim que eles acham mais fácil vender unidades quando existem apenas algumas variedades que são bem compreendidas pelos consumidores.

Joel Coehoorn
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FWIW, a relação entre velocidade linear e distância do centro (raio) é linear, não exponencial: circunferência = 2π * raio. No entanto, a velocidade aumenta muito rapidamente e a força centrípeta aumenta com o quadrado da velocidade.
Caleb
FWIW, o problema em rodar a> 20 krpm é mais sobre oscilações e outras coisas. Eu conhecia um cara que fez doutorado. em "mancais" magnéticos (regulados ativamente) para acionamentos de alta RPM. Eles rodavam com facilidade a 20-25 krpm (se não mais), mas o design era muito complexo / caro para ser comercialmente viável.
Macke
Além disso, um motor V12 de Fórmula 1, de alguns anos atrás, acelerou para 20-22 krpm. Nenhum deles rasgou-se distante devido à velocidade (Agora é regulada para 18rpm max) ..
Macke
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Eles não!

Dito isto, a razão pela qual não existem milhares de diferentes é porque não é provável que um 7200RPM atinja exatamente 7200RPM - essas são as velocidades médias dos motores.

Além disso, como existem poucos fornecedores de discos rígidos no mundo, há ainda menos fornecedores especializados que podem produzir motores com a qualidade e quantidade necessárias para a produção de discos rígidos. Por isso, por que eles querem fabricar 20 a 30 motores diferentes em vez de se especializar / produzir em massa apenas alguns?

No entanto, houve algumas velocidades mais recentes surgindo nos drives 5600 e 5900 nos últimos anos, cujo objetivo é ser "mais ecológico" que 7200 RPM, mantendo boas velocidades.

Quanto ao motivo pelo qual não temos drives de 100k mais rápidos ... Tudo o que posso dizer é física e termodinâmica! Se fosse possível, faríamos - mas, geralmente, quanto mais rápida a velocidade, menor a capacidade - porque, você deve se lembrar, não se trata apenas da velocidade em que os discos giram, o cabeçote de leitura deve ser capaz de acompanhar e ler sobre o prato; além disso, quanto mais rápido o giro, maior o calor.

Tudo isso dito, não acho que veremos muitas outras tecnologias tradicionais de disco rígido - dê dois anos e provavelmente teremos discos verdes mais lentos para NASs / armazenamento em massa e SSDs para o mainstream.

(E, felizmente, a unidade de laptop de 4800 RPM está quase completamente morta!)

William Hilsum
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+1 por mencionar calor. A essas velocidades, os rolamentos do disco e o motor devem ficar bem quentes.
Nathan Osman
Na verdade, meu entendimento é de que a velocidade de rotação que está sendo fortemente regulada é um requisito muito importante, porque, caso contrário, a leitura (e muito menos a gravação) de dados se torna muito mais difícil. É claro que isso não implica necessariamente que a velocidade de rotação tenha que assumir algum valor específico (não haveria uma razão específica para você ter 7200 rpm e 7189 rpm é inaceitável), mas o uso de velocidades padrão certamente torna as coisas mais fáceis. você pode usar um pequeno número de diferentes modelos de motores em toda a sua linha de produtos, reduzindo assim os custos.
um CVn
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Se você observar a situação do ponto de vista dos fabricantes de HDD, a confiabilidade, a velocidade etc. das unidades devem ser testadas separadamente. Portanto, quanto mais variedade de velocidades você tiver, mais aumentará suas despesas gerais. Observe que as velocidades comuns do HDD estão listadas em 3600, 3811, 4000, 4400, 4500, 5200, 5400, 7200, 10000 e 15000 RPM (os primeiros discos rígidos da IBM realmente giraram a 1200 rpm).

Mehper C. Palavuzlar
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