Linwei Technology Ltd.

このコーナーではハードディスク技術について本社が知り得ることを簡単に紹介します。もし、間違いや不備な点がありましたら、お手数ですが本社までご連絡ください。ここでは、あまり公開されない技術を主として紹介し、よく述べられるような商業文の転載はいたしません。

ハードディスクは大きく、Media、Read Write Head、Spindle Motor & Voice Coil Motor 、Base、 PCBA などにわけられ、これらを組み立てることによってできています。

Media の Substrate は金属もしくはガラス材質でできています。高密度で安定した品質を実現するために、Substrate の表面は平らで滑らかでなくてはいけません。どんなに小さな傷も厳禁です。その滑らかなSubstrateの表面にコーティング材をメッキし、最後に表面の保護と潤滑を兼ねたLubricantを塗ります。この段階で、二つのハイテクノロジーが使われています。一つは全く異物の入ってない極めて細かいコーティング材、もう一つはそのコーティング材を均一にむらなく塗る技術です。

3.5"Meidaを例にとって計算すると、その直径は25ｍｍです。最も外側と内側はデータを保存できないので、これを除くと実際には20mmほどです。60GBで計算すれば、MediaはBitを単位としています。（1つのBitは０か１です。A，B，Cのような一文字を記録するのに、8Bit必要です。実際はBitを単位としているのではありませんが、ここではわかりやすくするためにＢｉｔで話をすすめます。）

Mediaは1面の密度は大まかに計算すると32、901、120、000Bitです。その密度はとても高いのがこのことからもわかります。そしてそれゆえにいかなる汚染も許されないのです。すべての製造過程はClass100のクリーンルーム内で行われています。これこそが、ハードディスクはクリーンルームの中でしか分解してはいけないということの理由です。

Mediaは出荷時にはまったく空でどのような番号もつけられていません。各ハードディスク工場が組み立てる時に、おのおの番号をつけます。

HeadはUp HeadとDown Head によっていくつかのRead Write Head を同じ Actuator Arm に固定し、行ったり来たりの移動の際にはすべてのArmが一緒に移動します。一般的なRead ＆ Write の原理は以下のようです。例えば10ＭＢのデータが入ってきた時、一つめのHeadが4096Byte（規格はそれぞれ異なります）、二つ目のHeadが4096Byteを記録します。これにもとずいて類推すると、垂直にVertical Recordingがあります。したがって、一つのファイルはいくつかにわけられ、各Media に存在しています。読み取りも同じ原理です。このように多数のHeadが同時にRead ＆ Write を行なうことによって高速作業が実現しました。現在はもっと進んだテクノロジーが開発されています。

Armは高速で移動するので、振動は厳禁です。また正確に移動し、元の位置に戻らせるために、各Head の垂直度はほんの少しの誤差（人の髪の毛の0.001%の差まで）もあってはなりません。Head、Media はぐらつきや傾きも許されないのです。そうでなければ、Track Followingも定まりません。現在の技術では、誤差の出たHeadやMediaを元の位置へ調節することはできません。立体的に（３Ｄ）見て、Ｘ，Ｙ点と各Headの垂直点のほかにも、外枠の直径と内側の直径の差を考慮にいれなければなりません。これも、ハードディスクにショックを与えてはいけない、Headを換えてはいけないということの理由の一つです。

Spindle Motor 上にいくつかのMediaをとりつけ、7200から10000RPM(Revolution per minute) の一定の速度で回転します。バランスを保つために振動は厳禁です。それで、そのBearingの品質に対する要求は厳しく、24時間×365日の連続運転にも摩擦傷などできず、温度が上昇したり雑音（Bearng Noise）のしない耐久性の高いものが必要とされます。

ハードディスクは組み立ての時、Spindle Motor、Media、Voice Coil Motor、Head
の順に取り付けられ固定された後、まず各Headのその場所でのMediaのFly Height値の合否が測定されます。

Headは空気の流れを利用してMediaの上に接触しないように浮いているので、その軌道間を高速での移動が可能です。しかし、その飛行高度が高すぎると読み取りの信号が弱くなり、低すぎるとMediaの表面に摩擦傷をつけてしまいます。したがって、Mediaの表面は平らで滑らかでなくてはならず、塵や埃などいかなる異物もあってはなりません。これらはHeadに傷をつけ、データに永久的な損傷を与えます。したがって、ハードディスクの組み立ての修理はクリーンルームで行われているのです。この組立作業はレーザー機器を使って行われています。人の手ではこのような作業は不可能です。

比較的大きな部品が組み立てられた段階では、MediaはまだどのようなSectorも存在していないので、ハードディスクはまだ使えません。各工場の規格によって専用のServo WriterはHead に Media が行なうEmbedded Servo のコーディング作業をしなければなりません。60GBのMedia の規格によって計算すると、一つにつきSectorの総数は約64260000 です。しかし、Mediaは円形で、内側の直径が小さいので計算されるSectorの数は外側のほうが少なくなります。これがいわゆるZone Bit Recordingのコーディング方法で、最も難しい技術だと言われます。

Embedded Servo が完成した段階で、ハードディスクは使用可能となります。コンピュータにつなぎ、電源を入れると、Headは正常な軌道で動き、BIOSは
その規格をDetectできます。Cylinder、Head、Sectorなどの値が現れたら、最後にBIOSはController をＯＳに移します。New Partitionを作り、フォーマットすれば、データの保存が可能になります。

以上が基本原理の紹介です。これをお読みになった皆さんは以下の点にご注意ください。

1.	Media を汚しては行けません。Class100のクリーンルーム以外で分解しないでください。
2.	HeadとMediaは切っても切れないものです。最初に固定された後、Servo Writer で各Mediaを垂直のEmbedded Servoにします。これによっていかなる誤差も許されません。ほんの少しの衝撃でHeadは正常に動きません。HeadやMediaを分解し、他の同型のハードディスクに取り付けるなどもってのほかです。
3.	Mediaは磁性です。カセットテープが一種類の極性しか受け入れないのと同じです。したがって、Head に電流が発生するだけでもとの値を変えてしまいます。損傷を受けたハードディスクはほんの少しの不注意で、データに新たな情報が書き加えられ元のデータを壊してしまいます。