Warum haben Festplatten meist die gleiche Geschwindigkeit wie 5400, 7200, 10000 U / min?

Antworten:

43

Die Spindeldrehzahl einer Festplatte hängt natürlich von einem Spindelmotor ab. Da es nur sehr wenige Hersteller dieser Motoren gibt, ist der verfügbare Drehbereich begrenzt. Tatsächlich ist der derzeitige weltweite Mangel an Festplatten auf zwei überflutete Fabriken für Festplattenmotoren in Thailand zurückzuführen.

Die häufigste Drehzahl betrug in den 1980er Jahren 3600 U / min. Dies liegt daran, dass Oszillatoren und Motoren mit einer Frequenz von etwa 60 Hz weit verbreitet sind. Die Standard-Wechselstromfrequenz in Nordamerika beträgt 60 Hz. 60 Hz entsprechen 3600 U / min. Daher sind Wechselstrommotoren mit 3600 U / min weit verbreitet. Natürlich basierten die folgenden Entwürfe auf den gleichen Drehzahlen / Frequenzen.

Die am häufigsten verwendeten Geschwindigkeiten sind also 3600, 3600 * 1,5 = 5400, 3600 * 2 = 7200. Schnellere Antriebe arbeiten mit 10.000 und 15.000 Umdrehungen, offenbar mit unterschiedlichen Frequenzen.

In diesem StorageReview-Artikel wird die Schleuderdrehzahl ausführlich erläutert.

haimg
quelle
Ich kann überprüfen, dass viele frühe Festplatten tatsächlich (relativ) Standard-Wechselstrommotoren verwendeten, die natürlich mit 3600 U / min gelaufen wären.
Daniel R Hicks
@haimg - Wo hast du "direct-drive" in diesem Artikel gelesen? Ich sehe nur die Erwähnung von "Wechselstrommotoren". BTW-Speichermodul-Laufwerke (SMD, wie die von Control Data Corp. hergestellten) verwendeten einen AC-Induktionsmotor mit einer Leistung von 1/2 PS und Riemenantrieb. Sie kennen keine 8-Zoll-Festplatten, aber 8-Zoll-Diskettenlaufwerke verwendeten Wechselstrommotoren und Riemen.
Sägemehl
7
Whoa, Wechselstrommotoren? Wie würden sie das tun, wenn das Netzteil Gleichstrom liefert (sagen Sie mir nicht, dass es einen DC / AC-Wechselrichter enthält?)?
BlueRaja - Danny Pflughoeft
5
@BlueRaja: Sie wollten damals wirklich keine Gleichstromversorgung für den Antriebsmotor. Schauen Sie sich en.wikipedia.org/wiki/IBM_magnetic_disk_drives an - die ersten Modelle liefen mit 1200 und 1800 U / min und 2374 Watt.
MSalters
1
@ haimg - Du bist nicht allein; wikipedia verwendet auch "Speichermodulgerät". In den 1980er Jahren habe ich jedoch die Firmware und den Treiber für einen SMD-Controller geschrieben und habe immer noch zwei CDC-Hardware-Referenzhandbücher für die Modelle BJ4A1 / BJ4A2 (Dok.-Nr. 83319200) und BJ7xx (Dok.-Nr. 83308500) vom 1977. Titelseiten und Text Verwenden Sie den Ausdruck "Storage Module Drive". Vielleicht hat CDC nach 1977 die Bedeutung von "SMD" geändert, aber das bezweifle ich. Wenn man bedenkt, dass der richtige Name für das Plattenpaket "Speichermodul" (und von IBM verwendetes "Datenmodul") lautet, ist SMD ein (Transport-) Laufwerk für ein SM. Es als "Gerät" zu bezeichnen, ist eine Verschleierung.
Sägemehl
9

Im Moment können Sie Laufwerke mit einer Geschwindigkeit von bis zu 15.000 erhalten . Es ist unwahrscheinlich, dass sich Laufwerke jemals schneller drehen. Dafür gibt es zwei Gründe:

  1. Die Umstellung auf Solid State für leistungskritische Anwendungen
  2. Bei schnelleren Drehgeschwindigkeiten besteht buchstäblich die Gefahr, dass der Plattenteller sich selbst zerreißt.

Wenn die Rotationsgeschwindigkeit konstant bleibt, steigt die Lineargeschwindigkeit exponentiell an, wenn Sie sich weiter vom Zentrum entfernen. Aus diesem Grund werden alle 15-KByte-Laufwerke mit 2,5-Zoll-Platten ausgeliefert (der obige Link stellt eine bemerkenswerte Ausnahme dar). Sie könnten eine schnellere Festplatte darstellen, wenn sie die Plattengröße (und damit die Kapazität) verringern. Dies ist jedoch unwahrscheinlich Sehen Sie dies jemals aufgrund des obigen Punktes 1 und aufgrund von Motorproblemen, die in anderen Antworten beschrieben sind.

Im Übrigen hat die eigentliche Antwort meines Erachtens mehr mit Marketing zu tun. Sicher, es gibt bestimmte Motormodelle, aber wenn ein Hersteller wirklich einen Antrieb mit 7500 oder 8000 U / min vermarkten wollte, würde ich davon ausgehen, dass er mit seinen Zulieferern zusammenarbeiten kann, um dies zu erreichen. Ich glaube eher, dass sie es einfacher finden, Laufwerke zu verkaufen, wenn es nur wenige Sorten gibt, die von den Verbrauchern gut verstanden werden.

Joel Coehoorn
quelle
5
FWIW ist die Beziehung zwischen Lineargeschwindigkeit und Abstand vom Zentrum (dh Radius) linear und nicht exponentiell: Umfang = 2π * Radius. Trotzdem nimmt die Geschwindigkeit ziemlich schnell zu und die Zentripetalkraft nimmt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zu.
Caleb
FWIW, das Problem beim Laufen mit> 20 krpm ist mehr über Schwingungen und so. Ich kannte einen Mann, der promovierte. auf magnetischen (aktiv geregelten) "Lagern" für Antriebe mit hoher Drehzahl. Sie liefen problemlos mit 20-25 U / min (wenn nicht mehr), aber das Design war zu komplex / teuer, um kommerziell rentabel zu sein.
Macke,
Auch ein Formel-1-V12-Motor aus ein paar Jahren drehte auf 20-22 krpm. Keiner von diesen riss sich aufgrund der Geschwindigkeit auseinander (Jetzt ist es auf 18 U / min geregelt) ..
Macke
7

Sie nicht!

Der Grund dafür, dass es nicht Tausende von verschiedenen gibt, ist, dass es unwahrscheinlich ist, dass eine 7200 U / min genau 7200 U / min erreicht - das sind die Durchschnittsgeschwindigkeiten der Motoren.

Darüber hinaus gibt es weltweit nur wenige Anbieter von Festplatten, und es gibt noch weniger spezialisierte Anbieter, die Motoren in einer Qualität und Menge herstellen können, die für die Festplattenproduktion erforderlich sind. Warum sollten sie aus diesem Grund 20 bis 30 verschiedene Motoren herstellen wollen, anstatt sich auf einige wenige zu spezialisieren / in Serie zu produzieren?

In den letzten Jahren haben sich jedoch einige neuere Geschwindigkeiten eingeschlichen, wie z. B. 5600 und 5900, die "umweltfreundlicher" als 7200 U / min sein und gleichzeitig gute Geschwindigkeiten beibehalten sollen.

Was den Grund angeht, warum wir keine schnelleren 100k-Laufwerke haben ... Alles was ich sagen kann ist Physik und Thermodynamik! Wenn es möglich wäre, würden wir - aber im Allgemeinen, je schneller, desto geringer die Kapazität - weil es nicht nur um die Geschwindigkeit geht, mit der sich die Festplatten drehen, sondern auch um die Geschwindigkeit, mit der der Lesekopf arbeiten muss Halten Sie sich auf dem Plattenteller und lesen Sie, je schneller der Schleudergang, desto höher die Hitze.

Abgesehen davon glaube ich nicht, dass wir noch viel mehr traditionelle Festplattentechnologien sehen werden - geben Sie uns zwei Jahre Zeit und wir werden wahrscheinlich nur langsamere grüne Festplatten für NASs / Massenspeicher und SSDs für den Mainstream haben.

(Und zum Glück ist das Laptop-Laufwerk mit 4800 U / min fast tot!)

William Hilsum
quelle
+1 für die Erwähnung von Wärme. Bei diesen Drehzahlen müssen die Scheibenlager und der Motor ziemlich heiß werden.
Nathan Osman
Nach meinem Verständnis ist die genaue Regelung der Drehzahl eine sehr wichtige Voraussetzung, da sonst das Lesen (geschweige denn das Schreiben) von Daten sehr viel schwieriger wird. Dies bedeutet natürlich nicht zwangsläufig , dass die Drehzahl einen bestimmten Wert annehmen muss (es gibt keinen bestimmten Grund, warum Sie 7200 U / min haben müssen, und 7189 U / min sind nicht akzeptabel), aber die Verwendung von Standarddrehzahlen macht die Sache auf jeden Fall einfacher Sie können eine kleine Anzahl verschiedener Motormodelle in Ihrer gesamten Produktlinie einsetzen und so die Kosten senken.
ein Lebenslauf vom
7

Wenn Sie die Situation aus Sicht der Festplattenhersteller betrachten, sollten die Zuverlässigkeit, die Geschwindigkeit usw. der Laufwerke separat getestet werden. Je mehr verschiedene Geschwindigkeiten Sie haben, desto höher sind Ihre allgemeinen Kosten. Beachten Sie, dass gemeinsame HDD Geschwindigkeiten aufgeführt , wie 3600, 3811, 4000, 4400, 4500, 5200, 5400, 7200, 10000 und 15000 RPM (die ersten IBM Festplatten tatsächlich bei 1200 Umdrehungen pro Minute versponnen).

Mehper C. Palavuzlar
quelle