Čtecí a zapisovací hlavy pevného disku HDD - typ a rozlišení

Typy magnetických hlav disku

Konvenční hlava je elektromagnetická hlava, která kombinuje funkci čtení a zápisu dohromady. Magnetorezistivní (MR) hlava má odnímatelnou konstrukci hlavy. Zapisovací hlava v ní používá tradiční elektromagnetickou hlavu a čtecí hlava používá MR hlavu. Oddělená čtecí hlava navíc využívá magnetorezistivní (MR) efekt, který mění odpor materiálu v přítomnosti magnetického pole. V důsledku toho může být velmi citlivá na proměnlivé signály. A proto  lze zvýšit přesnost čtení údajů. A protože amplituda čteného signálu nemá nic společného s šířkou stopy, lze zároveň zvýšit denzitu  zápisu na disk.

Hlava TFI (tenkovrstvá indukční hlava)

Technologie čtení/zápisu TFI se na pevných discích používala v letech 1990 až 1995. Hlavu TFI lze popsat jako magnetické jádro s vinutím. Při průchodu disku magnetickým jádrem vzniká indukované napětí. Se zlepšením magnetické citlivosti se však oslabí schopnost zápisu. Čtecí hlava TFI tak ztratí svou schopnost.

AMR hlava (anizotropní magnetorezistivní hlava)

V roce 1991 navrhla společnost IBM novou technologii, a to hlavu AMR, která je založena na hlavě MR. Při spojení s rotujícím diskem může hlava číst data na základě snímání změny magnetického pole. V pevném disku se kapacita jednotlivého disku a technologie magnetické hlavy budou navzájem omezovat i podporovat.

V polovině 90. let uvedla společnost Seagate na trh pevný disk, který používá magnetickou hlavu AMR. Magnetická hlava AMR používá k zápisu hlavu TFI, ale ke čtení používá tenké magnetické materiály.

Odpor tenkého proužku se mění v závislosti na magnetickém poli. Ten pak generuje silný signál. Magnetická hlava AMR dále zlepšuje hustotu zápisu na povrch a snižuje počet komponent kompletní sestavy r/w hlav. Vzhledem k omezením technologie AMR může maximálně podporovat hustotu záznamu 3,3 GB na čtvereční palec. Citlivost magnetické hlavy AMR má tedy také svá omezení. Tento hendikep přispívá ke zrodu hlavy GMR. 

Hlava GMR (Giant Magnetoresistance Head) 

Hlava GMR zdědila technologii čtení a zápisu z hlavy TFI a hlavy AMR, aje ovšem významně citlivější než první z nich. Hlava GMR se skládá ze 4 vrstev vodivých materiálů a tenkých magnetických materiálů. Snímač GMR má vyšší citlivost než hlava AMR. Může tak opět zlepšit hustotu zápisu a celkovou  výkonnost disku.

Poškozené čtecí hlavy disku 

Poškození čtecí hlavy je typická závada harddisku. Dochází k ní, pokud se čtecí/zapisovací hlava pevného disku dotkne rotující plotny. Navíc tento druh havárie vede k dlouhodobému a dokonce nevratnému poškození magnetického záznamového média na povrchu plotny.

Poškozená hlava harddisku je jednou z hlavních příčin poškození pevného disku. 

Hlava se pohybuje po vzduchovém polštáři, který je vytvářen během rotace datové plotny disku. Vrchní vrstva plotny je vyrobena ze speciálního materiálu, který plní obdobnou funkci jako kluzný prostředek. To, co se nachází pod ním, je vrstva uhlíku. Tyto dvě vrstvy ( v poměrně odolném provedení) mohou pomoci magnetické vrstvě (vyrobené z tenkovrstvých materiálů ) zbavit se většiny náhodných dotyků čtecí a zapisovací hlavy.

Náraz hlavy do datvé plotny může být způsoben stejnou kinetickou  silou, která je poskytována plotnám pro uvedení do provozních otáček. Tato energie je více než dostatečná nejen pro zničení vlastních čteích hlav, ale i k tomu, že je poškozený povrch datové plotny disku.

"Mikroprach" nebo jiné nečistoty, které mohou proniknout do těla harddisku (např. při poškození mikrofitru), dále prudké otřesy nebo náhodný pád externího disku mohou způsobit, že čtecí hlava disku zaosciluje, odrazí se o přilehlý povrch rotující datové plotny a poškodí tenký magnetický obal hlavy, což vede k jejímu zničení.