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Démontage d\'un disque dur
têtes de lecture, moteurs électrodynamiques, surfaces incroyablement lisses et traitement de signaux
Saison 3 des vidéos de Engineerguy
Un ordinateur est un outil puissant, mais il doit stocker des données correctement pour bien fonctionner, sinon il serait assez inutile, n\'est-ce pas?
Ouvrons-le et regardons comment il stocke les données.
Regardez: c\'est magnifique.
C\'est un disque dur ordinaire, mais ses détails, bien sûr, sont extraordinaires.
Je suis sûr que vous connaissez les bases d\'un disque dur:
on y stocke les données sous forme binaire, des uns et des zéros.
Ce bras supporte une \"tête\"
qui est un électro-aimant qui se déplace au-dessus du disque
et soit écrit des données en changeant la magnétisation d\'une section spécifique
du plateau, soit lit simplement les données
en mesurant la polarisation magnétique.
En principe, assez simple,
mais en pratique beaucoup d\'ingénierie poussée.
Le principal soucis est d\'être sûr que la tête peut précisément
et sans erreur
lire et écrire sur le disque.
La première chose est de se déplacer avec précision.
Pour positionner le bras, les ingénieurs utilisent un \"actionneur à bobine mobile\".
La base du bras se trouve entre deux puissants aimants.
Ils sont tellement puissants qu\'il est assez difficile de le démonter.
Voilà.
Le bras bouge grâce à la force de Lorentz.
Faites passer un courant dans un cable plongé dans un champ magnétique
et le câble subira une force;
inversez le courant et la force s\'inversera aussi.
Lorsque le courant passe dans une direction dans la bobine,
la force créée par les aimants permanents fait bouger le bras dans ce sens,
inversez le courant et il bouge dans l\'autre sens.
La force exercée sur le bras est directement proportionnelle au courant
à travers la bobine, ce qui permet de
positionner le bras précisément.
Contrairement aux systèmes mécaniques,
l\'usure est minimale et ce n\'est pas sensible aux changements de température.
Au bout du bras se trouve l\'élement le plus crucial: la tête.
En gros, c\'est une pièce de matériaux ferromagnétique entourée par un câble.
Lorsqu\'elle passe au-dessus des sections magnétisées du plateau,
elle mesure les changements de direction des pôles magnétiques.
Souvenez-vous de la Loi de Faraday : un changement du champ magnétique
induit une tension dans une bobine placée à proximité.
Ainsi, lorsque la tête passe au-dessus d\'une section où la polarité
a changé, elle enregistre un pic de tension.
Les pics - négatifs ou positifs - représentent un \"un\"
et lorsqu\'il n\'y a pas de pic de tension, cela représente un \"zéro\".
La tête est incroyablement proche de la surface du disque
100 nanomètres dans les vieux modèles,
mais moins de 10 nanomètres dans les modèles les plus récents.
La tête étant plus proche des disques, son champ magnétique
couvre une plus petite surface, permettant de placer plus de
secteurs d\'inforamtion sur la surface du disque.
Pour conserver cette hauteur critique, les ingénieurs utilisent une méthode ingénieuse:
la tête \"flotte\" au-dessus du disque.
Vous voyez, lorsque le disque tourne, il forme une couche d\'air
qui passe sous la tête à plus de 80mph (130km/h) sur les bords du disque.
La tête repose sur un \"slider\" dont l\'aérodynamique a été étudiée pour flotter au-dessus du plateau.
Le génie de cette technologie est qu\'elle induit elle-même les corrections:
si une perturbation déplaçait le slider trop haut, il retourne seul là où il flotte et devrait se trouver.
Cependant, puisque la tête est si proche de la surface du disque
le plus faible résidu de particules pourrait endommager le disque et causer des pertes de données.
Pour éviter cela les ingénieurs placent ce filtre dans le flot d\'air;
il retient les petites particules qui se serait arrachées du plateau.
Pour que la tête flotte toujours à la bonne hauteur le plateau est incroyablement lisse:
typiquement ce plateau est si lisse qu\'il a une variation de surface d\'environ un nanomètre.
Pour vous donner une idée de à quel point c\'est lisse, imaginons que cette section soit agrandie
à la taille d\'un terrain de football - américain ou international -
les \"bosses\" à sa surface auraient une hauteur moyenne d\'environ 3 centièmes de pouce (0,75mm).
L\'élément clé du plateau est sa couche magnétique,
faite en cobalt - parfois mélangé à du platine ou du nickel.
Ce mélange de métaux a une fort champ coercif,
ce qui signifie qu\'il conservera sa magnétisation - et donc les données - jusqu\'à ce qu\'il soit exposé à un autre puissant champ magnétique.
Une dernière chose que je trouve vraiment astucieux:
grâce à un peu de magnétiques, on peut stocker jusqu\'à 40 pourcents d\'informations supplémentaires sur le disque.
Considérons cette séquence de pôles magnéitques sur la surface du disque : 0-1-0-1-1-1.
Un passage de la tête révèlerait ces pics de tension,
positifs ou négatifs pour les \"un\".
Nous pourrions facilement les distinguer de, par exemple, cette séquence similaire.
Si nous les comparons elles diffèrent clairement.
Les ingénieurs, pourtant, travaillent toujours à placer de plus en plus de données dans un disque dur.
Un des moyens utilisés est de réduire la taille des domaines magnétiques,
mais regardez ce qui arrive aux pics de tension lorsque nous faisons ça.
Pour chaque séquence les pics des \"un\" se recouvrent et
se superposent, donnant un signal \"flou\".
En fait, les deux séquences ont l\'air vraiment similaire maintenant.
En utilisant une technique appelée \"Partial Response Maximum Likliehood\" (probabilité maximale de réponse partielle), les ingénieurs ont développé
des codes sophistiqués qui peuvent recevoir un signal obscur comme celui-ci,
générer les séquences qu\'il pourrait représenter et ensuite choisir la plus probable.
Comme toute technologie ayant fait ses preuves, on ne pense plus aux disques durs dans notre vite de tous les jours,
jusqu\'à ce que quelque chose se passe mal.
Je suis Bill Hammack, l\'engineerguy.