Жидкостные подшипники в винчестерах

Жидкостные подшипники в винчестерах начали использовать с 1990-х годов. В те времена диск мог вращаться со скоростью до 15 000 оборотов в минуту, а это считалось много, и обычные шариковые подшипники плохо справлялись с задачей. Шарики детали производились из керамики или металла, из-за чего они стирались, создавали шум при работе винчестера. Нужна была альтернатива, ей стали – жидкостные подшипники. Шарики заменили на специальное масло, которое поглощает удары и продлевает срок службы двигателя.

Такие подшипники для винчестеров разработала компания Seagate в сотрудничестве с Sankyo Seiki Manufacturing Co., Ltd., Seiko Instruments, Inc., Taylor Hobson Pneumo.

Первая из них – крупнейший мировой производитель жестких накопителей и сопутствующих компонентов. Японская компания Sankyo с 1946 года создает прецизионные запчасти, микромоторы, считывающую оптику, промышленных роботов. Seiko – тоже японский производитель, который начинал свою деятельность с наручных часов, а сегодня известен как создатель информационных и электронных устройств, высокоточного и автоматизированного оборудования для заводов.

К производству подшипников подключился английский производитель Taylor, выпускающий инструменты для измерения и систем контроля для станко- и автомобилестроения, аэрокосмической промышленности. Такое партнерство дало очень неплохие результаты.

Жидкостные динамические подшипники стали ключевой технологией для развития прикладных систем памяти.

В чем различия шариковых и жидкостных подшипников?

В приводных подшипниках обычно находится 8-12 шариков. Если хоть немного повреждена форма направляющих канавок или самих шариков, возникают вибрации. Плотность записи треков при этом незначительно снижается, уменьшается емкость винчестера. Шарикоподшипниковые приводы в нерабочем состоянии выдерживают до 150g ударных нагрузок, гидродинамические – до 1200g, что доказали испытания Seagate.

Гидродинамический подшипник похож по конструкции на подшипник скольжения. Но для большей точности исполнения используется масло. Причем оно настолько вязкое, что не вытекает за пределы детали, удерживается между валом и отверстием. Также оно не высыхает, сам узел герметичный.

В вопросе о шуме при работе тоже выигрывают жидкостные компоненты. В них металлические поверхности не соприкасаются.

Ресурс обычного винчестера с шариковыми подшипниками ограничен, со временем на металлических поверхностях скапливается напряжение, появляется износ компонентов, возникают ошибки при записи и чтении данных. Деталь полностью выходит из строя.

А так как жидкостный подшипник устойчив к вибрациям, просто гасит их, корректность чтения и записи данных при высокой плотности сохраняется надолго. Поглощаются практически любые вибрации. Например, когда взаимодействуют магнит двигателя и ток катушки. Производитель заверил, что трения между элементами нет вообще.

Тестирование Seagate Barracuda ATA IV с жидкостными подшипниками

Это первый жесткий диск на 40 Гб с оборотами до 7200/мин. с жидкостными подшипниками  в конструкции. Уникальность накопителя состоит в том, что увеличилась плотность информации. Мотор SoftSonic не шумит, вибраций практически нет, износ отсутствует. Barracuda ATA IV считался самым тихим винчестером. Это 2 Б (если одна пластина) и 2,4 Б (если  две пластины) в режиме простоя. Если сравнить с любым аналог на обычных подшипниках, уровень шума ниже в 1,5 раза.

Что с характеристиками?

Интерфейс Barracuda ATA IV - UltraATA/100, объем кэш-буфера – 1,95 Мб. Скорость составляет 7200/мин., скорость позиционирования – 9-10 мс на чтение/запись. Способность канала чтения – 555 мбит/сек. Возможна перегрузка до 63 g при работе и до 350 g – при перемещении. Отказная наработка – 600 000 часов. Производитель предложил четыре модели: 20, 40, 60, 80 Гб.

Винчестер по характеристикам можно сравнить только с IBM 120GXP и Maxtor D740X. У аналогов скорость позиционирования немного выше, объемы примерно одинаковые, а вот уровень шума выше.

Работает такой диск бесшумно, даже при открытом корпусе ПК. Иногда не трудно было понять, получилось ли обращение к винчестеру, только если по светодиоду на корпусе.

При тестировании Seagate на HDTach получилось, что скорость линейного чтения - 28-43 Мб/сек за счет плотности информации. Отличные показатели были и в приложениях (Photoshop, Visual C++, Sound Forge). График последовательности идеально ровный, по сравнению с IBM 60GXP.

По итогу, жидкостные подшипники в винчестерах показали высокие результаты, так как они были быстрее, работали тихо, не нагревались, защищены от повреждений, да и стоимость была сравнительно невысокая.