A merevlemez, vagyis a HDD fő burkolata, tokja jellemzően öntött alumínium, rozsdamentes acél fedéllel. Ez lehetővé teszi, hogy könnyű, de a lehető legmerevebb legyen, hogy megvédje a belső mozgó alkatrészeket. Ennek a burkolatnak a működés közbeni kis meghajlása is komoly problémákat okozhat. A burkolat nagyon bírja a strapát. Legendák szólnak arról, hogy egy-egy HDD túlélte az árvizet, a tűzkárt vagy azt, hogy egy autó megtaposta, de azért ne próbáld ki, mit szól ahhoz, ha vízbe dobod. Sőt, hűtőszekrénybe se tedd, mert amikor kiveszed onnan, a lecsapódó pára rozsdásodást okozhat a merevlemez tányérjainak felületén. Egyes HDD-k burkolatának szűrt szellőzőnyílása, légszűrője van, amely kiegyenlíti a légnyomást, amikor a tányérok forognak. Miként arról a sorozat előző részében volt szó, egyes cégek héliummal töltött HDD-ket gyártanak, amelyek a jelsűrűség és a teljesítmény javítását ígérik. Nem meglepő, hogy ezeknek a meghajtóknak a burkolata teljesen zárt, nincs szellőzőnyílásuk. A hélium könnyebb és hidegebb a levegőnél, és nem olyan sűrű, ami kisebb súrlódást és alacsonyabb energiafelhasználást eredményez. Emiatt vékonyabbak a tányérok, és minden tányéron több adatot lehet összezsúfolni.

A fenti fotón látható 1”-os (2,54 cm-es) tányér átmérőjű meghajtók már eltűntek. Az 1,8”-osak (4,572 cm-esek) inkább laptokokban, illetve külső HDD formájában fordulnak elő; napjainkban gyakran az SSD-k mérete ez. Nekem van egy ilyen, TOSHIBA MK1229GSG típusú, 120 GB-os kis külső merevlemez meghajtóm. Egy tányérja és két feje van. Eddig 9 574 órán keresztül nyúztam, kb. 15 évvel ezelőtt vettem, szinte mindent kibírt, ideértve számos leejtést is, de a CrystalDisk Info nevű program már figyelmeztet, hogy nagy baj van, az állapotát 44,8%-ra értékeli. Igaz, jó ideje már nem használtam, most is csak a fotózás miatt kapartam elő.

Az egyik leggyakoribb, inkább laptopokba való tányérátmérő a 2,5” (6,35 cm). A külseje 69,85*100,45 mm. A legvékonyabbak magassága csupán 7 mm, de 8,5; 9,5; 10,5; 12,5; 15; 17 vagy akár 19 mm is lehet. Az asztali gépekbe való merevlemezek tányérjai 3,5" (8,89 cm) átmérőjűek, a külső méret 101,6*146 mm. Magasságuk a tányérok számától függően 20, 26 és 42 mm.

A merevlemez meghajtók beszereléséhez a HDD burkolat szabványban rögzített helyein menetes furatok vannak, a számítógép ház szintén megfelelő helyein pedig lyukak. 4-6 csavarral is rögzíthetők a HDD-k, de az már jó eset, ha kettővel tesszük a helyére, a többit ugyanis el szoktuk szórni. Ha a HDD-t hordozni akarod, több megoldás is van, illetve volt rá. A legrégebbi a kihúzható-betolható merevlemez fiók, ún. mobil rack. Ez ma már leginkább felejtős, noha még árusítanak ilyet. Mint az alábbi fotón láthatod, létezik zárható fajta is. Ha nem akarod, hogy más kihúzza a gépből a meghajtót, lezárod a számítógép házához. A kulcsot természetesen azonnal elveszíted…

Mostanában is vehetsz gyárilag külső házba szerelt merevlemez meghajtót. Ezekkel az a gond, hogy ha a házból kiszereled a HDD-t, nem biztos, hogy működni fog, vagy mert speciális szoftver van a házban, vagy mert csak.

Kellemes megoldásnak tűnhet a merevlemez dokkoló. Ezt olyankor érdemes választanod, ha csak átmenetileg akarod ebben használni a pucér HDD-t. Tapasztalataim szerint nem nagyon megbízhatók.

Talán a legjobb megoldás, ha veszel külső merevlemez házat. Ezek között is vannak ugyan vackok, én pl. egyszer az nBase, ma már nem gyártott szörnyetegébe futottam bele, de a jobbak arra is képesek, hogy leállítsák a merevlemezt, ha arra egy ideig nem írsz semmit vagy nem olvasol róla adatokat, esetleg ventilátor is van bennük a HDD hűtésére.

Valamiért e házakat állítva fotózzák, sőt, talp is van hozzájuk, miközben a merevlemez meghajtók jobban örülnek, ha fektetik őket. Gondolj bele, hogy a fektetett meghajtó motorjainak, tányérjainak nem kell megküzdeniük a forgásirányú gravitációval.

 A merevlemez meghajtóban lévő tányérokon tárolódnak az adatok. A tányér mindkét oldalon tárolhat információkat, a rögzítés és lejátszás általában tányéronként két felvevő-lejátszófejet igényel, vagyis felületenként egyet-egyet. A tányérok merevségéből származik a merevlemez meghajtók neve, ellentétben a hajlékonylemezek gyártásához használt rugalmas anyagokkal. A tányér felületén lévő apró részecskék óriási problémákat okozhatnak, ha az író-olvasó fej érintkezik velük, ezért soha nem tanácsos kinyitnod a készülék fedelét, hacsak nem ellenőrzött tiszta környezetben vagy.

A merevlemez meghajtók több tányért is tartalmazhatnak, amelyek nagyon gyorsan pörögnek. Ezért a tányérokat nagyon pontosan kell méretre gyártani. Nem vetemedhetnek, nem lehetnek kiegyensúlyozatlanok, nem üthetnek, mert akkor szétbarmolnák a fejeket. A tányérokat távtartókkal elválasztva, egymásra helyezik. A távtartók megakadályozzák, hogy a tányérok egymáshoz dörgölőzhessenek. Az orsó összetartja és egyetlen egységként forgatja a tányérokat.

A fenti fotószerű rajzon a kar a felső tányér fölé nyúlik. A karok a működtető mechanizmus részét képezik. Ezt jobban láthatod a következő fotón, amely egy tányérkészletet mutat.

Minden tányér több rétegből áll. Az alapréteg merev hordozó, amely nem mágneses anyagokból, például üvegből, kerámiából vagy alumíniumötvözetből készül. A gyártók egyre inkább az üveg és a kerámia – gyakran üveg-kerámia kompozit – anyagokat szeretik. Ezek az anyagok jobban ellenállnak a hőmérséklet-ingadozásoknak és a repedéseknek, így vékonyabb tányérok készíthetők.

Az egyes tányérok mágneses felületét pici, mikrométernél kisebb méretű mágneses régiókra, cellákra osztják, amelyek mindegyike egyetlen bináris információegységet (0 vagy 1) tárol. A merevlemez tányérjának tipikus mágneses tartománya körülbelül 200-250 nanométer széles a tányér sugárirányában, és körülbelül 25-30 nanométer a kerületi irányban. Ez kb. 15,5 Gbit/cm² szemcsesűrűséget jelent. A fő mágneses réteg anyaga általában kobalt alapú ötvözet.

A mágneses réteg tehát nem folytonos. Ennek az az oka, hogy a szemcsék csökkentik az egy-egy mágneses cellához szükséges helyet. A folytonos mágneses anyagokban ugyanis hajlamosak megjelenni a Néel tüskéknek nevezett képződmények. Na, ez meg már megint mi? Louis Eugène Félix Néel francia fizikus 1949-ben fedezte föl, hogy a finoman nanorészecskékre osztott ferromágneses anyagok egy bizonyos kritikus méret alatt ide-odamágneseződnek.

A mágnesezettségük iránya nem stabil, ahogy tudományosan fogalmaznak, minden hiszterézist elveszítenek. Ezt a jelenséget szuperparamágnesességnek hívják. A Néel tüskék kiolthatják egymás mágneses terét, így a cellák határain az egyik mágnesezettségből a másikra való átmenet a Néel-tüskék hosszában megy végbe. Ezt a területet nevezik átmeneti szélességnek.

A szemcsék segítenek megoldani ezt a problémát, mivel elméletileg minden szem egyetlen mágneses cella (bár a gyakorlatban nem mindig). Ez azt jelenti, hogy a mágneses cellák nem tudnak növekedni vagy zsugorodni ahhoz, hogy tüskéket képezzenek, ezért az átmenet szélessége a szemcsék átmérőjének nagyságrendjében lesz. A szemcsés adathordozó tájolása aszerint történik, hogy a mágneses szemcsék egymás mellett (LMR; Longitudinal Magnetic Recording) vagy egymás alatt (PMR; Perpendicular Magnetic Recording) vannak-e.

A PMR előnye előnye az LMR-rel szemben, hogy mivel egymás alatt vannak a szemcsék, minden adat kevesebb helyet foglalt el, és több információ tárolható ugyanazon a lemezfelületen. Ezenkívül kevésbé melegszik fel, mert az információkat rendezettebben és stabilabb területeken tárolja.

A merevlemez tányérjainak gyártása során a hordozó mindkét oldalára vékony bevonatot visznek fel, többnyire vákuumleválasztási eljárással, amelyet magnetronos porlasztásnak neveznek.

Ez a védőréteg amorf szénből, például gyémántszerű szénből készült kenőanyag. Szilícium-nitridet, Perfluor-poliétert (PFPE-t) vagy hidrogénezett szenet is használnak védőbevonatként. Nagyon tetszetős a szerkezeti képletük és az előállításuk módja. Ha azonban most mégsem vegyészmérnöknek készülsz, akkor a lényeg az, hogy mindegyik védőréteg féleség közös tulajdonsága, hogy nagy hőmérsékleti tartományban stabil, és nem zavartatja magát az oxigéntől, tehát megakadályozza a mágneses részecskék oxidációját, rozsdásodását.

A tányérokat középen az orsó, a mozgató tengely fogja össze.

Az orsó közvetlen hajtású motorhoz csatlakozik, amely az orsót és a tányérokat forgatja, és szabályozza azok sebességét. A motor megbízható és egyenletes fordulatszámmal pörget a HDD teljes élettartama alatt, miközben minimálisan remegtet és a korai példányoktól eltekintve, elviselhető a mechanikai zaja. A kortárs HDD-k 5 400, 7 200, 10 000 és 15 000 rpm-mel hajszolják a tányérokat.

A működtető egység felelős az adatok írásáért a tányérokra és az adatok olvasásáért. A szerelvény két fő összetevőből áll: magából a működtetőből és a forgó tányérokon áthaladó karokból. Az alábbi fotón a felső kart rugalmas szalagkábel köti össze a HDD logikai kártyájával az olvasási és írási folyamatok kezeléséhez.

A fejszerelvényt működtető motor olyan léptetőmotor, amelynek egyetlen feladata a karok mozgatása. A karok egyetlen egységként, ívben haladva mozognak, így minden tároló felületet elérnek. A fotón jellegzetes léptető motort (mágnes + tekercs) láthatsz.

Mindegyik kar végén található egy csúszka, amely a helyén tartja az író/olvasó fejet, és támogatja az elektromos kapcsolatot a fej és a meghajtó logikai kártyája között. A csúszka kialakítása lehetővé teszi, hogy fej a tányér fölötti légpárnán lebegjen, nem érintve a tányért.

A HDD a többi komponensen kívül tartalmaz egy logikai áramköri kártyát, amelyet a ház aljára szerelnek. A logikai kártya vezérli a merevlemezösszes műveletét, beleértve az orsót forgató motort, a működtető mechanizmushoz tartozó motort, valamint a tányérokra rögzítendő és onnan érkező adatok áramlását. A logikai kártyán általában van egy vezérlőnek nevezett áramkör, amelynek része egy véletlen hozzáférésű memória (ROM) IC telepített belső programmal, firmware-rel. A vezérlő a firmware-t használja a HDD műveletek kezelésére. Van benne továbbá egy gyorsítótár (disc cache memory), amely felgyorsítja a merevlemezen lévő adatok tárolásának és elérésének folyamatát. A logikai kártya az adatok átviteléhez és az áramellátáshoz szükséges csatlakozókkal kezdődik – vagy végződik, ahogy neked tetszik.