液態軸承馬達之疑問

下列文章是另一位網友所po
但有一個疑問就是液態軸承硬碟是不是比較容易產生壞軌???
如果是...why???



<<液態軸承主軸馬達>>

這是一個保證熱乎乎的新型科技，Seagate稱這種馬達為Hydro-Dynamic
Bearing，IBM及Fujitsu稱它為Fluid Dynamic。不論它們的名稱是什麼，它們事實上都是指同樣的一個馬達，其跟傳統鋼珠型軸承（Ball Bearing）主軸馬達的不同，即在於它所使用軸承。現存於市場的硬式磁碟機都使用鋼珠型軸承馬達，它是利用8到12顆
鋼珠來支撐馬達的重量，也就是說，它一轉動就會產生金屬表面的磨擦，鋼珠在轉動
的時候就會產生磨損（run out）。這種特質隨著馬達轉速的越來越高，抗震能力的要求越來越高，儲存容量越來越高（其磁軌密度越高），事實上也出現了力有不逮之處。

液態軸承與鋼珠軸承的最大不同，在於它使用油膜取代傳統的鋼珠，也就是說
它在轉動的時候並未出現金屬接觸，理論上就不會有磨損的問題。液態軸承馬達又下列優點：
1.使用油膜代替鋼珠，使得其軸承能夠有效的吸收外來的震動，保護軸承表面。使得它所能承受的撞擊力，由鋼珠軸承最高的150G提高到1,200G。
2.無金屬表面接觸，它所產生得噪音、熱（溫升）、磨損，也就沒有傳統鋼珠軸承的那麼嚴重。
3.理論上來說，液態軸承的壽命是無限長（無磨損）。
4.雖然在其它機電應用上，已經有20,000RPM的鋼珠軸承馬達出現，不過目前應用
於硬碟機上的10,000RPM主軸馬達，已經接近極限了。主軸馬達轉速、儲存容量要進 一步地再往上發展，必須藉助於液態軸承馬達。
談了這麼多的液態軸承馬達的優點，您可能會問：那些硬碟機是使用這種新型
的主軸馬達？如果沒有意外的話，Seagate的9.1GB的7,200RPM ATA介面硬碟機
Medalist Pro，將會是第一台使用這種主軸馬達的桌上型電腦硬碟機，IBM及Fujitsu也會將 之使用於該公司所出品的2 1/2”硬碟機上。至於它是不是像理論上所講的那麼傑出，恐怕有待實際的驗證了。
◆電路整合程度越高
磁碟機電路板上的積體電路數目，將會進一步減少。以今年新出廠的硬碟機來
看，由於客戶化積體電路的發展，一片電路板上您將會看到只有3個IC，就可以完
成磁碟機所需要的所有作業。積體電路大型化所帶來最明顯的好處，就是零件數目大幅度減少。電路上零件越少，所代表的意義就是，它故障的機率會較以往更低（產品可靠度越高），零件成本也會越低，而且電路板的面積也會更小，所需的電源損耗也
就會越低（所產生的溫升更少）。

◆磁頭移出磁碟表面停放（Ramp Loading）

這不是很新的設計，可是隨著它的設計理論得到新一步的驗證，這種設計將會越來越普遍，尤其是在使用環境比較惡劣的可攜式計算環境中。目前大多數的磁碟機
在關機的瞬間，它的自動停車機制（Auto Parking mechanism）會自動將磁頭送到磁碟表面的最內圈部份停放。這樣的設計，當磁碟機在運送過程中，外力的震動都有可 能導致磁頭與磁碟表面因為相互碰撞而產生損壞，此外過強的外力撞擊也可能使得磁 頭跳脫到磁碟表面的資料區域。此外，在磁頭起飛與降落時也多可能產生無可挽回的 撞毀後果，而且磁頭停放在磁碟表面所產生的磁頭黏著（Stiction）於磁碟表面，也 一直是磁碟機業者的一個揮之不去的夢魘。

最早提出將磁頭驅動臂於停機的時候，整個移離磁碟表面的是2 1/2”硬碟機
的發明者-Prairetek公司所首先提出來的，不過這個公司還沒將產品真正推出上市，就已經宣布謝謝收看了，其後由Prairietek的工程業務人員，接合日本及台灣的資金所成立的Integral公司，首先將這種設計應用在該公司的磁碟機上，經過幾年的實際使用與市場驗證，證明當初的設計是可行的，於是去年IBM自Integral取得授權，也開始將這種設計放入該公司的2 1/2”硬碟機上面。
講了半天，您可能還是對Ramp loading較傳統的磁頭停車機制有那些優點還
是霧叉叉，博土還是將其優點摘要如下：

a.提供較高的非作業抗震能力（Non-operating Shock）。由於它是將磁頭完全脫離磁碟表面，因此它可以提供較高的非作業的抗震能力，目前使用此一設計的2
1/2硬碟機，都至少可以達到500G的Non-operating shock。

b.允許更低的磁頭飛行高度。使用此一機制，磁頭在起飛與降落時並不需要在磁碟 表面進行，它是等到主軸馬達已經轉到一定的轉速之後，才將磁頭載入（load）磁碟 表面，因此避開了磁頭起飛與降落那段最不穩定的時期，可以允許磁頭以更低的飛行
高度進行。磁頭飛行越低，則其記錄密度也就越高。

c.允許使用更平滑的磁碟片。太平滑的磁碟表面在傳統的磁碟機上，會產生磁碟機
業界的惡夢stiction現象，可是磁碟表面不平滑的話，磁頭的飛行高度就不能太低，否則磁頭就有撞毀之虞。如我們在前面所說的，磁頭的起飛與降落都不是在磁碟表面上進行，在任何時間內磁頭與磁碟表面都未曾接觸在一起，自然也就無所謂的
stcition 的問題存在。

d.電源損耗更低 - 相較於傳統的磁頭磁碟介面在馬達啟動時，需要較大的電流來產生較大的扭力，Ramp loading機制是沒有這種困擾的。