SVM n°19 jui/aoû 1985
SVM n°19 jui/aoû 1985
  • Prix facial : 16 F

  • Parution : n°19 de jui/aoû 1985

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : Excelsior Publications

  • Format : (203 x 280) mm

  • Nombre de pages : 132

  • Taille du fichier PDF : 200 Mo

  • Dans ce numéro : la micro-informatique expliquée par Bill Gates, le pape du logiciel.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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peu d'intelligence et son débit maximum, limité à 5 millions de bits par seconde, en fait aujourd'hui un obstacle à l'amélioration des performances globales d'un système à disque dur. La plupart des disques Winchester destinés aux micro-ordinateurs ont un mode de fonctionnement simple. Le contrôleur donne l'ordre au disque de lire telle piste, tel secteur. Cet ordre est interprété par l'électronique du disque qui commande la rotation du moteur de déplacement des têtes, du nombre nécessaire de pas ; puis la lecture (ou l'écriture) est effectuée au moment du passage du bon secteur sous les têtes. On imagine la précision du moteur, du bras, des têtes elles-mêmes pour parvenir à ce résultat quand on sait que la largeur d'une piste est de l'ordre de 70 microns. L'interface standard ST 506 entre les disques et leur contrôleur ne permet pas de compenser les variations thermiques ou l'usure des composants mécaniques. Seuls l'usage de matériau tolérant les variations de température et un assemblage très précis permettent de contourner le problème. Pour réduire les risques de perte de données, les utilisateurs prudents reformatent périodiquement leur disque dur et recopient les données à partir d'une sauvegarde sur disquette ou sur bande magnétique. Ainsi, on est sûr que l'information sur le disque est enregistrée en tenant compte des jeux mécaniques dus à l'àge du dispositif. On peut espérer voir apparaître un jour sur les micro-ordinateurs des systèmes d'asservissement comme ceux utilisés sur les disques des gros ordinateurs. L'une des surfaces du disque contient des informations qui permettent au contrôleur de détecter les erreurs de positionnement. Le contrôleur peut alors ajuster la position de référence de l'ensemble des têtes de lecture, de manière à corriger les erreurs. L'interface ST 506 ne permet pas cet asservissement par ailleurs très coûteux. Si les principes de fonctionnement d'un disque dur sont simples, la technologie mise en oeuvre l'est moins. Tous les efforts et l'intelligence des ingénieurs portent sur deux critères principaux : la densité d'information inscriptible par longueur de support magnétique et la rapidité d'accès à l'information. Pour augmenter la densité d'enregistrement (la quantité de bits enregistrables sur une longueur de piste) qui se mesure en bit par inch (bpi), il est nécessaire de descendre la tete de lecture-écriture aussi près que possible du support pour limiter la dispersion du champ magnétique et, par conséquent, réduire la taille du minuscule aimant permanent créé dans la couche magnétique à la surface du disque. Un disque Winchester tourne à une vitesse de 3 600 tours par minute. La tête, elle, est positionnée à une distance de quelques dixièmes de microns (1 micron = 1/1 000 de mm) de sa surface. Pour se faire une idée, imaginons un Boeing 747 volant à quelques centimètres du sol I Attention, les poussières Dans ces conditions, on mesure mieux l'importance d'une enceinte hermétiquement close : la moindre poussière contenue dans l'air ambiant dépasse largement 20 microns, et la fumée de cigarette elle-même charrie des obstacles potentiels redoutables. D'ailleurs, durant le fonctionnement, l'air est filtré en permanence à l'intérieur de l'enceinte, et maintenu sous pression. C'est donc librement et dénuée de soucis que la tete de lecture profilée comme une aile d'avion vole au-dessus de la surface du disque dans le flux d'air généré par la rotation. C'est alors qu'elle peut émettre jusqu'à cinq millions d'impulsions magnétiques par seconde, créant autant de champs magnétiques dans les particules d'oxyde de fer. Ces champs magnétiques sont interprétés soit comme des 0, soit comme des 1, suivant la Deux disques de 25 millions de caractères. A gauche, le modèle 1983, à droite, le modèle 1985 réduit de moitié. L'élément en spirale rouge représente une tète de lecture à film mince avec ses deux connecteurs sur son substrat de silicum avant la découpe. Grossissement : x 30. direction dans laquelle les uns et les autres sont orientés. Ces informations magnétiques sont dénommées bits et le support magnétique se mesure en inches (1 inch = 2,54 cm). La technologie actuelle permet d'obtenir des densités supérieures à 10 000 bits par inch (voir p.82). Mais c'est dans la conception des tètes de lecture et la réalisation des surfaces magnétiques que les progrès les plus importants ont été faits. Ainsi, quelques disques durs sont équipés de têtes de lecture à film mince mises au point par IBM dans les années soixante-dix et commercialisées depuis 1979. Ces nouvelles têtes sont réalisées par le dépôt du film conducteur, en spirale, sur un support de silicium. Plus petites que les têtes conventionnelles (confectionnées, elles, de quelques tours de fil autour d'un noyau de ferrite), elles autorisent, gràce à la finesse des pôles et à la taille réduite de l'entrefer (distance entre les deux pôles), des densités et des vitesses de trans-. fert plus importantes. De même, alors que les tètes classiques réclament un travail de haute couture » au fil d'or sous microscope, la production de tètes de lecture-écriture en film mince offre l'avantage d'une automatisation totale. Une évolution considérable a aussi touché les techniques de fabrication de support. Là le maitre-mot est la minceur. Plus la couche de matériaux magnétiques est mince et plus la densité d'informations peut être élevée. La technique la plus utilisée reste le couchage rotatif : on dispose une certaine quantité d'un liant adhésif contenant des particules d'oxyde de fer en suspension sur le disque qui, en tournant, éjecte le tropplein vers l'extérieur. L'épaisseur de la couche dépend de la viscosité du liant. On remarquera que la couche sera plus fine à l'intérieur d'un disque compensant ainsi naturellement l'augmentation de la densité vers le centre du plateau (les pistes extérieures sont plus longues que les pistes intérieures). Les plateaux fabriqués suivant cette technique présentent une couleur marron clair caractéristique. En production depuis le début de l'année 1985, les disques créés par électrolyse sont de meilleure qualité. La surface magnétique plus homogène et plus mince permet des densités plus élevées (de 12 000 à 44 000 bits par inch contre 10 000 pour les disques à couchage rotatif) et des vitesses de rotation plus grandes. Le matériau magnétique constitué de cobalt et de nickel donne au plateau une couleur noire facilement identifiable. Parallè- 80 SCIENCE & VIE MICRO N" 19 - JUILLET-AOÛT 1985 2 -e 8
lement à l'augmentation de la densité linéaire, l'amélioration du positionneur des tètes et l'amélioration de la précision des têtes elles-mémes ont permis l'augmentation du nombre de pistes par longueur de support, c'est-à-dire la densité de piste. Elle se mesure en nombre de pistes par inch (track per inch). Enfin, sans rentrer dans les détails de la façon dont on inscrit les informations sur le support magnétique, certains modes d'enregistrement permettent de diminuer le nombre d'informations inscrites sur la surface du disque pour un méme nombre de bits d'information utile. Toujours plus, toujours moins Comme on le voit, la naissance d'un disque dur résulte toujours d'un compromis entre les différentes techniques d'enregistrement et les différents procédés de fabrication de la téte et du support. A partir de cet axiome se dessine le futur : de 10 M-octets en 1982 à 200 M-octets en 1985 sur la même surface, les disques durs n'ont pas fini d'évoluer. Vers une taille toujours plus réduite, et des capacités toujours plus grandes. A cet égard, une technique prometteuse est actuellement à l'étude, qui devrait tripler la capacité actuelle des disques : l'enregistrement perpendiculaire. Comme son nom l'indique, il consiste à substituer aux habituels champs magnétiques parallèles à la surface du disque, des champs perpendiculaires. On voit immédiatement sur la figure ci-dessous l'avantage d'un tel procédé. Egalement en vue, l'amélioration du système de positionnement du bras. En effet, simples et bon marché, les moteurs pas à pas qui commandent les bras ont le défaut d'être lents et imprécis : la limite de leur précision est celle du pas du moteur... En outre, ils ignorent l'asservissement, ce système d'autoassistance où la tête de lecture-écriture envoie des informations de contrôle au moteur pour corriger automatiquement un mauvais positionnement. En revanche, on commence à voir apparaitre dans les disques pour micro-ordinateurs, les moteurs linéaires (faits d'une bobine sur un aimant, différents des pas à pas•) à asservissement, utilisés par la grosse informatique (BASE, Control Data, Vertex...). Par leur précision de positionnement, par la compensation possible des conditions de fonctionnement (température, usure...), par leur vitesse de déplacement plus grande, ils permettent une densité de piste plus élevée, une lecture plus rapide et plus fiable. La plupart du temps, on ne choisit pas son disque dur. On achète celui proposé par le constructeur. Pourtant l'évolution de la technologie est telle qu'en n'y prenant garde, on peut acheter un disque d'une ancienne génération, largement démodé. Le disque dur de l'IBM PC-XT (qui date de 1983), si l'on se réfère au domaine automo- En haut, principe de l'enregistrement longitudinal. En bas, principe de l'enregistrement perpendiculaire. On a représenté en noir les lignes de champs magnétiques à l'extérieur des têtes de lecture, en bleu foncé, les aimants microscopiques induits à l'intérieur du support. ooe bile, pourrait être comparé à une Peugeot 403. Les esprits les plus modernes et les décideurs les plus férus de technique ne pourront, malgré tout, choisir leur disque dur chez l'un des nombreux constructeurs de périphériques d'ordinateurs qu'en se fiant à la documentation. Le disque dur peut s'acheter pour être placé à l'extérieur du micro-ordinateur - c'est le cas des disques durs pour le Macintosh (voir SVM n°14) - ou intégré à l'unité centrale de celui-ci. Depuis les temps les plus reculés (c'est-à-dire en 1983), la hauteur du disque et du lecteur de disquettes de l'IBM PC- XT est de 85 mm. Les disques durs d'aujourd'hui de capacité égale mesurent moins de 42 mm. On parle alors de disque (ou lecteur de disquettes demi-hauteur ou, en anglais, SLIM LINE). Ceci permet tous les abus : remplacer le disque dur et la disquette de l'IBM PC-XT par deux disques durs et deux lecteurs de disquettes ! Attention alors à l'écueil de la consommation : l'alimentation d'un compatible IBM est capable de fournir selon le cas de 100 à 130 watts. Si vous lui demandez plus, vous risquez le pire. Avant d'acheter, il faut estimer ses besoins ; autrement dit vous devrez savoir s'il vous faudra 10, 20, 50 méga-octets ou plus ! Une estimation rapide de capacité peut être faite en additionnant la taille (en octets) de tous les logiciels dont vous avez besoin et la somme des données traitées par ces logiciels. Si vous possédez déjà un système à disquette, ces renseignements peuvent vous être fournis par l'ordinateur lui-même (commande DIR sous MS-DOS). N'oubliez pas d'ajouter la place nécessaire à la croissance de vos bases de données, et à l'évolution du système (nouveaux logiciels) et enfin doubler le résultat. L'expérience montre que, quelle que soit sa capacité, un disque dur est toujours plein. Une vigilance extrême sera requise pour éliminer les programmes et les fichiers non nécessaires. Enfin, pensez à la sauvegarde : quelle que soit la qualité de son disque dur, nul n'est à l'abri d'un éventuel atterrissage de téte, détruisant irrémédiablement les précieuses données. Pour sauvegarder les 10 méga-octets d'un disque dur, il faut 30 disquettes de sauvegarde, et 35 minutes, sans compter les 29 changements de disquettes. On peut toutefois choisir de sauvegarder la totalité du système à une date donnée puis, jour après jour, de sauvegarder uniquement les fichiers modifiés. Ceci requiert une gestion des sauvegardes très rigoureuse, et n'est pas avantageux dans le cas de grosses bases de données utilisées quotidiennement. Mais il existe deux alternatives intéressantes à la sauvegarde par disquettes : l'utilisation d'une cartouche de bande magnétique comme celle du Compaq Deskpro (voir SVM n°15) ou d'un deuxième disque à cartouche amovible. Cette dernière solution est la plus rapide mais, de loin, la plus onéreuse. Si certains disques durs sont vendus avec une cartouche magnétique intégrée, dans tous les cas l'adjonction de périphériques implique l'ajout de contrôleurs qui occuperont un ou plusieurs connecteurs d'extension. Nous avons choisi pour illustrer les caractéristiques SCIENCE & VIE MICRO N.19 - JUILLET-AOÛT 1985 81



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