Các đầu đọc/ ghi đơn giản một cách máy móc. Mỗi đầu từ ở trên một cánh tay truyền động được đặt tải lên lò xo để đẩy đầu từ tiếp xúc với một platter. Vài người nhận ra rằng thực tế paltter đều bị các đầu từ “ép” ở bên trên và bên dưới nó. Nếu bạn có thể mở một ổ đĩa một cách an toàn và nhấc đầu từ trên bằng các ngón tay, đầu từ sẽ bật xuống lại một ổ đĩa một cách an toàn và nhấc đầu từ trên bằng các ngón tay, đầu từ sẽ bật xuống lại một ổ đĩa một cách an toàn và nhấc đầu từ trên bằng các ngón tay, đầu từ sẽ bật xuống lại mặt platter khi buông chúng ra. Nếu bạn có thể kéo một trong những đầu từ bên dưới một platter xuống sức ép đàn hồi sẽ làm cho chúng bật trở lên vào mặt platter khi buông chúng ra.

Hình 9.7 thể hiện một bộ phận lắp ráp cơ cấu truyền động đầu từ của ổ cứng điển hình từ một ổ đĩa cuộn âm thanh

Khi ổ đĩa ở chế độ nghỉ, các đầu từ bị ép tiếp xúc trực tiếp với các platter bởi sức ép đàn hồi, nhưng khi ổ đĩa quay hết tốc độ, áp lực không khí phát triển bên dưới các đầu từ và nhấc chúng lên khỏi bề mặt platter. Trên một ổ đĩa quay hết tốc độ, khoảng cách giữa các đầu từ và platter có thể là bất cứ đâu từ 0.5 μ – inch đến 5 μ – inch, hoặc nhiều hơn nếu trong một ổ đĩa hiện đại.

Vào đầu thập niên 1960, các đầu từ ổ cứng vận hành tại các chiều cao nổi khoảng 200 μ – inch đến 300 μ – inch; các đầu từ ổ đĩa ngày nay được thiết kế để nổi thấp bằng 10nm (nanometer) hoặc 0.4 μ – inch ở phía trên bề mặt đĩa. Để hỗ trợ mật độ cao hơn trong các ổ đĩa tương lai, sự ngăn cách vật lý giữa đầu từ và đĩa được dự khiến sẽ giảm hơn trong các ổ đĩa tương lai, sự ngăn cách vật lý giữa đầu từ và đĩa được dự kiến sẽ giảm hơn nữa, chẳng hạn trong một số ổ đĩa thậm chí sẽ có sự tiếp xúc với bề mặt platter. Môi trường mới và các thiết kế đầu từ sẽ được yêu cầu để thực hiện khả năng ghi tiếp xúc toàn phần hoặc một phần.

Kích thước nhỏ của kẻ hở giữa các platter và các đầu từ là lý do tại sao bạn không nên mở HAD của ổ đĩa ngoại trừ trong một môi trường vô trùng. Bất kỳ phần tử bụi hay chất bẩn bào mà rớt vào cơ cấu thiết bị đều có thể làm cho các đầu từ đọc sai hoặc thậm chsi có thể và vào các platter trong khi ổ đĩa đang chạy hết tốc lực. Sự việc sau đó là có thể cào xước platter hoặc đầu từ , gây hư hỏng vĩnh viễn.

Để đảm bảo sự sạch sẽ của bên trong ổ đĩa, bộ phận HAD được lắp ráp trong một căn phòng class-100 hoặc căn phòng vô trùng tốt hơn. Đặc điểm kỹ thuật này có nghĩa là trong một đơn vị chiều dài khối không khí không thể chứa hơn 100 phân tử đủ chuẩn 0.5 micron (19.7 μ – inch). Hơi thở của một người trong thế đứng bất động thải ra 500 phân tử trong một phút! Những phòng này có những hệ thống lọc không khí đặc biệt liên tục lọc rửa và làm mới không khí. Một HAD của ổ đĩa không nên được mở ra trừ khi chúng đang ở trong một phòng như vậy.

Mặc dù việc duy trì môi trường phòng vô trùng dường như đắt tiền, nhiều công ty sản xuất các phòng vô trùng đặt trên bàn hay có kích cỡ cho triển lãm và bán với giá chỉ vài ngàn đô la. Một số thiết bị này hoạt động giống như một hộp kín; người vận hành đầu tiên gắn ổ đĩa và bất kỳ dụng cụ cần thiết vào, đóng hộp lai, sau đó bật hệ thống lọc không khí. Bên trong hộp, một môi trường vô trùng sẽ được duy trình, kỹ thuật viên đứng ở bên ngoài có thể sử dụng các găng tay có sẵn trong hộp để xử lý ổ đĩa.

Ở dạng phòng vô trùng khác, người vận hành đứng tại một cái ghế dài nơi mà một rèm không khí bị ép duy trì môi trường sạch bên trên chiếc ghế này. Kỹ thuận viên có thể vào và ra vùng vô trùng bằng cách đi xuyên qua tấm rèm không khí này. Tấm rèm không khí này rất giống với tấm rèm không khí được sử dụng ở một số cửa hàng và kho để tránh thoát nhiệt trong mùa đông khi lối vào mở. 

Bởi vì môi trường sạch để sản xuất rất tốn kém, vài công ty không phải công ty sản xuất ổ đĩa đã trang bị các phòng dạng này để phục vụ cho sửa chữa ổ cứng.

Khi công nghệ ổ đĩa tiến triển, thì việc thiết kế của các đầu đọc/ghi cũng tiến theo. Cách đầu từ đầu tiên đơn giản là các cuộn lõi sát với các vòng dây uốn (các nam châm điện). Theo các tiêu chuẩn ngày nay, các thiết kế đầu từ ban đầu quá to về kích cỡ vật lý và được vận hành ở mật độ ghi rất thấp. Qua nhiều năm, các thiết kế đầu từ đã tiến triển từ các thiết kế có lõi ferrire đơn giãn đầu tiên sang các loại có trở từ và trở từ to lớn có ở ngày nay.

Để có nhiều thông tin các thiết kế đầu từ, xem chương 8

Có thể quan trọng hơn bản thân các đầu từ là hệ thống cơ cấu di chuyển chúng: bộ truyền động đầu từ (head actuator). Cơ cấu này di chuyển các đầu từ băng qua đĩa và đặt chúng chính xác ngay trên cylinder thích hợp. Có nhiều cơ chế truyền động đầu từ đang được sử dụng, nhưng tất cả chúng đều rơi vào một trong hai phạm trù cơ bản sau:

+ Các truyền động motor gối trục (Stepper motor actuators)

+ Các truyền động cuộn dây âm thanh (Voice coil actuators)

Việc sử dụng loại này hay loại khác của bộ truyền động có những tác động sâu sắc đến hiệu suất và độ tin cậy của ổ đĩa. Các tác động này không bị giới hạn tốc độ; chúng cũng bao gồm độ chính xác, nhạy cảm với nhiệt độ, vị trí, sự rung xóc và sự đáng tin cậy toàn diện. Bộ truyền động đầu từ là một chi tiết kỹ thuật quan trọng nhất trong ổ đĩa, loại cơ cấu truyền động đầu từ trong ổ đĩa sẽ phản ánh đặc điểm hiệu suất và độ tin cậy của ổ đĩa. Bảng 9.5 cho thấy hai loại bộ truyền động đầu từ ổ cứng và các đặc điểm hiệu suất bị ảnh hưởng.

Các bộ truyền động motor gối trục thường được sử dụng trong ổ cứng sản xuất trong thập niên 1980 và đầu thập niên 1990 với dung lượng 100MB hoặc ít hơn. Tất cả các ổ đĩa có dung lượng lưu trữ lớn mà tôi thấy đều sử dụng bộ truyền động cuộn dây âm thanh.

Các ổ đĩa mềm định vị trí các đầu từ của chúng bằng cách sử dụng một bộ truyền động motor gối trục. Độ chính xác của cơ cấu gối trục phù hợp với ổ đĩa mềm bởi vì các mật độ rãnh ghi thường không ở gần như các rãnh ghi của ổ cứng. Mật độ rãnh ghi của một đĩa mềm 1.44MB là 135 rãnh ghi mỗi inch, trong khi ổ cứng có mật độ hơn 5.000 rãnh ghi mỗi inch. Tất cả các ổ cứng được sản xuất hiện nay đều sử dụng các bộ truyền động cuộn dây âm thanh bởi vì motor gối trục không thể đạt được độ chính xác cần thiết.

Một mô tơ gối trục là một motor điện àm có thể “gối trục”, hay di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác, với các hãm cơ học hoặc các vị trí bấm dừng. Nếu kẹp chặt trục quay của một trong những motor này và quay chúng bằng tay, bạn sẽ nghe âm thanh lách cách nhẹ hoặc rì rầm khi motor trượt qua mỗi vị trí hãm.

Các motor gối trục không thể tự xác định vị trí của chúng giữa các vị trí gối trục; chúng chỉ có thể dừng lại ở các vị trí hãm định trước. Các motor rất nhỏ ( giữa 1” và 3”) và có thể tạo thành hình vuông, hình trụ hoắc hình phẳng. Các motor gối trục nằm ngoài bộ phận HAD được niêm phong, mặc dù trục quay môt lọt vào HAD thông qua một lỗ được niêm phong.

Các cơ cấu motor gối trục bị ảnh hưởng bởi các vấn đề khác nhau, nhưng vấn đề lớn nhất là nhiệt độ. Ngay khi các platter ổ đĩa nóng lên và lạnh đi, chúng nở ra và co lại, các rãnh ghi trên các platter sẽ di chuyển đến một vị trí rãnh ghi định trước có liên quan. Cơ cấu gối trục không thể di chuyển theo những độ lớn ít hơn một rãnh ghi để sửa các lỗi do nhiệt độ gây ra. Ở đĩa định vị trí các đầu từ đến một cylinder riêng biệt theo số bước định trước motor gối trục.

Hình 9.8 cho thấy một thiết kế motor gối trục phổ biến, trong đó một sợi kim loại tách ra được sử dụng để truyền sự chuyển động từ trục motor sang đến bản thân bộ truyền động đầu từ.