Disque dur

Le stockage de données informatiques est basé sur le principe de stockage de l'élément le plus simple de l'information, qui est le "bit". Un bit représente une information de type "oui ou non", "présent ou absent", "tout ou rien", "1 ou 0", etc. Le stockage d'une information représentant un bit est effectué par aimanter une cellule dans un sens pour représenter 1 et dans le sens opposé pour représenter 0.  Les nouveaux disques durs utilisent deux cellules pour stocker un bit. Pour représenter 1, les deux cellules sont aimantées dans la même direction, sinon, c'est un 0.

Les opération de lecture et d'écriture sont effectué par une tête magnéto-résistive. Cette tête est composée de deux éléments séparées et montés sur le même substrat formant un patin volant sur la surface du plateaux du disque dur. La tête d'écriture est une tête inductive fonctionnant comme un électroaimant. Alors que la tête de lecture est une tête GMR (Magnéto-Résistive Géante), très sensible au champ magnétique.

Le disque dur est une machine très complexe. Du point de vu d'un professionnel de récupération de données sur disque dur, et sans entrer trop dans les détails, on s'intéresse seulement aux parties pouvant affecté l'utilisation et le fonctionnement du disque dur.

Le disque dur est composé de deux grosses parties :

1. Le HDA (Hard Disk Assembly) : c'est le corps du disque regroupant plusieurs composants (moteur, plateaux, têtes de lecture et actuateur.
2. La carte électronique de contrôle (PCB) : responsable d’acheminement de courant électrique d’alimentation et du flux de données.
   

Les têtes de lectures font partie d'un ensemble électromécanique indissociable. Cet ensemble comprend :

• Les têtes de lecture/écriture GMR.
• Le bras.
• Le VCM (Voice Coil Motor) : une bobine permettant à l'ensemble de se déplacer sous influence d'un champ magnétique.
• L'actuateur : composé de deux pièces créant un champ magnétique fixe à l'aide de deux aimants. Ce champ opposera un champ magnétique généré par un courant électrique traversant le VCM. Ce qui permet au bras de se déplacer.
• Le préamplificateur : pour préamplifier les signaux provenant des têtes de lecture avant de les envoyer vers la carte électronique.
  

Le plateau d'un disque dur est l'organe principal de sauvegarde de données. Il peut être fabriqué de l'aluminium, du verre ou du céramique, couvert par une couche fine, par un processus de dépôt sous vide appelé pulvérisation cathodique par magnétron. Cette couche a une structure complexe de divers alliages métalliques (principalement non magnétiques) en tant que sous-couches, optimisées pour le contrôle de l'orientation cristallographique et la taille des grains de la couche de support magnétique réelle stockant les bits d'information. Ensuite  une surcouche protectrice à base de carbone est déposée dans le même processus de pulvérisation cathodique. En post-traitement, une mince couche de lubrifiant polymère nanométrique est déposée sur la structure pulvérisée en plongeant le disque dans une solution de solvant, après quoi le disque est poli par divers processus pour éliminer les petits défauts. Il y a quatre critères pour le choix du matériau pour le substrat du plateau : 

1. Pas magnétique : Comme le fonctionnement des lecteurs est en manipulant les champs magnétiques, le revêtement est magnétique, pas le substrat.
   
2. Solide : La vitesse de rotation à plus de 4000 RPM peut créer des fractures centrifuges ou des déformations.
   
3. Lisse : la distance entre la tête et le plateau est faible, et que le revêtement du plateau et la tête sont délicats.
   
4. Pas cher : afin de produire des disque à prix abordable.
   

La carte électronique a pour rôle d'assurer le fonctionnement du disque dur et la communication avec le système hôte (carte mère et système d'exploitation). Cette carte doit comprendre des composants principaux :

• Pilote moteur : composant électronique permettant la fourniture du courant électrique nécessaire à la rotation du moteur.
• Microprocesseur : c'est le cerveau du disque dur, permettant l'organisation de l'ensemble des tâches régissant le fonctionnement propre du disque dur.
• Mémoire cache : c'est une mémoire tampon afin de faciliter les échanges de données avec l'ordinateur.
• ROM : petite mémoire de type EPROM contenant des paramètres propres au disque dur.
  
• Connecteur : afin d'acheminer le courant électrique et le flux des données de/vers l'ordinateur.
  

Le Firmware est un code permettant au disque dur de fonctionner proprement, à l'image du Bios par rapport à la carte mère d'un ordinateur. Le Firmware se trouve en petite partie sur la PCB et la grosse partie se trouve sur les plateaux sur une zone spéciale appelé SA (Service Area). Ce code interne contient les informations SMART, le traducteur (Translator), les paramètres de réglage des têtes de lecture et autres.

Le disque dur conventionnel (classique, mécanique) est décliné en plusieurs formes et type de connectique. A l'heure actuelle, il y a uniquement deux types dominants :

1. Disque dur 3.5" : très connu par disque dur de bureau. Le diamètre du plateau est de 3.5" (soit 7.62 cm). Son connecteur et de type SATA. Il peut se décliner, selon la capacité, en grand nombre de variété suivant le fabricant.
2. Disque dur 2.5" : très connu par disque dur de bureau. Le diamètre du plateau est de 3.5" (soit 5.08 cm). Son connecteur et de type SATA pour un usage en interne ou bien en USB pour disque dur externe. Il peut se décliner, selon la capacité, en grand nombre de variété suivant le fabricant.