بررسی جنس، اجزا، عملکرد و خرابی هد هارددیسک

هد هارددیسک یکی از مهم‌ترین و حساس‌ترین قطعات هارددیسک‌های مکانیکی یا HDD است. اگر هارددیسک را مانند یک دستگاه ضبط اطلاعات در نظر بگیریم، هد همان بخشی است که وظیفه خواندن و نوشتن اطلاعات روی صفحات مغناطیسی هارد را بر عهده دارد. البته برخلاف چیزی که ممکن است از نام «هد» تصور کنیم، هد یک قطعه فلزی ساده نیست. هد مدرن مجموعه‌ای از قطعات بسیار کوچک مکانیکی، مغناطیسی و الکترونیکی است که سازندگان آنها را با دقت بسیار بالا تولید می‌کنند.

این مجموعه باید در حالی که پلاتر با سرعت چند هزار دور در دقیقه می‌چرخد، در فاصله‌ای بسیار کم از سطح آن حرکت کند و اطلاعاتی را که به شکل تغییرات بسیار کوچک مغناطیسی روی پلاتر ثبت شده‌اند، بخواند یا اطلاعات جدیدی روی آن بنویسد. به همین دلیل، خرابی هد یکی از مهم‌ترین خرابی‌های فیزیکی هارددیسک محسوب می‌شود و در بسیاری از موارد، بازیابی اطلاعات هارد دارای مشکل هد نیازمند تجهیزات و تخصص ویژه است.

۱. هد هارددیسک از چه قسمت‌هایی تشکیل شده است؟

برای درک ساده‌تر ساختار هد، بهتر است آن را یک مجموعه چندقسمتی در نظر بگیریم. مسیر کلی از قسمت مکانیکی هارد تا نوک هد به صورت زیر است:

Actuator Arm → Suspension → Gimbal → Slider → Read/Write Head

هر قسمت وظیفه خاصی دارد و همه آنها باید با یکدیگر هماهنگ باشند.

Actuator Arm؛ بازوی نگهدارنده هد

Actuator Arm همان بازوی متحرکی است که هد روی انتهای آن قرار گرفته است. این بازو وظیفه دارد هد را از قسمت داخلی پلاتر به سمت بیرونی آن و برعکس حرکت دهد. در واقع وقتی کامپیوتر از هارد می‌خواهد اطلاعات خاصی را بخواند، سیستم کنترل هارد باید هد را دقیقاً به محل موردنظر روی دیسک برساند. خود بازو اطلاعات را نمی‌خواند و نمی‌نویسد؛ بلکه مانند یک دست مکانیکی، هد را در محل مناسب قرار می‌دهد.

سازندگان معمولاً برای ساخت این بازو از مواد سبک و مقاوم استفاده می‌کنند تا بازو بتواند با سرعت بالا و دقت بسیار زیاد حرکت کند.

Suspension؛ سیستم تعلیق هد

در انتهای Actuator Arm، قطعه بسیار ظریفی به نام Suspension قرار دارد. Suspension را می‌توان تا حدودی مانند سیستم تعلیق یک خودرو تصور کرد، با این تفاوت که ابعاد آن بسیار کوچک‌تر و دقت موردنیاز آن بسیار بیشتر است. وظایف اصلی Suspension عبارت‌اند از:

• نگه داشتن Slider
• انتقال حرکت بازو به هد
• ایجاد نیروی مناسب برای نگه داشتن هد
• کنترل حرکات بسیار کوچک هد
• کمک به حفظ فاصله هد از پلاتر
• انتقال سیگنال‌های الکتریکی

Gimbal؛ امکان حرکت بسیار کوچک هد

در قسمت انتهایی Suspension، ساختاری به نام Gimbal یا Flexure وجود دارد. این قسمت اجازه می‌دهد Slider حرکات بسیار کوچکی در جهت‌های مختلف داشته باشد. دلیل این موضوع این است که هد در هنگام کار کاملاً ثابت نیست. پلاتر می‌چرخد، جریان هوا ایجاد می‌شود و ارتعاشات بسیار کوچکی در سیستم وجود دارد. بنابراین Slider باید بتواند این تغییرات را تا حدی جبران کند.

Slider؛ قطعه‌ای که هد روی آن قرار دارد

Slider یکی از مهم‌ترین بخش‌های مجموعه هد است. اگرچه بسیار کوچک است، اما ساختار آیرودینامیکی بسیار دقیقی دارد. بخش Read/Write روی همین مجموعه قرار می‌گیرد. Slider معمولاً از مواد سرامیکی سخت و مقاوم ساخته می‌شود و یکی از مواد شناخته‌شده برای این منظور Al₂O₃-TiC یا آلومینا-تیتانیم کارباید است. دلیل استفاده از چنین موادی، سختی بالا، مقاومت در برابر سایش و پایداری مناسب آنهاست.

Slider همچنین نقش مهمی در ایجاد Air Bearing دارد؛ یعنی همان نیروی آیرودینامیکی که باعث می‌شود هد هنگام چرخش پلاتر بدون تماس مستقیم روی سطح آن حرکت کند.

Read/Write Head؛ قسمت اصلی خواندن و نوشتن

در کوچک‌ترین قسمت Slider، عناصر مخصوص خواندن و نوشتن قرار دارند. این قسمت را می‌توان مغز واقعی هد دانست. Read Element اطلاعات ذخیره‌شده روی پلاتر را می‌خواند و Write Element اطلاعات جدید را روی پلاتر ثبت می‌کند. این دو قسمت عملکرد متفاوتی دارند و فناوری ساخت آنها نیز بسیار پیچیده است.

۲. جنس هد هارددیسک چیست؟

هد HDD ترکیبی از مواد مختلف است که هرکدام وظیفه مشخصی در ساختار آن دارند.

جنس اسلایدر هد هارددیسک

بدنه Slider معمولاً ساختاری از مواد سرامیکی مهندسی‌شده دارد. آلومینا-تیتانیم کارباید یکی از مواد شناخته‌شده در این حوزه است. این ماده به دلیل سختی بالا و مقاومت مناسب در برابر سایش برای محیطی که هد باید با فاصله بسیار کم از پلاتر حرکت کند، مناسب است.

مواد مغناطیسی

قسمت Read و Write دارای لایه‌های بسیار ظریف مغناطیسی هستند. سازندگان این لایه‌ها را با فناوری لایه نازک (Thin Film) تولید می‌کنند؛ یعنی به جای ساخت یک قطعه بزرگ، لایه‌هایی بسیار نازک را روی یک بستر قرار می‌دهند. مواد مغناطیسی Write Head ویژگی‌هایی دارند که امکان ایجاد میدان مغناطیسی لازم برای تغییر وضعیت Media را فراهم می‌کند. در مقابل، مواد و ساختارهای Read Head توانایی تشخیص تغییرات بسیار ضعیف میدان مغناطیسی را دارند.

مواد رسانا

برای انتقال جریان و سیگنال، مسیرهای الکتریکی بسیار ظریفی نیز در مجموعه هد وجود دارد. در این مسیرها مس (Copper) نقش رسانا و پلی‌ایمید (Polyimide) نقش عایق را دارد. بنابراین به زبان ساده، هد HDD ترکیبی از سرامیک، مواد مغناطیسی، فلزات رسانا و لایه‌های عایق و محافظ است.

۳. هد خواندن و نوشتن هارددیسک چگونه کار می‌کند؟

مهم‌ترین نکته برای فهم عملکرد هد این است که خواندن و نوشتن اطلاعات دو فرآیند متفاوت هستند.

Write Head چگونه اطلاعات را می‌نویسد؟

اطلاعات موجود در کامپیوتر در نهایت به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌شوند. این سیگنال به Write Head ارسال می‌شود. Write Head با عبور جریان از سیم‌پیچ خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. این میدان از طریق ساختار مغناطیسی هد به ناحیه بسیار کوچکی از سطح پلاتر منتقل می‌شود. با تغییر جهت این میدان، وضعیت مغناطیسی Media تغییر می‌کند. به زبان ساده، Write Head مثل یک قلم مغناطیسی بسیار کوچک عمل می‌کند که الگوهای مغناطیسی موردنیاز برای ذخیره داده را روی سطح دیسک ایجاد می‌کند.

Read Head چگونه اطلاعات را می‌خواند؟

Read Head برعکس Write Head عمل می‌کند. روی پلاتر، اطلاعات به شکل الگوهای مغناطیسی ذخیره شده‌اند. هنگامی که هد از روی این نواحی عبور می‌کند، Read Element تغییرات میدان مغناطیسی را تشخیص می‌دهد. هد این تغییرات را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند و مدارهای الکترونیکی هارد آن را پردازش می‌کنند. در نهایت هارد این سیگنال را به اطلاعات دیجیتال تبدیل می‌کند. بنابراین مسیر کلی خواندن اطلاعات چنین است:

پلاتر → Read Head → سیگنال الکتریکی → مدار پردازش → داده دیجیتال

مسیر نوشتن اطلاعات نیز چنین است: داده دیجیتال → مدار پردازش → Write Head → میدان مغناطیسی → پلاتر

فناوری MR، GMR و TMR چیست؟

Read Headهای هارددیسک در طول زمان پیشرفت زیادی کرده‌اند. نسل‌های مختلف HDD از فناوری‌هایی مانند MR، GMR و TMR بهره می‌برند. MR یا Magnetoresistive از تغییر مقاومت الکتریکی برای تشخیص میدان مغناطیسی استفاده می‌کند. GMR یا Giant Magnetoresistance نسل پیشرفته‌تری است که حساسیت بیشتری دارد و امکان خواندن نواحی مغناطیسی کوچک‌تر را فراهم می‌کند. TMR یا Tunnel Magnetoresistance نیز بر پایه ساختارهای مغناطیسی بسیار ظریف و یک لایه عایق بسیار نازک کار می‌کند.

به زبان ساده، هدف تمام این فناوری‌ها تشخیص تغییرات بسیار کوچک میدان مغناطیسی روی پلاتر است. هرچه Read Head حساس‌تر باشد، امکان خواندن اطلاعاتی که در نواحی کوچک‌تر ذخیره شده‌اند بیشتر می‌شود. این موضوع یکی از عوامل مهم افزایش ظرفیت هارددیسک‌های امروزی است.

۴. چرا هد با پلاتر تماس ندارد؟

اگر هد هنگام کار روی سطح پلاتر کشیده می‌شد، احتمالاً هارد خیلی سریع آسیب می‌دید. پلاتر با سرعت بسیار زیادی می‌چرخد و به همین دلیل جریان هوا در اطراف سطح آن ایجاد می‌شود. طراحی خاص Slider باعث می‌شود این جریان هوا نیرویی ایجاد کند که هد را در فاصله بسیار کمی از سطح پلاتر نگه می‌دارد. به این پدیده Air Bearing گفته می‌شود. در نتیجه هد مانند یک هواپیمای بسیار کوچک روی جریان هوا حرکت می‌کند. این فاصله بسیار کم است و در محدوده نانومتری قرار دارد.

همین موضوع یکی از دلایل اصلی حساسیت HDD است. اگر فاصله زیاد شود، کیفیت خواندن و نوشتن کاهش پیدا می‌کند. اگر فاصله بیش از حد کم شود، احتمال برخورد هد با پلاتر افزایش می‌یابد. به همین دلیل طراحی Slider و کنترل ارتفاع پرواز هد از مهم‌ترین بخش‌های مهندسی HDD است.

Head-Disk Interface یا HDI چیست؟

رابط بین هد و پلاتر را معمولاً Head-Disk Interface یا HDI می‌نامند. این رابط فقط شامل هد و پلاتر نیست، بلکه مجموعه‌ای از عوامل مختلف در آن دخیل هستند:

• Slider
• Air Bearing
• سطح مغناطیسی پلاتر
• لایه محافظ Carbon
• لایه Lubricant
• جریان هوا
• فاصله هد از Media
• ارتعاشات مکانیکی

برای اینکه HDD بتواند سال‌ها کار کند، همه این عوامل باید به‌صورت هماهنگ عمل کنند. سطح پلاتر نیز فقط یک صفحه فلزی ساده نیست. روی آن لایه‌های مختلفی قرار دارد و لایه‌های محافظ و روان‌کننده، سطح نهایی را می‌پوشانند. این لایه‌ها کمک می‌کنند در صورت نزدیک شدن بسیار زیاد هد، احتمال آسیب کاهش پیدا کند؛ هرچند تماس شدید یا مکرر هد با پلاتر همچنان می‌تواند بسیار مخرب باشد.

۵. هد چگونه مسیر یا Track موردنظر را پیدا می‌کند؟

یکی از جالب‌ترین قسمت‌های عملکرد HDD این است که هد باید بتواند محل دقیق اطلاعات را پیدا کند. موتور سیم‌پیچ صوتی یا Voice Coil Motor (VCM) جابه‌جایی کلی هد را بر عهده دارد. VCM بازوی Actuator را به داخل یا خارج پلاتر حرکت می‌دهد. اما فقط حرکت بازو کافی نیست. هارد باید بداند هد دقیقاً در کدام Track قرار دارد. اینجاست که Servo Information اهمیت پیدا می‌کند.

سیستم کنترل برای موقعیت‌یابی هد از اطلاعات خاصی روی پلاتر استفاده می‌کند. این اطلاعات به سیستم کنترل اجازه می‌دهند موقعیت هد را تشخیص داده و آن را روی مسیر مناسب قرار دهد. به زبان ساده، Servo را می‌توان شبیه تابلوها و علائم راهنمای جاده در نظر گرفت. اطلاعات کاربر روی Trackها قرار دارند، اما سیستم هد برای پیدا کردن Trackها به اطلاعات Servo نیاز دارد. اگر هد نتواند اطلاعات Servo را به‌درستی بخواند، ممکن است دائماً به دنبال موقعیت صحیح بگردد.

این یکی از دلایلی است که بعضی هاردهای خراب چرخه تق‌تق، توقف، برگشت و دوباره تق‌تق را تکرار می‌کنند.

Micro-Actuator؛ تنظیم دقیق موقعیت هد

برخی هاردهای مدرن، علاوه بر VCM از Micro-Actuator نیز بهره می‌برند. VCM حرکت اصلی بازو را انجام می‌دهد و Micro-Actuator می‌تواند اصلاحات بسیار کوچک و دقیق را انجام دهد. این فناوری به‌خصوص با افزایش چگالی ذخیره‌سازی اهمیت پیدا کرده است، زیرا هرچه Trackها به یکدیگر نزدیک‌تر شوند، کوچک‌ترین خطای موقعیت‌یابی نیز اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

۶. پیش‌تقویت‌کننده یا Preamp چه ارتباطی با هد دارد؟

سیگنالی که Read Head تولید می‌کند بسیار ضعیف است. بنابراین نمی‌توان آن را بدون تقویت و پردازش مستقیماً به مدار اصلی هارد منتقل کرد. پیش‌تقویت‌کننده یا Preamp (Preamplifier) این وظیفه را بر عهده دارد. Preamp معمولاً در نزدیکی مجموعه Head قرار دارد تا مسیر انتقال سیگنال بسیار ضعیف کوتاه باشد. مسیر کلی را می‌توان به شکل زیر تصور کرد:

Head → Preamp → Flex Cable → PCB → Read Channel → Controller

Preamp در دریافت سیگنال‌های Read و همچنین مدیریت سیگنال‌های Write نقش دارد. به همین دلیل، در هنگام تشخیص خرابی هارد نباید همیشه تصور کرد که مشکل حتماً از خود Slider یا Head Element است. ممکن است مشکل در بخش‌های الکترونیکی مرتبط با هد یا Preamp باشد.

۷. خرابی هد هارددیسک چگونه اتفاق می‌افتد؟

هد یکی از حساس‌ترین قسمت‌های HDD است و خرابی آن می‌تواند دلایل مختلفی داشته باشد.

خرابی عنصر خواندن یا Read Element

در این حالت ممکن است هد نتواند اطلاعات مغناطیسی را به‌درستی بخواند. این خرابی ممکن است با علائم زیر همراه باشد:

• خطای خواندن
• کاهش شدید سرعت
• Bad Sector
• توقف هنگام خواندن اطلاعات
• صدای غیرعادی
• ناتوانی در دسترسی به اطلاعات

خرابی عنصر نوشتن یا Write Element

در این حالت ممکن است HDD در خواندن نسبتاً خوب عمل کند اما در نوشتن اطلاعات دچار مشکل شود.

خرابی Suspension

اگر Suspension خم شود یا شکل آن تغییر کند، موقعیت هد نسبت به پلاتر تغییر می‌کند. در نتیجه ممکن است هد نتواند به‌درستی روی Track قرار بگیرد یا حتی به سطح پلاتر نزدیک شود.

خرابی Slider

آسیب به Slider می‌تواند Air Bearing را مختل کند و ارتفاع پرواز هد را تغییر دهد.

خرابی Preamp

گاهی مشکل از قسمت تقویت‌کننده یا مدارهای مرتبط با Head است و نه خود Head Element. تشخیص این موارد بدون تجهیزات تخصصی می‌تواند دشوار باشد.

۸. برخورد هد با پلاتر یا Head Crash چیست؟

یکی از خطرناک‌ترین اتفاقاتی که ممکن است برای هد رخ دهد، Head Crash است. در حالت عادی هد نباید با پلاتر تماس داشته باشد. اگر هد به هر دلیل با سطح پلاتر تماس پیدا کند، ممکن است لایه مغناطیسی آسیب ببیند. علت می‌تواند موارد مختلفی باشد:

• ضربه خوردن هارد در زمان کار
• خرابی هد
• تغییر شکل Suspension
• خرابی Slider
• آلودگی داخل HDA
• مشکل در سیستم Air Bearing
• خرابی مکانیکی
• فرسودگی

در Head Crash ممکن است سطح پلاتر خراش بردارد و اطلاعات موجود در آن ناحیه از بین برود. مشکل مهم‌تر این است که اگر هد آسیب‌دیده همچنان روی پلاتر حرکت کند، می‌تواند آسیب را بیشتر کند. به همین دلیل روشن نگه داشتن هاردی که علائم جدی Head Crash دارد، ممکن است شانس بازیابی اطلاعات را کاهش دهد.

Head Stiction؛ چسبیدن هد به سطح پلاتر

در برخی خرابی‌ها ممکن است Slider در شرایط خاص به سطح Media بچسبد. به این پدیده Stiction گفته می‌شود. این مشکل به‌خصوص در طراحی‌های قدیمی‌تر اهمیت بیشتری داشت و می‌توانست باعث شود موتور هارد نتواند پلاتر را به‌درستی به حرکت درآورد.

۹. علائم خرابی هد هارددیسک چیست؟

هیچ علامتی به‌تنهایی نمی‌تواند خرابی هد را با قطعیت ثابت کند، اما مجموعه‌ای از علائم می‌تواند احتمال آن را بالا ببرد. مهم‌ترین علائم عبارت‌اند از:

• صدای تق‌تق مکرر
• تلاش مداوم هد برای پیدا کردن Track
• Spin-up و Spin-down غیرعادی
• کند شدن شدید هارد
• توقف هنگام کپی اطلاعات
• افزایش شدید خطاهای Read
• Bad Sectorهای گسترده
• شناسایی نشدن صحیح HDD
• قطع و وصل شدن دسترسی به اطلاعات
• گیر کردن هارد هنگام Imaging

البته خرابی میان‌افزار (Firmware)، سیستم موقعیت‌یابی Servo، برد الکترونیکی (PCB) یا سایر اجزای HDD نیز ممکن است همین علائم را ایجاد کند. بنابراین تشخیص خرابی Head صرفاً با گوش دادن به صدای هارد یا مشاهده یک علامت خاص امکان‌پذیر نیست.

۱۰. تعویض هد هارددیسک و نقش Donor در بازیابی اطلاعات

یکی از شناخته‌شده‌ترین روش‌های تعمیر هارد دارای Head Failure، تعویض مجموعه هد یا Head Stack Assembly است. اما تعویض هد کاری نیست که بتوان آن را مانند تعویض PCB انجام داد. مهم‌ترین مسئله، انتخاب هارد مشابه یا Donor HDD مناسب است. متخصص مجموعه هد سالم را از هارد Donor انتخاب می‌کند تا از آن در هارد آسیب‌دیده استفاده کند.

چرا هر هارد مشابهی Donor مناسبی نیست؟

ممکن است دو هارد ظرفیت و ظاهر یکسان یا شماره مدل نزدیک داشته باشند، اما مجموعه هد آنها کاملاً سازگار نباشد. عوامل زیر می‌توانند در انتخاب Donor مؤثر باشند:

• خانواده هارد
• نسل Head
• Firmware
• تعداد Platter
• تعداد Head
• نوع Media
• طراحی Preamp
• ساختار HSA
• پارامترهای Servo

بنابراین انتخاب Donor مناسب یک فرآیند تخصصی است و صرفاً با نگاه کردن به ظرفیت هارد انجام نمی‌شود.

آیا بعد از تعویض هد اطلاعات فوراً قابل بازیابی هستند؟

خیر؛ تعویض هد فقط ممکن است امکان خواندن دوباره HDD را فراهم کند. پس از آن، مسئله مهم دیگری وجود دارد: Imaging یا تهیه نسخه کامل و کنترل‌شده از اطلاعات قابل خواندن. اگر پلاتر دارای Bad Sector، آسیب Media یا مشکل Servo باشد، ممکن است هارد حتی پس از تعویض هد نیز به‌صورت عادی قابل خواندن نباشد. در چنین شرایطی متخصص بازیابی اطلاعات معمولاً تلاش می‌کند ابتدا اطلاعات قابل خواندن را با کمترین فشار ممکن استخراج کند.

چرا باز کردن هارد در محیط نامناسب خطرناک است؟

داخل HDA یا فضای داخلی هارد باید بسیار تمیز باشد. زیرا فاصله بین Head و Platter بسیار کم است و حتی ذرات بسیار کوچک می‌توانند مشکل ایجاد کنند. باز کردن هارد در محیط معمولی می‌تواند باعث ورود گردوغبار و آلودگی شود و شرایط را برای بازیابی دشوارتر کند. به همین دلیل متخصص باید عملیات‌هایی مانند تعویض هد (Head Swap) را در محیط کنترل‌شده و با ابزار مناسب انجام دهد. جزئیات این فرایند را در مطلب جراحی هارددیسک بخوانید.

۱۱. ارتباط خرابی هد با بدسکتور و بازیابی اطلاعات

وجود بدسکتور در هارد دیسک لزوماً به معنی خراب بودن هد نیست. ممکن است خود Media آسیب دیده باشد یا مشکل از عوامل دیگری باشد. اما وقتی Head در خواندن یک ناحیه مشکل داشته باشد، HDD ممکن است چندین بار تلاش کند همان قسمت را بخواند. این Retryهای مکرر می‌توانند باعث شوند سرعت خواندن به‌شدت کاهش پیدا کند.

برای مثال ممکن است یک هارد سالم با سرعت بالا اطلاعات را بخواند، اما یک HDD دارای Head یا Media مشکل‌دار هنگام رسیدن به یک ناحیه خاص، سرعت آن از چند صد مگابایت بر ثانیه به چند کیلوبایت بر ثانیه کاهش پیدا کند یا کاملاً متوقف شود. به همین دلیل در بازیابی حرفه‌ای، هدف این نیست که هارد را مجبور کنیم بارها و بارها یک Sector خراب را بخواند.

هدف اصلی بازیابی این است که متخصص با کمترین فشار ممکن، بیشترین مقدار اطلاعات سالم را استخراج کند.

۱۲. چرا هد یکی از حساس‌ترین قطعات هارد است؟

هد باید چند کار بسیار دشوار را هم‌زمان انجام دهد:

• حرکت با سرعت بالا
• قرار گرفتن روی Track صحیح
• تشخیص میدان‌های مغناطیسی بسیار ضعیف
• ایجاد میدان مغناطیسی قوی هنگام نوشتن
• حفظ فاصله بسیار کم از پلاتر
• تحمل لرزش
• کارکرد طولانی‌مدت
• همکاری با Servo System
• انتقال سیگنال‌های بسیار ضعیف

تمام این کارها در محیطی انجام می‌شوند که پلاتر با سرعت بالا می‌چرخد و فاصله هد از سطح آن در مقیاس نانومتری است. به همین دلیل حتی یک آسیب کوچک در Head یا Suspension می‌تواند عملکرد کل HDD را مختل کند.

جمع‌بندی: شناخت هد هارددیسک و مدیریت خرابی آن

مروری بر ساختار و عملکرد هد

هد هارددیسک یکی از پیچیده‌ترین و حساس‌ترین اجزای HDD است. وظیفه آن فقط «خواندن و نوشتن» نیست، بلکه مجموعه‌ای از عملیات بسیار دقیق مکانیکی، مغناطیسی و الکترونیکی برای ذخیره و بازیابی اطلاعات انجام می‌دهد. این مجموعه شامل Actuator Arm، Suspension، Gimbal، Slider، Read Element، Write Element و مدارهای مرتبط با Preamp است. Slider معمولاً از مواد سرامیکی سخت مانند آلومینا-تیتانیم کارباید ساخته می‌شود و بخش Read/Write آن از چندین لایه بسیار ظریف مغناطیسی، رسانا و عایق تشکیل شده است.

Write Head اطلاعات را با ایجاد میدان مغناطیسی روی پلاتر ثبت می‌کند و Read Head تغییرات میدان مغناطیسی موجود روی پلاتر را تشخیص می‌دهد. فناوری‌هایی مانند MR، GMR و TMR باعث شده‌اند حساسیت Read Head افزایش پیدا کند و امکان ذخیره اطلاعات با تراکم بسیار بالا فراهم شود.

از طرف دیگر، هد باید در فاصله بسیار کمی از پلاتر حرکت کند. Air Bearing و Head-Disk Interface نقش مهمی در حفظ این فاصله دارند. سیستم VCM، Servo و در برخی هاردها Micro-Actuator نیز وظیفه قرار دادن هد در موقعیت دقیق را بر عهده دارند. در کنار این بخش‌ها، Preamp نیز وظیفه تقویت و مدیریت سیگنال‌های بسیار ضعیف هد را بر عهده دارد.

نکات مهم تشخیص خرابی و بازیابی اطلاعات

خرابی هد می‌تواند با علائمی مانند صدای کلیک، کندی شدید، خطای خواندن، Bad Sector، توقف هنگام دسترسی به اطلاعات و مشکلات Imaging ظاهر شود. با این حال، تشخیص قطعی خرابی Head تنها بر اساس علائم ظاهری امکان‌پذیر نیست. در صورت خرابی شدید، ممکن است متخصص مجموعه هد یا Head Stack Assembly را تعویض کند، اما انتخاب Donor مناسب و انجام صحیح این عملیات اهمیت بسیار زیادی دارد. پس از آن نیز معمولاً متخصص با روش‌های تخصصی Imaging، اطلاعات قابل خواندن را استخراج می‌کند.

در نهایت باید توجه داشت که هد، پلاتر، Servo، Preamp و سیستم کنترل HDD به‌شدت به یکدیگر وابسته‌اند. بنابراین خرابی یک بخش ممکن است باعث ایجاد علائم در بخش‌های دیگر شود. همین پیچیدگی است که باعث می‌شود تعمیر و بازیابی اطلاعات هارد دارای خرابی هد، برخلاف تعمیرات معمول الکترونیکی، نیازمند دانش تخصصی، تجهیزات مناسب و روش کار کنترل‌شده باشد.