FAQ по эксплуатации HDD (жестких дисков)

Вопрос: — Слышал, что даже на абсолютно новых винчестерах уже есть дефектные сектора (bad sectors) — правда ли это и как такое может быть?

Ответ: — Все зависит от того, что понимать под такими секторами. На любом жестком диске есть заводской дефект-лист. В процессе производства жесткий диск проходит специальный цикл технологических тестов, суммарное время прохождения которых варьируется, в зависимости от модели и емкости диска и составляет от 2-х до 24-х часов. Цель некоторых тестов — выявить потенциальные ошибки поверхности, т.е., спрогнозировать нестабильные сектора и занести их в заводскую таблицу дефектов, чтобы не допустить попадания на такие сектора данных пользователя. Обычными тестами чтения записи такие сектора выявить невозможно, поэтому применяется метод повышения вероятности ошибки. Для этого накопитель искусственно ухудшает характеристики электронной схемы канала чтения-записи, причем используются всевозможные вариации, благо, что современные микросхемы позволяют программировать практически все свои параметры.

Таким образом, диск, сходящий с конвейера, имеет некоторое количество записей в его заводской таблице дефектов, и это совершенно нормальное явление. Естественно, эти дефекты не заметны для пользователя, и, к тому же, имеют «мягкую» природу. Ну а если Вы купили новый диск и обнаружили там дефекты с помощью штатных средств, например, средств операционной системы — то такой диск необходимо обменять по гарантии, так как эти дефекты — прямое следствие неправильной транспортировки винчестера или каких-либо других проблем.

Вопрос: — Решил прочитать SMART на своем жестком диске и обнаружил, что некоторые атрибуты отличаются от первоначальных 100%-ных значений. Насколько я понимаю, это означает, что какие-то узлы в HDD начали деградировать? Стоит ли верить SMART?

Ответ: — Однозначно судить о состоянии диска, оценивая динамику изменения атрибутов SMART нельзя. Его прогноз представляет из себя периодическое сканирование параметров различных узлов HDD и к прогнозу реального выхода диска из строя не имеет практически никакого отношения. Даже «забракованный» SMART-ом диск может прослужить еще три года, в то время, как диск, на котором SMART был всегда в идеальном состоянии может выйти из строя завтра. Постепенная деградация каких-либо узлов — нормальное явление для диска, который действительно работает, а не лежит в упаковке на складе, и обычно, уровня деградации хватает с запасом для того, чтобы диск при правильной эксплуатации не вышел из строя до его морального устаревания.

Еще по поводу достоверности SMART мы можем добавить то, что реально деградирующие узлы в любом случае фиксируются в недокументированных атрибутах (например таких, как Disk Shift, GMR Amplitude), поэтому реальная картина подобных деградаций пользователю все равно недоступна. А большинство документированных параметров слишком сильно зависят от внешних факторов и особенностей эксплуатации. Например, такой параметр как Seek Error Rate никакого отношения к износу диска иметь не будет, если Вы часто пользуетесь высокоскоростным CD-приводом, из-за которого периодически сильно вибрирует весь корпус компьютера. Поэтому, при появлении трех-четырех Reallocated Sectors (атрибут номер 5) тревогу бить совершенно ни к чему — возможно, что у Вас, например, просто плохо обжат разъем питания диска или были скачки в электропитающей сети. А, возможно, Вам просто следует понизить частоту шины PCI Вашего ПК до нормального, штатного значения.

Вопрос: — Мой диск при работе настолько сильно греется, что не терпит рука. Из-за чего он так кипит и нормально ли это?

Ответ: — Действительно, многие современные диски при работе сильно нагреваются. Непосредственно, причину нагрева устранить нельзя, она заложена в особенности схемотехники диска. В основном, источником нагрева служат вовсе не микросхемы на плате контроллера, а катушка позиционера в гермоблоке. Требования к таким характеристикам дисков, как Track-To-Track seek и пр. постоянно увеличиваются, соответственно, от сервосистемы требуется бОльшая стабильность и быстродействие, поэтому ток в катушке довольно велик и сильно ее нагревает. Но, с точки зрения надежности, эксплуатировать диск при таких высоких температурах мы крайне не рекомендуем и всегда советуем нашим клиентам поставить в систему дополнительный вентилятор. Затраты на цену вентилятора и на незначительное повышение шума от него однозначно стоят жизни Вашего HDD и стабильности его работы.

Самое печальное, что от повышенных температур постепенно деградируют, в основном, не электронные компоненты контроллера и не поверхность пластин, а MR-головки чтения-записи, поэтому подобные неисправности считаются довольно тяжелыми.

Вопрос: — А подскажите, какой HDD лучше выбрать для покупки? Характеристики не важны, важна надежность — мой предыдущий диск похоронил всю мою музыкальную коллекцию :( .

Ответ: — Что касается потери Ваших данных, то ее можно было бы предотвратить, если бы Вы своевременно начали пользоваться нашими рекомендациями. По поводу HDD с повышенной надежностью мы однозначно можем утверждать, что такого диска не существует. Все винчестеры в общем плане устроены одинаково и выходят из строя абсолютно все модели дисков. Мы сейчас с большим трудом сможем назвать модель диска (если вообще сможем), который не был у нас в ремонте. Поэтому, можем сказать только одно — самым главным фактором при покупке диска должно быть нормальное гарантийное обслуживание и соблюдение правил эксплуатации HDD. И, естественно, BACKUP Ваших данных. Другими словами, ситуацию с надежностью современных HDD можно выразить метафорой: «у них нет надежности; у них вместо нее гарантийный талон».

Однако, есть типичные проблемы, которые характерны для некоторых производителей, с которыми мы чаще всего сталкиваемся. Если учитывать эти проблемы, то наиболее надежными на данный момент мы считаем WD и Samsung.

Вопрос: — Хотелось бы уточнить, какие существуют базовые правила эксплуатации HDD и рекомендации для продления его срока службы?

Ответ: — Основные принципы, безусловно, существуют, но даже тотальное их соблюдение не является залогом многолетней работы диска, а лишь уменьшает вероятность его отказа. Вот они :

1. Качественный контакт питания и качество самого питания.

2. Температурный режим (при сильном нагреве крайне желателен дополнительный вентилятор).

3. Не слишком длинный шлейф, корректная настройка системы (отсутствие разгона шины, нужный режим UDMA и пр).

4. Отсутствие внешних механических воздействий (напр. вибрация от высокоскоростного СD, или постоянная переноска в сумке и руках).

5. Sleep-mode. Мы настоятельно рекомендуем выключать его в настройках OS.

6. Частые включения/выключения питания диска (или ПК) крайне нежелательны. В основном, неисправности случаются в моменты переходных процессов. Если у Вас есть возможность — не выключайте Ваш ПК вообще.

Всякие ежедневные проверки SMART и пр. мы считаем излишними. Одного раза в месяц для успокоения Ваших нервов и сомнений вполне достаточно.

Вопрос: — Неоднократно слышал, что существуют модели дисков, емкость которых искусственно занижена производителем и специалист может расширить такой диск чуть ли не в два раза! Правда ли это? И если правда, то с какой целью занижается емкость?

Ответ: — Да, это действительно правда. У нас уже есть опыт расширения некоторых моделей до их первоначальной емкости, причем, после этого возникает курьезная ситуация — при продаже диска клиенту трудно объяснить, что это новый диск, так как его емкость не соответствует наклейке. А уменьшение емкости производится на заводе-изготовителе по двум причинам. Первая, и по нашей статистике, самая основная — маркетинговые соображения. При застоях продаж этим самым создается дополнительный сектор рынка, а прибыль, по подсчетам, превышает потери из-за уменьшения цены на диск. Вторая причина — банальная некондиция. Грубо говоря, решение урезать диск возникает после анализа результатов заводских тестов, о которых мы упоминали выше, и если, по результатам оказывается, что во второй половине поверхности диска (которая ближе к центру) имеются какие-либо проблемы или число ошибок превышает допустимый критерий — диск урезается до размера своего младшего собрата в модельном ряду. Производится эта операция путем программной модификацией служебной зоны диска. Остается добавить, что моделей дисков, которые позволяют такое расширение, существует очень немного.

Как вариант, существуют младшие жесткие диски, урезанные с помощью отключения магнитных голов БМГ и просто неиспользуемых некоторых магнитных поверхностей.

Вопрос: — Просто интересно, а можно ли программно изменить частоту оборотов шпиндельного двигателя у современного винчестера? Я и сам считаю этот вопрос глупым, но ходили слухи, что это возможно, неужели это так?

Ответ: — Вопрос очень интересный и затрагивает технические тонкости работы HDD, а ответ на него не так однозначен, как кажется. Все зависит, опять же, оттого, с какой стороны этот вопрос рассматривать. Попробуем разобраться.

Электронные схемы, которые участвуют в стабилизации вращения двигателя жестко застабилизированы кварцевым резонатором, к тому же, для стабилизации используется еще и сигнал от сервометок текущего трэка, который считывается постоянно. Таким образом, изменение числа оборотов (неважно как — программно, аппаратно или внешними факторами) хотя бы на +/- 1 RPM — для сервосистемы HDD будет считаться катастрофой. Частота сигнала с головок уменьшится, соответственно, упадет амплитуда сигнала из-за особенностей работы различных программируемых фильтров в канале чтения (например, параметр CutOFF- «частота среза»). Винчестер сразу прекратит свою работу, возможно, сработает схема аварийной парковки головок и электроника диска попытается заново выйти в режим стабильного вращения.

Сразу немного информации о частотах, генерируемых внутри любого HDD: Основной тактовый генератор, стабилизирующий всю систему — обычно от 20 до 50 МГц. Частота сигнала в канале данных чтения-записи — порядка 140 — 450 МГц.

Как можно видеть, частоты довольно высоки. Поэтому, если подходить с технической стороны — для того, чтобы диск начал работать со скоростью, например, 5405 RPM — нужно будет изменить очень многое, включая микропрограмму диска и серворазметку. Заодно и увеличится (правда, незначительно) зазор воздушной подушки между головкой и магнтиной пластиной, как следствие — изменятся характеристики считываемого сигнала.

Ну а теперь самое интересное. Непосредственно, частота вращения задается программированием регистров микросхемы драйвера ШД. Поэтому, если не принимать во внимание тот факт, что при измененной скорости вращения накопитель не будет нормально работать — то изменение частоты вращения действительно имеет программную природу. Причем, в подавляющем большинстве современных дисков для этого даже не надо изменять внешнюю электронную «обвязку» микросхемы. На практике, мы при работе с дисками частенько сталкиваемся с действием этого эффекта вживую. Не пугайтесь — с диском при этом не происходит ничего страшного. Суть в том, что на винчестерах, в которых применяется технология AirLock TM, заводской тест, который мы запускаем для полной перенастройки винчестера в целях ремонта, предусмотрел, среди всех прочих, такой этап, как тестирование Airlock. Как известно, айрлок должен разблокировать головки при определенной силе воздушного потока, поэтому при тесте винчестер постепенно изменяет скорость вращения ШД в ту или иную сторону, причем, с такой градацией, что это слышно даже на слух. Естественно, сами головки при этом находятся в парковочной зоне.

На данный момент многие многие HDD поддерживают технологию AAM (Automatic Acoustic Management), которая позволяет снизить шум дисков за счет снижения скорости позиционирования головок над секторами.

Кроме того, недавно появились HDD WD серии Green с регулируемой и пониженной скоростью вращения шпинделя.

Вопрос: — В обзоре про 2.5″ диски Вы упомянули про какой-то антишоковый парковщик. А что он из себя представляет и как работает? Или AirLock — это он и есть?

Ответ: — Нет, AirLock — это другое. Айрлок закрепляет головки в безопасном положении в те периоды времени, когда накопитель выключен или находится в sleep-режиме. Это очень удобно при транспортировке диска — есть гарантия, что головки не выйдут в рабочую зону при ударе. А антишоковый парковщик нужен для мгновенной фиксации головок в момент удара с тем учетом, что удар происходит в состоянии, когда накопитель находится в работе, т.е. головки находятся в рабочей зоне, а ШД вращается. Как работает такой парковщик, а равно, как он выглядит — трудно объяснить на словах, легче разобрать какой-либо неремонтопригодный 2.5″ винчестер и посмотреть. Вкратце — это сбалансированная определенным образом пластиковая конструкция, которая в свободном состоянии болтается, это слышно, если вертеть диск в руках. В момент удара конструкция стопорит штангу блока головок, не давая ей двигаться.

Вопрос: — Расскажите пожалуйста, как правильно крепить винчестер внутри компьютера чтобы обеспечить диску наиболее легкий и оптимальный режим для работы? Многие производители вообще заявляют в спецификациях на свои HDD, что диск можно крепить в любом положении, но что-то мне не верится…

Ответ: — Правильно сомневаетесь. На самом деле нам подобные заявления фирм-производителей не до конца понятны*. Мы считаем, что наиболее оптимальное и безопасное положение крепления Вашего диска — строго горизонтально, электроникой вниз.

Факторов несколько. Основная уязвимая часть, на которую может повлиять неправильная ориентация диска в пространстве — это сам шпиндельный двигатель. Даже если диск закрепить вертикально или на боку, на его систему подшипников будет действовать распределение сил, далеко отличающееся от оптимального, тем самым увеличивая износ подшипников и двигателя вцелом. Если же закрепить горизонтально, но электроникой вверх — чашка корпуса двигателя оказывается перевернутой вверх дном и при этом повышается вероятность выпадения из нее различных микрочастиц на магнитную поверхность блина в процессе работы.

Также, не стоит забывать и тот факт, что любой HDD изначальную настройку механических параметров проходит именно в гороизонтальном положении и электроникой вниз, при этом сам диск жестко закреплен. Поэтому, если диск, например, поставить вертикально — то инерция блока головок однозначно изменится, причем, это скажется на скорости работы диска далеко не лучшим образом (особенно это отразится на таких параметрах, как Track-to-Track seek и прочих.)

* хотя, с точки зрения маркетинга, производителю серийных изделий невыгодно, чтобы изделие работало безотказно достаточно долгий срок, так как возникают проблемы со сбытом (продажей, апгрейдом) новых моделей изделия.

Вопрос: — Часто слышу выражение, которое говорят пользователи о своем неисправном HDD — «перевернули шлейф». Но как такое возможно, ведь у разъемов есть ключи, и вообще, какой конкретно шлейф имеется в виду?

Ответ: — Выражаясь корректнее, переворачивают не шлейфы, а разъемы. Причем, в самых разных комбинациях и с разными эффектами. Рассмотрим их:

1. Втыкание «наоборот» IDE разъема. В нормальных условиях это невозможно, т.к. на разъеме две защиты от этого — выступ и залитое одно из отверстий. Если шлейф относительно старый, то выступа на нем может не быть, также может и не быть залитого отверстия-ключа. Если такой накопитель включить, то, скорее всего, он не будет стартовать, т.к. оказывается замкнутым на землю сигнал Reset (контакт 1) С самим накопителем, а, точнее, с его интерфейсной частью электроники при этом чаще всего ничего не случается. Но у нас есть на примете пара случаев, когда именно из-за этого сгорела интерфейсная микросхема, причем, в одном из случаев — с физическими повреждениями. Поэтому, будьте внимательны.

2. Довольно популярна другая неприятность (здесь количество случаев исчисляется уже десятками) — на некоторых блоках питания было замечено несоответствие шин 5в и 12в в некоторых разъемах питания. Просто перепутаны местами. Т.е. такой разъем спокойно вставляется в накопитель, а при включении из HDD идет дым. Особенность ситуации в том, что вслед за этим накопителем можно спалить еще 2-3 накопителя (зависит от сообразительности пользователя, говорим по статистике), пока не станет понятно, в чем дело. Предотвратить такое «досадное недоразумение» возможно только проверив все контакты питания вольтметром, ну или хотя бы визуально — по цвету проводов (а еще лучше — покупайте действительно хорошие и фирменные блоки питания). При включении такого накопителя по пятивольтовой шине питания идет 12В, при этом, обычно, электроника накопителя полностью выходит из строя, часто с физическими повреждениями микросхем. Самое неприятное, что при этом часто выходит из строя микросхема коммутатора, которая установлена в гермоблоке накопителя, а это сильно затрудняет восстановление данных с него (хотя и возможно).

3. Переворачивание разъема питания. На первый взгляд это кажется невозможным — разъем имеет скошенные под 45 градусов углы и сделан из довольно прочного материала на основе капрона или фторопласта. И, честно говоря, нам неизвестен ни один случай, когда сознательно «вбили» разъем и включили накопитель. Зато нам известны несколько других случаев — когда питание подключают «на ходу». Как правило, эти люди — не обычные пользователи, а технические работники компьютерных фирм. Мы уже не раз сталкивались с тем, что в некоторых фирмах нет отдельного блока питания, чтобы проверять такие вещи, как HDD, CDROM и пр. А подключают их прямо к работающему компьютеру. Надо сказать, что такой метод работает в большинстве случаев, т.е. HDD корректно включается, но использовать метод можно только на свой страх и риск. И вот тут-то как раз и возможно вывести накопитель из строя, если хотя бы попытаться случайно подключать разъем в перевернутом виде. Полностью-то его не вставишь, а контакты при этом могут уже коснуться штырьков — как правило, достаточно долей секунды для выхода электроники из строя.

Вопрос: — У меня есть винчестер, модель Maxtor 2B020H1, он в slim-исполнении. Он полностью исправен и корректно функционирует, но при включении нет стартовой рекалибровки, хотя на многих других накопителях, которые я видел — есть характерная рекалибровка головок при включении питания. В моем случае так и должно быть или это потенциальная неисправность?

Ответ: — Конкретно с Вашим накопителем — это так и должно быть. Подобным эффектом обладают не только Максторы в «тонком» исполнении, но и, например, WD-DA, WD-EB, WD-BB, некоторые старые Seagate. И лишь только в Сигейтах (конкретно мы наблюдали эффект на ST52520A) рекалибровки при включении действительно нет (видимо, из-за особенности конструкции накопителя), а в WD и Вашем Максторе она на самом деле есть, просто ее не слышно на слух, зато можно заметить с помощью электронных приборов.

Принцип действия «бесшумной рекалибровки» прост и основан исключительно на параметрах сервосистемы конкретного накопителя и особенностей микропрограммной реализации. Любой прыжок БМГ (блока магнитных головок) тем слышнее, чем дальше он летит. В большинстве накопителей стартовая рекалибровка происходит позонно, а зон, как правило, немного. Если же сделать позиционирования через, скажем, 200 цилиндров (при условии, что на современном накопителе число цилиндров может доходить до 30000-60000) — то такие скачки будут не слышны, правда самих скачков будет больше, и на процедуру уйдет несколько большее время. Еще, некоторые накопители обладают бесшумным позиционированием сами по себе, иногда применяется технология акустического подавления, основанная на сглаживании токовых кривых, которые подаются на катушку БМГ, при этом, правда, происходит некоторая потеря в скорости доступа, как правило, на глаз незаметная. Подобная технология (Acoustic Management) уже применяется во многих современных HDD и регламентирована в последних АТА-стандартах. Для переключения между «бесшумным» и обычным режимом используются специальные утилиты, которые производители выкладывают на своих сайтах.

А вообще, если забежать на 20 лет назад, во времена 5.25″ дисков стандарта МФМ и емкостью 10-20 Мб, то можно увидеть интересный исторический факт. Дело в том, что рекалибровка на таких дисках изначально была введена как некое конструкторское решение — с помощью нее производилась очистка поверхностей от пыли перед началом работы. Этакий «автосдув» мусора с блинов :)

Вопрос: — Поясните пожалуйста принципы работы системы Security, в частности, мне не совсем ясна разница между Master и User паролями.

Ответ: — На самом деле подробное описание работы системы безопасности хорошо описано в стандарте АТА-5 и выше. Также, более удобное, на наш взгляд, изложение присутствует в Product Manual на любой диск IBM. Поэтому, мы постараемся объяснить суть в двух словах.

Master-пароль — уникальный код, который хранится в служебной зоне накопителя, иногда в зашифрованном виде и присутствует там уже после выхода диска с конвейера, естественно, в неактивном состоянии. У некоторых производителей свой собственный Master-пароль на конкретное семейство накопителей (модельный ряд). У других производителей наоборот, Master-пароль может охватывать довольно много моделей и линеек. Любая информация о Мастер-паролях не подлежит открытому распространению и является собственностью производителя — пароли доступны только фирменным сервис-центрам, которых в РФ очень немного.

User-пароль — это код до 32-х символов длиной, введенный пользователем с помощью специальных утилит или с помощью соответствующей функции BIOS компьютера (присутствует, в основном, только в NoteBook). Пароль также хранится в служебной зоне накопителя и также иногда зашифрован.

Уровень безопасности бывает High или Maximum.

1. При уровне High возможна разблокировка накопителя при помощи Мастер-пароля, в этом случае сохраняются все данные пользователя.

2. При уровне High возможна разблокировка накопителя при помощи User-пароля, в этом случае также сохраняются все данные пользователя.

3. При уровне Maximum возможна разблокировка накопителя с помощью Мастер-пароля, но при этом данные пользователя полностью уничтожаются без возможности восстановления.

4. При уровне Maximum возможна разблокировка накопителя с помощью User-пароля, при этом данные пользователя полностью сохраняются.

Соответственно, если у накопителя активизирован режим системы безопасности, а ни Мастер ни User пароли неизвестны — накопитель разблокировать невозможно. Заблокированный накопитель обязан корректно определяться в BIOS, однако, будет выдавать ошибку на любую операцию чтения или записи. А подбор пароля с помощью самодельных утилит методом перебора исключен — после пяти неверных попыток накопитель переходит в состояние Freeze и вывести из него можно только выключив и снова включив питание.