RATEX

[yurikel]

ВОПРОС-ОТВЕТ (FAQ)Ч2 по HDD

Q: - Какие ограничения на размер логического раздела имеют популярные файловые системы? А то совсем запутался.

A: - Ситуация с лимитами на данный момент обстоит так:

FAT16 - стандартное ограничение - 2 Гб (размер кластера при этом - 32 Кб).С помощью средств WinNT возможно создать раздел 4 Гб, который будет корректно работать в MS-DOS, однако, размер кластера при этом составит 64 Кб. Соответственно, хранить множество файлов небольшого размера на таком разделе очень неэкономно - значительная часть емкости раздела уйдет на т.н. Slack Space. Ограничение на размер файла - 2 Гб.

FAT32 - заявленный предел - 2 Тб (2 000 Гб), однако, в некоторых ОС не гарантируется корректная работа на разделах, объемом свыше 32 Гб. Также, в ОС Win95-Win98 на разделах свыше 64 Гб имеется проблема - эти разделы не смогут проверить GUI-версии Scandisk и Defrag. Ограничение на размер файла - 4 Гб. Стоит отметить, что некоторое ПО, рассчитанное на работу в среде WIN95-98 может не поддерживать работу с файлами, объемом выше 2 Гб - в основном это касается некоторых видео-редакторов и media-проигрывателей. Поэтому, во избежание различных проблем, работать с файлами размером более 2 Гб под FAT не рекомендуется вне зависимости от ОС.

NTFS - заявленный предел - те же 2 Тб, хотя сама архитектура этой FS позволяет иметь раздел, гораздо больший по размерам. Размер файла на NTFS не ограничен (т.е. ограничен размером раздела). Также раньше существовали ограничения на расположение загрузочного раздела NTFS - он должен был начинаться в пределах первых 2Гб дискового пространства накопителя, потом ограничение расширилось до 7.87 Гб, ну а затем, после появления Service Packs убрали и этот предел.

Q: - Стоит ли покупать винчестер с Serial ATA интерфейсом? Насколько быстрее работают SATA накопители по сравнению с обычными IDE?

A: - Судя по результатам многочисленных тестов, которые проводились на различных моделях SATA HDD и на различных контроллерах (материнских платах) - заметного практического превосходства в производительности у SATA накопителей перед обычными IDE нет, а если и наблюдается, то незначительное (речь идет про сравнение с накопителями, поддерживающими режим UDMA-100). Более того, сама конструкция соединительных разъемов (включая, что немаловажно, и кабель питания, хотя, тут стоит отметить, что существуют накопители, у которых питающий разъем - стандартный, как у обычных PATA - molex) - очень хлипкая, недобротная и механически непрочная. Мы считаем, что конструктивная реализация идеологии последовательного интерфейса в современных HDD - не очень удачная. Однако, у интерфейса SATA есть и свои плюсы. Вот некоторые из них:

1. Больше не нужно конфигурировать накопитель в режим Master или Slave (забыть про перемычки) и вообще знать, что это такое

2. В силу малых габаритов интерфейсного разъема можно увеличить количество самих разъемов на материнской плате или контроллере, тем самым расширив число подключаемых накопителей без конструктивных затруднений, в т.ч. облегчить создание RAID-массивов.

3. Шлейфы SATA намного легче монтировать внутри корпуса ПК, к тому же, малый размер шлейфа улучшает воздушную конвекцию (точнее, менее ей препятствует) и, соответственно, улучшается охлаждение комплектующих внутри ПК.

4. И наконец. Некоторые последние модели SATA HDD действительно заметно превосходят PATA UDMA100 собратьев по скорости (имеется в виду линейное чтение с поверхности).

Добавление от 01.02.2007. Внимание! Хотим Вас предупредить, что в нашей практике уже появились случаи выхода из строя ПИТАЮЩЕГО разъема SATA, а именно - деформации контактов внутри пластикового корпуса разъема с последующим их замыканием во время подключения к накопителю. Как правило, следствие таких повреждений - выход накопителя из строя из-за электрического пробоя электронных компонентов, будьте внимательны!

Q: - Я купил в фирме жесткий диск б/у, но на нем почему-то нет никаких опознавательных знаков, вместо названия модели есть крупная надпись - "GENERIC". Сам диск очень похож на Quantum Fireball LCTxx. Поясните, что же за диск я купил и почему на нем нет фирменных заводских наклеек?

A: - Эти диски являются действительно Quantum-ами, но восстановленными (заново отремонтированными из бракованных партий). Мы пока встречали восстановленные диски только у моделей LCT08, LCT10, LCT15 и LCT20 (Quantum LA, LB, LC, LD соответственно). Как правило, подобными восстановлениями, т.е. оптовыми ремонтами очень крупных партий накопителей занимаются небольшие фирмы или заводы, расположенные на территории Китая, причем к производству HDD эти заводы не имеют никакого отношения. Сам завод-производитель может заниматься гарантийным восстановлением своих же дисков, но при этом обязательно сохраняются все родные наклейки и маркировки на корпусе HDD, отличие заключается лишь в том, что сбоку (или, как правило, на торец корпуса) приклеивается наклейка с надписью "REFURBISHED". Лично у нас отрицательной статистики по надежности подобных refurbished дисков нет.

Однако, с дисками, на которых наклеено слово "GENERIC" ситуация немного другая. Суть в том, что фирмы, которые этим занимаются, предварительно, грубо говоря, скупают бракованные диски у населения (или у оптовых фирм, торгующих компьютерами - не важно), т.е. помещают рекламу и объявления в Internet и в различных СМИ. Качество ремонта диска у подобных фирм, как правило, "хромает", и у нас уже есть статистика по "generic"-дискам, которая говорит об относительно невысокой их надежности. В основном, проблемы с этими дисками заключаются в частично деградировавшей микросхеме драйвера двигателя TDA5247HT, которую лично мы при ремонте всегда заменяем на новую и проблем после этого мы еще не встречали. Ну а фирмы, почему-то, эту микросхему не меняют, видимо, из-за экономических соображений Таким образом, мы не рекомендуем хранить на диске с наклейкой "GENERIC" важные для Вас данные, т.к. есть большая вероятность выхода этого накопителя из строя.

Q: - В одном из обзоров Вы упомянули о том, что самостоятельно производить замену контроллера HDD (платы электроники) в случае его повреждения не желательно, т.к. кроме чрезвычайно малой вероятности удачного результата существует еще и опасность выхода из строя как самого "донорского" контроллера так и гермоблока. Чем это объясняется?

A: - Действительно, совершенно бессмысленно надеяться на нормальную работу современного HDD (а также на возможность считывания данных с него) после замены неисправного контроллера даже от такой же модели. Причин тому множество.

Начнем с того идеологического постулата, что в большинстве случаев диагноз пользователя "скорее всего, проблема в электронике, необходимо ее попробовать заменить" является ошибочным. Например, самая популярная визуальная симптоматика неисправной электроники HDD - это отсутствие запуска шпиндельного двигателя, но на современном диске такое проявление с некоторой долей вероятности возможно и при совершенно исправной электронике, а причиной может служить клин подшипника ШД или неисправный коммутатор-предусилитель в гермоблоке. Некоторые современные HDD перед стартом двигателя производят программный опрос регистров МС коммутатора и, если микросхема коммутатора неисправна, то опрос выдаст ошибку, микропрограмма диска останавливается и старта двигателя не произойдет - сделано это для защиты электроники, т.к. последняя может выйти из строя, если на неисправный коммутатор подать питание в течение длительного времени (зависит от того, какая именно часть коммутатора вышла из строя и каким образом, т.е. обрыв, КЗ по питанию, КЗ по входу и пр). Опять же, это вполне нормально для логики работы любой сложной системы - перед инициализацией произвести самотест всех компонентов (насколько это возможно), и лишь потом стартовать, а если хоть один компонент неисправен - выдать ошибку. В случае с HDD, подобная ошибка может выдаваться разными способами - например, кодированной серией миганий светодиода на плате или выдачей текстового сообщения в специальный сервисный порт-терминал.

По нашей статистике, неисправность электроники у HDD имеет место быть редко (особенно, если при этом у нее отсутствуют визуальные следы термических повреждений и разрушений компонентов), т.к. основные проблемы у жестких дисков имеют несколько другую природу. Это, например, неисправность MR-элементов (читающих головок), проблемы с микросхемой коммутатора-предусилителя (она выходит из строя очень часто, а ее замена довольно проблематична, т.к. микросхема располагается внутри гермоблока непосредственно на блоке головок и иногда имеет бескорпусное исполнение) либо проблемы с механикой или служебной информацией (часть служебной информации обновляется в процессе работы диска, поэтому, возможна некорректная запись в служебную зону из-за деградации различных узлов или помех по питанию, либо, из-за деградации записывающей части головки, а иногда и из-за ошибки в микропрограммной реализации). Если явно выходит из строя плата контроллера диска, то в основном, это происходит из-за некачественного блока питания (броска напряжения) и при этом есть вероятность, что микросхема коммутатора (усилителя сигнала в гермоблоке) тоже вышла из строя; таким образом, кроме замены самой электроники бывает необходимо еще и хирургическое вмешательство в гермоблок HDD для замены блока головок или дисков в чистой камере. Также возможны и проблемы с информацией на диске - разрушение служебных модулей, сервометок, появления логических дефектов в произвольных участках диска и т.п. Все это может являться следствием неправильной работы электронных схем управления позиционированием БМГ и канала чтения-записи во время стресса (помех или сбоев по питающим каналам, аварийного превышения напряжения и т.д.).

Возвращаясь к технической стороне вопроса об особенностях замены электроники на современных HDD, можем в целом сказать, что подобные операции были вполне возможны и безболезненно переносились на дисках, плотность записи которых не превышала 2-4 Гб на пластину (т.е. диски объемом до 10 Гб), а коммутаторы-предусилители имели однополярное питание (в то время требования к помехоустойчивости были не такие высокие). Да и то, даже тогда для успешного результата замены необходимо было соблюсти ряд тонкостей и учесть большое количество типов контроллеров и версий микропрограмм, а в некоторых случаях - еще и объем диска-донора. На современных же дисках с высокими плотностями записи каждый контроллер настраивается на свой уникальный гермоблок с помощью процедур специальных калибровок, которые производятся на заводе, а некоторые настройки сохраняются в энергонезависимой памяти контроллера или процессора (разумеется, не все, большая часть настроек записывается в служебные модули на пластины). Учитывается целый ряд факторов, например таких, как разброс параметров электронных компонентов и микросхем, тип головок у конкретного гермоблока (а следовательно и параметры их выходных сигналов, из-за несоответствия которых накопитель может даже стучать, т.е., не "видеть" даже серворазметки), адаптивные константы сервосистемы конкретного дискового пакета (эти параметры выдает прецизионный стэнд-серворайтер после разметки очередного диска на заводе) и многое другое. Добавим сюда и огромное количество версий микропрограмм, а соответственно и разный стартовый микрокод, содержащийся во Flash ROM контроллера или процессора, который может оказаться не совместим с т.н. оверлейными модулями, записанными в служебной зоне HDD и вцелом образующими своеобразную микро-ОС. Ну и, последней на данный момент, эксклюзивной особенностью некоторых моделей дисков с плотностью от 80 Гб на пластину является т.н. плавающее расположение координат служебной зоны - эти координаты вычисляет процедура заводской калибровки непосредственно перед записью основных служебных модулей (производится поиск наилучшего и надежного места для хранения стартовой служебной информации на диске) и записывает их в NV-RAM контроллера (энергонезависимую память). Соответственно, при установке на такой диск контроллера от идентичной модели имеется большая вероятность, что попытка считывания служебных модулей для инициализации HDD будет производиться с тех дорожек, на которых этих модулей никогда и не было. Результат, мы думаем, понятен. Последние модели некоторых HDD "пошли еще дальше" - в электронике хранится еще и транслятор, который уникален и отвечает за распределение логического пространства диска на основе заводских таблиц дефектов.

Также поясним, что последствия бездумной замены плат электроники могут таить в себе и другие неприятные сюрпризы. Например, микросхема коммутатора в гермоблоке может быть просто электрически пробита, тем самым закорачивая собой питающую цепь как по положительной полярности (питание цифровой управляющей части) так и по отрицательной (питание аналогового узла усилителя, вернее, одного из его входных каскадов ОУ). При этом, при установке заведомо исправной платы электроники на якобы "исправный" гермоблок есть опасность, что узлы питания коммутатора (преобразователи напряжения на плате HDD) выйдут из строя из-за короткого замыкания в цепи нагрузки и плата окажется в дальнейшем неработоспособной, а применяемые защиты от этого могут срабатывать далеко не всегда - зависит от конструктивной реализации. То же самое можно сказать и про короткое замыкание обмоток шпиндельного двигателя, либо про его заклинивание (при этом резко возрастают стартовые токи через силовые выходные узлы схемы драйвера двигателя и микросхема или ключи могут выйти из строя). Кроме всего этого, на некоторых моделях дисков Western Digital серий EB, BB и AB имеются идентичные внешне контроллеры, но разводка питающих цепей коммутатора у них совершенно разная. Мы наблюдали много случаев, когда пользователь, заменив электронику и включив накопитель тем самым вывел из строя коммутатор в гермоблоке попросту спалив его напряжением положительной полярности вместо отрицательной.

Исходя из сказанного выше, мы еще раз повторим, что производить самостоятельную замену электроники диска мы не рекомендуем, т.к. это не имеет смысла без специальных знаний и опыта в области современных HDD, а иногда и действительно просто опасно. К тому же, не удивляйтесь, если в случае успешной замены (диск определяется в BIOS), Вы обнаружите, что часть данных (как служебных так и пользовательских) окажется стертой или недоступной, например проблемы могут появиться даже в случае, если стереть всего лишь один или несколько секторов в области файловой структуры (ФАТ, каталоги). Дело в том, что в момент выхода электроники из строя диску, выражаясь житейским языком, очень плохо. Сервосистема и система позиционирования головки в этот момент не работают, как положено, контроль канала записи также может отсутствовать (особенно это имеет место быть на дисках, которые выходят из строя из-за некачественного БП и последний начинает выдавать завышенное напряжение в виде импульса либо по +5В, либо по +12В). Отсюда выходит, что в момент выхода электроники диска из строя возможна некорректная запись в любое место дискового пространства, причем, запись возможна даже в служебные поля сектора, в т.ч. и сервометки (т.к. отслеживание этих полей может не производиться должным образом). Т.е. никаких гарантий на доступность данных при самостоятельных ремонтных процедурах быть не может.

P.S. Просьба не рассматривать данные выше предостережения, как "параноидальные" или излишне преувеличенные - все они неоднократно подтверждались на практике в нашей лаборатории. Естественно, что Вам никто не запрещает экспериментировать самостоятельно. Наша цель - предупредить пользователя, используя наш богатый практический и теоретический опыт в данной специализации и дать пользователю самому оценить вероятность успеха в его действиях, так как, не зная определенных особенностей, пользователь рискует получить отрицательный результат с необратимыми последствиями. Если речь идет про восстановление данных, то их важность мы оценить не можем - это может сделать только их владелец. Соответственно, он и должен трезво рассудить и принять решение - либо попробовать решить проблему самостоятельно и при этом не переживать, если эксперимент не удастся, либо доверить решение своей проблемы специалистам, которые гарантируют результат, тем самым сведя вероятность ошибки к минимуму.

Q: - Кстати, о неисправных коммутаторах. Очень часто приходится слышать диагноз сервис-центра: "неисправность коммутатора (или головок), ремонту не подлежит". Но ведь прочитать данные с такого диска возможно, почему же невозможно этот диск отремонтировать? Просто диски жалко

A: - В целом, это просто экономически нерентабельно. Ну а техническая суть такова, что при любых манипуляциях внутри гермоблока последний обречен на необратимый выход из строя в течение, максимум, одного-двух месяцев. Нам такой ремонт не нужен, ну а Вам - тем более Даже, если вскрытие происходит в чистой камере с эффективностью фильтрации частиц 0.3 мкм 99.997 %, в механике диска и согласовании геометрии наклона оси блока магнитных головок происходят изменения, требующие, как минимум, полную переразметку поверхности на серворайтере (прецизионном механическом стэнде с внешним позиционированием головки). При восстановлении данных процедура замены блока головок полностью себя оправдывает, т.к. считывание данных производится обычно один раз (т.е., за один проход) и диск с донорскими механическими узлами отправляется на свалку. Иногда, даже при небольших механических разрушениях поверхности время жизни накопителя (которое, в свою очередь необходимо использовать для восстановления данных) после замены необходимых узлов исчисляется десятками минут.

А диски с неисправными коммутаторами нам тоже жалко, но, к сожалению, с этим ничего поделать нельзя. Заменить коммутатор у современного HDD не разбирая блок магнитных головок (т.е. не вынимая его из гермоблока) - невозможно. Правда, в нашей практике встречались случаи, что диск с замененным блоком головок (т.е., не родным БМГ) работал до полугода (дольше - просто не отслеживали), однако, на фоне подавляющей статистики подобные случаи - единичны. Теоретически, есть большая вероятность получить рабочий диск после замены блока головок, если эта головка всего одна и плотность записи на пластину сравнительно низка, т.к. при этом возможно откалибровать и настроить рассогласования в накопителе с помощью процедур самотестирования. Но в этом случае, опять же, встает вопрос об экономической рентабельности, т.к. времена таких дисков давно прошли.

Q: - Можно ли услышать в общих чертах о том, что представляют из себя т.н. адаптивные настройки жесткого диска и в чем состоит их важность и уникальность для конкретного экземпляра HDD?

A: - К сожалению, по большому счету, полноценно ответить на этот вопрос в рамках данного FAQ невозможно как вследствие крайне большого объема материала, так и вследствие применения узкоспециализированной терминологии и опираясь на то, что читатель, помимо всего прочего - специалист в физике, электронике и высшей математике. Поэтому, по поводу факта ВАЖНОСТИ этих настроек и чрезвычайной ТРУДОЕМКОСТИ работы с HDD при их утере - мы советуем просто поверить нам на слово.

Ну, а если в общих чертах...Любой современный жесткий диск - это прецизионный электронно-механический прибор (спешим заметить, что подобное определение представлено без малейшей тени преувеличения). Адаптивные настройки - это результат многочисленных измерений и оптимизации самых различных параметров с помощью специальной микропрограммы самого HDD. Кстати, в большинстве дисков, выходящих с конвейера и прошедших полное предпродажное тестирование - этой программы нет, а там, где она есть - очень часто отсутствуют параметры ее настройки и инициализации. Более того, для полноценного проведения подобной калибровки, а затем - самотестирования (SelfScan-а) - необходимы специальные условия, например такие, как отсутствие вибрации, регулировка температуры извне, а иногда даже требуется электронное вмешательство в накопитель на определенном шаге тестирования, например, сброс микропроцессора.

В свою очередь, измерения, которые производит упомянутая выше часть микропрограммы, в простонародии называемая калибратором - необходимы вследствие того, что ни один, пусть даже самый точный прибор невозможно изготовить абсолютно одинаково, если речь идет про серийное производство - неизбежно будут разбросы как в механике, так и в электронике и даже в химическом составе компонентов. Ну а так, как мы имеем дело с прецизионным прибором - то на его работу кардинальным образом могут влиять даже небольшие рассогласования, например:

Механические:
1.Допуски.
2.Люфты в движущихся частях (ШД и БМГ).
3.Крены осей ШД и БМГ.
4.Крены подвеса головок.
5.Различная упругость и резонансные свойства пружин подвеса головок и самого БМГ.
6.Различный вес БМГ (в основном, из-за разного количества головок), вследствие которого меняются его инерционные свойства, которые крайне необходимы для точного расчета при операциях позиционирования.
7.Форма слайдера головки и его аэродинамика.
8.Различный уровень вибрации и искажений (шумов), вносимых подшипником ШД (для них есть специальная терминология - RRO).

Электронные:
1.Разброс в параметрах аналоговых компонентов (резисторов, конденсаторов) и в микросхеме серводекодера/канала чтения-записи.
2.Рассогласование в параметрах коммутатора-предусилителя.
3.Непостоянность параметров аналогового сигнала (и его качества), считанного с головки в зависимости от угла поворота позиционера (т.е. текущей зоны). Связано это, в основном, с разным расстоянием от головки до поверхности в зависимости от линейной скорости вращения диска, т.к. последняя уменьшается с приближением к внутреннему диаметру. Есть и другие причины, например, более низкая частота сигнала и т.п.

Химические:
1.Разбросы в свойствах магнита БМГ.
2.Разбросы в свойствах MR-элемента.
3.Неравномерность состава дисковой пластины (media).

Таким образом, вследствие огромного количества возможных рассогласований, для полноценной и оптимальной работы современного HDD необходимо настроить для каждой зоны и головки как минимум:

1.Ток записи (I wr или Write Current).
2.Усиление канала (Gain и AGC).
3.Параметры схемы фильтрации сигнала (Equalizer).
4.Параметры-коэффициенты для peak-детектора (FIR или "Finite Impulse Response" - т.е. фильтр, у которого реакция на произвольный входной импульс выражается в виде выходного импульса с конечной длиной).
5.Параметры работы Viterbi-детектора.

Далее, также необходимо произвести "общие" измерения:

1.Подстроить напряжение смещения для каждого MR-элемента (MR-Bias) для оптимального режима работы.
2.Построить таблицу коррекции параметров MR-элемента в зависимоcти от температуры на конкретных участках media (Thermal Asperity).
3.Произвести серию расчетов для вычисления инерции конкретного БМГ при бросках (позиционированиях) на различные расстояния.
4.Произвести тест резонансных параметров БМГ.

Подчеркнем, что описанное выше представлено в крайне упрощенной форме и исключительно в целях общего понимания процесса. В действительности, чем современнее диск, тем выше плотность записи и сложнее его электроника, тем больше необходимо всевозможных рассчетов. Даже на дисках, плотностью 600 МБ на пластину количество различных таблиц для хранения параметров было около 15-20. На современных дисках это число доходит до 50.

И наконец, последнее, что мы можем предложить для более подробного понимания этой темы - наш новый обзор с использованием материалов от компании ChannelScience, в котором, в частности, представлены и алгоритмы работы электронных процессов на этапе чтения и декодирования данных. К сожалению, для простого пользователя представленные описания могут показаться слишком сложными, но мы тут не виноваты.

Q: - Я захотел посекторно скопировать свой жесткий диск (логический раздел) на другой и, по неосторожности, перепутал диск-приемник и диск-источник, заметив это только после того, как операция копирования завершилась полностью. Использовал программу Norton Ghost. Можно ли в этом случае восстановить мои данные?

A: - В данном случае, совершено не имеет значения, какую из программ-копировщиков Вы использовали - шансов вернуть данные уже нет. Содержимое диска-источника (по ошибке, ставшего диском-приемником) уже полностью переписано мусором, а технологии, позволяющие восстановить "края старой дорожки" - являются, всего лишь, слухами и их суть под огромным сомнением даже в теоретических аспектах. Мы уже обсуждали этот вопрос здесь и настоятельно рекомендуем относиться к подобным утверждениям не более чем к грязной рекламной или PR-акции, вне зависимости от статуса утверждающего.

Однако, если Вы вовремя заметили ошибку и прервали процесс копирования - шансы восстановить данные уже есть. Разумеется, если Вы, например, копировали Partition to Partition (раздел в раздел) и прервали процесс на 50% при относительно большом объеме раздела - шансы получить старые файлы ничтожно малы, т.к. оставшаяся часть, скорее всего, будет являться просто свободным местом раздела, не говоря уже о потерянной файловой структуре. А если Вы спохватились сразу и прервали процесс в самом начале (1-3%), то, при грамотном техническом подходе, шансы восстановить данные уже очень большие (то же самое применимо и к операциям создания RAID1 - "зеркала"). Идеальный вариант - например, системный раздел 20 Гб и разделы с данными общим объемом на 40 Гб (при стандартном "разбиении" и последовательности). Тогда, в случае копирования "диск в диск", и прерывания операции ранее 30% отметки - шансы получить разделы с данными - 100%.

Q: - У меня случилась странная неисправность с моим HDD от фирмы Samsung - на него невозможно ничего записать, соответственно, ничего нельзя удалить и т.д. При этом старая информация отлично читается, на диске не зафиксировано ни одного BAD-блока и даже программа Fdisk после пересоздания разделов сообщает, что ошибок нет. Но, после перезагрузки ничего не меняется. Что произошло с моим диском и подлежит ли это ремонту?

A: - Подобная неисправность действительно замечена за дисками от фирмы Samsung (и за некоторыми другими производителями и сериями современных HDD) и в абсолютном большинстве случаев ремонту это не подлежит. Проблема заключается в выходном узле микросхемы коммутатора-предусилителя (генератора тока записи) или в неисправности пишущего элемента головки (в практике редко) при полной исправности остальных узлов. Соответственно, для замены неисправных элементов в данном случае необходимо вскрытие гермоблока. Если ремонтнику нужно дать на свою работу хотя бы одну неделю гарантии, то для него рентабельность подобных работ стремится к нулю. Более подробно мы рассматривали эту проблему здесь.

Другая интересная тема, связанная с этим вопросом - это отсутствие ошибок при операциях записи на такой "read-only" диск. После проведенных экспериментов и многочисленных исследований связанного с этой темой технического материала, мы можем сказать, что причина проста - HDD, выражаясь техническим языком, не имеет обратной связи по записи. Некоторый контроль процедуры записи теоретически возможен, он может быть как аппаратным (мониторинг тока в цепи пишущего элемента головки), так и программным (сравнение содержимого сектора после каждой операции записи). Но разработчики справедливо посчитали аппаратный контроль излишним и требующим усложнения электронных схем и узлов, а сравнение информации в секторе заменили подсчетом ее контрольной суммы, совпадение которой однозначно интерпретируется алгоритмами обработки как знак того, что информация в секторе верна. Поэтому, после операции записи на "read-only" диск, ошибки не происходит, т.к. алгоритм подсчитал верную, но СТАРУЮ информацию, которая содержалась в секторе до операции записи. Алгоритм попросту не предполагает, что связка "коммутатор+головка" может аппаратно не функционировать.

Добавление: может возникнуть вполне резонный вопрос - а возможен ли контроль записи путем непосредственного чтения только что записанной информации "налету" в реальном времени? Если говорить коротко, то, к сожалению, конструкция головки сделать это не позволяет, т.к. читающий и пишущий элементы расположены довольно близко друг от друга и магнитное поле во время операции записи будет "заглушать" сигнал с читающего элемента. Таким образом, в любой момент времени возможен только один вид операций для конкретной головки - либо запись, либо чтение.

Что же касается других проблем с записью (например, зависание или выдача ошибки) при отсутствии проблем с чтением поверхности - можем сказать, что в этом случае, к неисправности головки и коммутатора-предусилителя добавляется еще и неисправность служебной информации (некорректное содержимое служебных модулей). В последнем варианте вероятность ремонта диска существует, хотя подобные случаи в практике редки.

Q: - Назрело предыдущим вопросом - существует ли возможность искусственно сделать обычный исправный HDD - read-only? А управлять включением-отключением этой функции? Было бы очень удобно - защита от случайного стирания, вирусов, порчи служебной информации, "soft-бэдов" и т.д...

A: - Вопрос интересный, попробуем разобраться.

Что касается случайного стирания и вирусов, т.е., записи обычными АТА-командами со стороны host (ОС) - теоретически, возможно модифицировать микропрограмму накопителя, а управлять, соответственно, с помощью отдельной утилиты (для пущей "помехоустойчивости" защитить функции переключения RO/RW паролем в самой микропрограмме). Вряд ли кто-либо решится на подобные исследования, т.к. объем работ требуется большой, а полезность сомнительна. К тому же, не во всех накопителях можно модифицировать микропрограмму в электронике - иногда она находится не в перезаписываемой Flash-ROM, а в "однократной" - т.н. масочной ROM. Получается, что проще использовать готовые решения, которые можно найти в Internet - устройства на микроконтроллере, которые блокируют поток данных, если обнаружат АТА-команду записи (и, подключаются, соответственно, в разрыв интерфейса IDE в виде переходника). Однако, неизвестно, можно ли оперативно управлять защитой, а также, на наш взгляд, подобные устройства немного снижают общую помехоустойчивость интерфейса, но на практике, мы это не тестировали, поэтому утверждать не беремся.

Полная аппаратная блокировка цепей записи возможна и требует вмешательства в электронную схему HDD, иногда незначительного (при этом блокируется любая запись на диск, включая обращения со стороны внутренней МП). Но, если нужно еще и оперативное управление RO/RW с помощью, например, переключателя - необходимо серьезное вмешательство в схему и возможно не на всех HDD. Разрабатывать подобное также не рентабельно, по крайней мене, нам .

И последнее. Даже если принять во внимание работоспособность последнего варианта - пользователя будут подстерегать множество проблем, связанных с программными аспектами. Например, Windows или другая ОС может пытаться вести какие-либо файлы-логи, если диск системный. Различное ПО может создавать временные файлы или "файлы подкачки" при работе с данными. Может обновляться содержимое служебных областей логического раздела, например, Dirty-флаг (на его проверке основано предупреждение о "некорректном завершении работы"), количество свободных кластеров раздела в boot-record и прочее. Внутри самого HDD функционирует мини-ОС и там также ведутся постоянные обновления логов и параметров SMART-системы, логов событий (Event log), обновления таблиц дефектов (например, помещение сектора в список кандидатов на remap при неудачном чтении) и прочей системной информации. Все вышеперечисленные операции записи как со стороны Host, так и со стороны МП HDD могут происходить даже тогда, когда пользователь ничего не пишет на диск специально, а только хранит (при включенном ПК, разумеется) или читает данные. И кто знает, каким конкретно образом в микропрограмме или в ОС реализована проверка выполнения указанных выше процедур.

P.S. Если Вам необходимо просто надежно и долговременно сохранить некие даные на неком диске и при этом Вам совершенно не нужно с этими данными оперативно работать, т.е. считывать их - то самый простой способ заключается в установке АТА-пароля с помощью специальных утилит. При этом за любую запись (и чтение, правда, тоже) на диск со стороны host можно не беспокоиться - диск будет выдавать ошибку.

Q: - Чисто теоретический интерес - возможно ли нанести физические повреждения жесткому диску только программными методами?

A: - Надеемся, что Ваш интерес к этому вопросу действительно чисто теоретический. Да, это возможно на некоторых семействах HDD путем низкоуровневого управления силовыми электронными узлами в технологическом режиме и повреждения могут носить как механический так и электронный характер. В некоторых случаях, после подобного воздействия накопитель не подлежит ремонту. Например, опасность выхода из строя силовых ключей из-за некорректного программирования - была даже в 1994 году (ключи - транзисторы, управляющие катушкой позиционирования и могут входить в состав микросхемы драйвера). Конкретный пример - предупреждающее текстовое сообщение, выводимое в сервисный терминал накопителя Maxtor объемом 425 Мб. В современных дисках токи в цепи VCM гораздо больше, правда, схемотехническая конструкция, все же, усовершенствована. В дальнейшие подробности мы, по понятным причинам, углубляться не будем.

С помощью стандартных АТА-команд (т.е., не Vendor-specific) необратимо вывести из строя HDD, как носитель - невозможно. Установку АТА-пароля мы не рассматриваем, т.к., хотя это и блокирует нормальную работу накопителя, но, в любом случае, не существует дисков, с которых АТА-пароль нельзя удалить с помощью технических средств (мы сейчас говорим лишь про принципиальную возможность и не касаемся сложности и трудоемкости выполнения такой операции). Также не считаем целесообразным вариант с "усиленным износом" с помощью циклического Sleep Mode (разгон двигателя, распарковка головок, затем "засыпание") - так как, для того, чтобы причинить таким способом сколько-нибудь заметный вред головкам - необходимо слишком длительное воздействие, которое не может быть не замечено пользователем.

Q: - Правда ли, что микросхема драйвера (SP/VCM) - самый горячий узел в электронике современного HDD?

A: - Если судить с точностью до градуса - то далеко не всегда. В качестве примера, ниже представлены данные температурного замера инфракрасным сканером. Измерялся диск Seagate Barracuda 7200.7 SATA 160 Гб во время активной работы (копирования множества небольших файлов) после 1 часа работы. Диск находился на открытом пространстве (на столе) в нашей лаборатории. Температура окружающего воздуха - 21 градус по Цельсию:

Ambient Temp. - 21 C
Температура гермоблока - 39 С
MC SP/VCM driver - 48 C
MC RAM - 42 C
MC CPU/RW - 49 C
MC 2.5v/3.3v stab. - 47 C
MC LSI SATA bridge - 53 C

Как можно заметить, здесь микросхема драйвера - не самый горячий узел. Если же взять, например, накопитель IBM AVER 40 Гб - то там применяется другая микросхема драйвера, температура которой - 69 градусов, а температура остальных чипов схожа с предыдущим вариантом. Заметим, что для большинства современных силовых (и не только) ИС нормальная рабочая температура - до 70 градусов Цельсия, это регламентировано производителями микросхем и их испытаниями.

Q: - У меня проблема с моим HDD фирмы Samsung. После диагностики в сервисном центре произведено заключение о неисправности БМГ (блока магнитных головок). Как такое возможно, если мой диск не издает в процессе работы и начальной инициализации посторонних звуков и шумов, если диск корректно определяется в BIOS моего ПК (размер, модель), и если с него даже загружается Windows? Изначальная проблема состояла в том, что на логическом диске просто не открывалась одна из папок (как назло, со всей моей коллекцией фотографий и важных документов). Я полагал, что неисправность может носить только "логический" характер.

A: - Опять же, необходимо помнить, что жесткий диск - довольно сложное устройство и неисправностей у него бывает также очень много и самых различных. С похожими симптомами, кроме проблем "логического" характера бывают связаны также и проблемы с дефектами поверхности, т.е. BAD-блоками, что требует применения различных специальных технологий при восстановлении данных. К таким технологиям относятся специальные методики статистической обработки "ошибочных" данных, "интеллектуальный" обход поврежденных участков диска (иногда базирующийся на физических параметрах конкретного накопителя), ручное восстановление логической структуры и прочее. В Вашем же случае действительно оказался поврежден БМГ, а симптомы, не характерные для этого мы наблюдаем по двум причинам. Во-первых, читающий элемент головки или МС предусилителя-коммутатора не всегда повреждаются так, что декодировать сервометки для нормального позиционирования на трэке ("слежения" за ним) невозможно вообще. Если говорить условно (!), то сервоинформация записана как бы с большей амплитудой, в отличие от самих данных. Следовательно, возможна ситуация, когда накопитель не издает посторонних звуков, не стучит и пр., хотя при чтении данных выдаются сплошные ошибки и полноценное восстановление информации с такого диска невозможно без замены БМГ от диска-"донора" или замены МС коммутатора-предусилителя. Во-вторых, некоторые диски (в т.ч. к ним относятся все современные диски фирмы Samsung) имеют интересную особенность, связанную с распределением логического пространства при переключении между головками (справедливо только для накопителей, имеющих 2 головки и более). Если привести в пример накопитель Samsung SP0802N, то переключение с нулевой головки на первую у него происходит не "потрэково" (классическая схема, "змейка"), а "позонно", т.е. после границы примерно в 3 Гб (около 6200000 логических секторов). В Вашем случае оказалась неисправна именно головка 1 (при полностью исправной головке 0). Таким образом, накопитель нормально проходит процедуру инициализации и считывания служебных модулей при включении питания (по умолчанию практически все накопители производят выборку именно нулевой головки перед первой распарковкой БМГ и чтением служебной информации), корректно определяется в BIOS и у него даже работают первые 3 Гб логического пространства вследствие упоминавшихся выше особенностей транслирования. Соответственно, с накопителя может даже загружаться операционная система и открываться некоторые папки и файлы. Но содержимое Вашей "важной" папки оказалось как раз на участке от 3-х до 6-ти Гигабайт и при обращении к любым логическим секторам в данной зоне накопитель включает неисправную головку 1. Чаще всего, при этом раздается стук головок об ограничитель, ну а в Вашем примере стука не было, так как деградация головки оказалась не столь значительной, чтобы система позиционирования не работала, но уже достаточной, чтобы накопитель выдал ошибку на запрос чтения сектора. Как следствие, эта ошибка обработалась операционной системой, которая в конечном итоге и проинформировала Вас, как пользователя, что прочитать содержимое данной папки невозможно.

Касаемо технических особенностей инициализации различных дисков, стоит отметить, что многие диски при полностью неисправных головках вообще не инициализируются (и, как следствие - не определяются в BIOS ПК), даже если неисправная головка - не нулевая.

Q: - Поясните пожалуйста, какой технологический метод парковки Блока Магнитных Головок в современных HDD более "правильный" - на поверхности магнитных пластин или на специальном держателе-"трамплине" за их пределами? И какова "популярность" того или иного метода среди различных производителей?

A: - Единого ответа на первый вопрос не существует, иначе, попросту, все призводители однозначно применяли бы какое-то одно, тщательно выверенное и безупречное решение. Каждому методу присущи свои "плюсы" и "минусы" и определить, какой из "плюсов" в определенный момент спасет диск (применительно к данному аспекту - поверхность пластин и сам БМГ), а какой из "минусов", напротив, сыграет коварную роль в конкретном случае, не представляется возможным. Даже если предположить, что какой-то метод парковки не имеет "минусов" совсем, то далеко не факт, что вышеуказанные проблемы не появятся по каким-либо другим причинам. Тем более, что различные нюансы в реализации методов у разных производителей могут отличаться. В данном случае, о каких-либо преимуществах и недостатках можно рассуждать только гипотетически, т.к. любое техническое решение, предназначенное для внедрения в серийное производство, основывается, прежде всего, на тщательных расчетах, моделировании и многочисленных технологических испытаниях. Например, "плюс" парковки вне пределов пластин - принципиальное отсутствие механического контакта слайдера головки с диском (точнее, со специальным полимерным напылением в парковочной зоне) как во время работы, так и в запаркованном состоянии, что уменьшает износ. Но, если такой HDD в выключенном состоянии подвергнется механической перегрузке (удару), то головки, соскочив с "трамплина", останутся на поверхности пластин и прилипнут ближе к внешнему диаметру (а не внутреннему, как в случае с парковкой на пластинах) и силы тока, формируемого МС драйвера SP/VCM не хватит, чтобы стронуть диск с места из-за большого рычага. Если бы такая ситуация произошла с диском, паркующимся на пластинах, то диск, скорее всего, раскрутился бы, да и повреждения на поверхности самой пластины, оставленные слайдером головки в момент раскрутки были бы менее опасными. Если говорить про "плюсы" парковки на пластинах, то основные из них - простота конструкции (меньше механических деталей), более стабильный и надежный взлет головки из-за отсутствия крена и отсутствия постоянных деформаций пружинного подвеса головки (во время парковки вне пределов диска на специальный "трамплин" подвесы головок немного раздвигаются). Посадка головки при парковке - аналогично. Однако, эти положительные стороны "работают" только в том случае, если принять во внимание, что поверхность парковочной зоны (полимерный слой, иногда лазерный микрорельеф) - не изношена. Как-то контролировать или предсказать данный износ невозможно, а сам процесс износа у дисков, применяющих парковку БМГ на пластинах, неизбежен, что и является основным "минусом".

Отвечая на вторую часть вопроса, приведем распределение встречающихся методов у разных производителей дисков. Обращаем внимание, что информация приводится для относительно современных HDD форм-фактора 3.5" (т.е. обычные, "desktop" модели):

Samsung: парковка на пластинах, магнитный принцип фиксации.
Maxtor: парковка на пластинах, магнитный принцип фиксации.
Western Digital: парковка на пластинах, магнитный принцип фиксации.
Fujitsu: парковка на пластинах, магнитный принцип фиксации.
Seagate (включая Slim-исполнение): парковка на пластинах, принцип фиксации - AirLock.
Quantum (включая семейства D540X-4K и D740X-6L): парковка на пластинах, принцип фиксации - AirLock.
Maxtor, Slim-исполнение: парковка над пластиной на пластиковом "трамплине" (в запаркованном состоянии головка не касается пластины), ближе к центру диска, т.е. к оси ШД. Принцип фиксации - магнитная защелка. В статическом режиме (при не раскрученном двигателе и запаркованном БМГ) защелка фиксируется постоянным магнитным полем между встроенным мини-магнитом защелки и корпусом вала двигателя. При наборе ШД неких минимальных оборотов мини-магнит смещается в сторону вращения вала ШД, открывая защелку (т.е. обращаем Ваше внимание, что для смещения защелки используется именно магнитное поле, а не воздушный поток, как в классическом AirLock).
Hitachi (включая предшественника - IBM): парковка вне пределов пластин на пластиковом "трамплине" (специальная подставка-холдер, расположенная на границе внешнего диаметра дискового пакета). В запаркованном состоянии головки не касаются ни пластины ни друг друга. Магнитный принцип фиксации.

Как можно заметить из приведенного списка, самый популярный метод парковки БМГ - на пластинах (шесть пунктов из восьми), а принцип фиксации - магнитный (пять пунктов из восьми). Даже если принять поправку на то, что некоторые модельные ряды на настоящий момент не производятся в силу различных причин, распределение поменяется не сильно: парковка на пластинах - четыре из пяти, магнитная фиксация - также четыре из пяти (не производятся на данный момент Maxtor в slim-исполнении, Fujitsu 3.5" IDE и Quantum). Однако, вряд ли у кого-то найдутся основания утверждать, что фирма Hitachi поступает "неправильно", применяя парковку вне пределов дискового пакета, а фирма Seagate - также "неправильно", применяя в своих дисках фиксацию на основе AirLock(tm). Про преимущества последнего можем сказать следующее:

1. Надежная фиксация БМГ в пределах парковочной зоны, гарантируется даже при очень сильных механических перегрузках и ударах, вектор которых лежит вдоль плоскости пластин в любом направлении (имеется в виду выключенный и запаркованный накопитель, например, при транспортировке). Понятно, что при подобных перегрузках накопителю, вцелом, "не сладко", но, если бы головки вышли в рабочую зону при неподвижных дисках, было бы однозначно хуже.

2. Плавная распарковка - не нужен стартовый импульс тока большой амплитуды в катушке актюатора БМГ для расцепления магнитных фиксаторов (хотя, у некоторых дисков с магнитной фиксацией для облегчения расцепления используются резиновая прокладка, но это соответствующим образом влияет и на устойчивость к перегрузкам в худшую сторону). Теоретически, положительно сказывается на: а) вероятность отпайки или перегорания относительно тонкого медного провода катушки; б) вероятность выхода из строя МС драйвера SP/VCM при неблагоприятных условиях (один из ярких примеров - включение диска в холодном состоянии, например, сразу после транспортировки по улице зимой); в) вероятность частичного размагничивания основного магнита (в практике случается редко).

Что касается "мобильных" накопителей (HDD для NoteBook, форм-фактор 2.5"), то парковка на пластинах не применяется в них уже очень давно и присутствовала, разве что, на старых моделях (как правило, объемом до 4 Гб). На настоящий момент в таких дисках в качестве фиксации БМГ применяется только обычная магнитная фиксация с антишоковым парковщиком (специальная планка-балансир с фиксатором на одном конце и грузиком на другом, предназначена для фиксации БМГ во время механических перегрузок; на "desktop" дисках 3.5" не применяется), а сама парковка - вне пределов пластин, на пластиковой подставке-холдере, аналогично дискам Hitachi форм-фактора 3.5". Данная однозначность непосредственно связана с особенностями эксплуатации таких носителей в мобильной аппаратуре, где вопрос энергосбережения немаловажен. Как следствие, БМГ накопителей 2.5" запарковывается через определенный промежуток времени (в основном, небольшой, иногда несколько секунд; данное поведение, как правило, "прошито" в микропрограмме самого HDD, не путать с настройками режима энергосбережения в Windows!) при отсутствии обращений со стороны host, т.е. ПК и ОС. Энергопотребление накопителя при этом значительно снижается. При первом же обращении (например, при открытии или сохранении файла, swap-операций, обновления внутренних логов ОС и т.д.) БМГ, соответственно, распарковывается, причем с минимальным временем выхода HDD в готовность (менее 1 секунды). Таким образом, парковка БМГ в процессе работы происходит у HDD 2.5" очень часто и, если бы она осуществлялась на поверхности пластин, то износ головок от постоянного механического контакта с парковочной зоной не заставил бы себя долго ждать. У дисков 3.5" этим фактором можно пренебречь, так как парковка и распарковка происходят там только при выключении и включении ПК соответственно (т.е., в идеале, два раза за один рабочий день).

Q: - Правда ли, что в накопителях форм-фактора Slim ("тонкие" HDD) не может быть более одной головки в силу конструктивных особенностей?

A: - В основном, это так. Многие популярные модели накопителей в "тонком" форм-факторе 3.5" действительно имеют только одну головку и, соответственно, одну магнитную пластину с одной рабочей поверхностью. До настоящего момента (начало 2007 г.) подобные варианты накопителей встречались только у Samsung, Seagate, и Maxtor. Примеры популярных моделей таких накопителей: Samsung - SP0411N, SV0411N, Maxtor - 2B020H1, 2F040L0, 6E040L0, Seagate - ST320014A, ST340015A. Однако, у Seagate есть модели, которые имеют в своем составе одну пластину, но две головки (правда, корпус этих HDD немного толще обычных "Slim", но и тоньше стандартных, не Slim моделей) - это модели из серии Seagate Barracuda 7200.9. У модели ST3120811AS (SATA) объемом 120 Gb - две физических головки, а у модели ST380811AS объемом 80 Gb (тоже SATA) - только одна. Интересная особенность заключается также и в том, что накопитель с двумя головками у этой серии нельзя использовать в качестве "донора" для трансплантации БМГ у модели с одной головкой вследствие принципиально разного механического конструктива как самих БМГ, так и внутренних элементов корпусов HDD (подобные трансплантации, во многих случаях, допустимы у накопителей стандартного 3.5" форм-фактора)