Заказать услугу / консультацию

Ремонт жестких дисков (HDD). Физическое повреждение диска или его механических узлов.

Ремонт жестких дисков (HDD). Физическое повреждение диска или его механических узлов.

Так как механическая часть HDD, особенно при современных плотностях, довольно нежна, подобные неисправности также встречаются довольно часто, и далеко не всегда механические повреждения происходят из-за естественного износа накопителя, хотя он тоже имеет место быть.

Рассмотрим популярные неисправности, связанные с поверхностью диска.
Бэд-блоки, или плохие, сбойные сектора. Как правило, пользователь узнает от них несколькими путями. Например, решив сделать профилактическую проверку диска с помощью программ, или запустив в системе новый чистый накопитель и отформатировав его, получив при этом сообщение о сбойных кластерах, либо когда ни с того ни с сего “слетела” система и выдает ошибку, свидетельствующую о невозможности дальнейшей загрузки.

Сектор считается сбойным, если контроллер винчестера выдал какую-либо ошибку на команду его чтения, а ошибка в дальнейшем была зафиксирована либо функциями BIOS, если накопитель тестируется и работает в ОС, либо специальными утилитами, которые , как правило работают помимо биоса, напрямую через порты контроллера.

Ошибка эта, в свою очередь, чаще всего вызвана несоответствием ЕСС сектора. Реже – сбоями сервосистемы или несоответствием служебного идентификатора сектора (например, при неисправности таблиц дефектов и пр.). Аббревиатура “ЕСС” наверняка знакома Вам, если Вы относительно давно вращаетесь в компьютерных кругах. Расшифровывается как Error Correction Code. Представляет из себя сложный алгоритм, с помощью которого повышается вероятность сохранения данных в секторе (корректировки и восстановления определенной последовательности бит на основе избыточности), если, например, повреждена незначительная его часть. Для осуществления этого алгоритма каждый физический сектор, хранящийся на диске, занимает на самом деле не 512 байт, а несколько больше (около 600 байт).

Ошибка ЕСС, в свою очередь, может быть вызвана физическим повреждением участка диска, где расположен этот сектор. Это может быть, например, радиальный отрезок, длиной всего 0.1 мм . Повреждения могут возникнуть отчего угодно, от попавшей в гермозону микрочастицы, от удара или оттого, что головка записи постепенно деградирует, соответственно, неточно записывая информацию, искажая сигнал (правда, в этом случае дефект нельзя назвать “физическим” в первичном смысле этого слова, т.к. при этом нет механических повреждений поверхности).

Статистика показывает, что обычно подобные дефекты после грамотного ремонта не прогрессируют. Причина проста – среди всех разновидностей повреждений поверхности большинство из них не связаны с образованием микрорельефа на защитном слое пластины (от которого, в последствии, возможно задирание головки), а представляют из себя участки, у которых просто-напросто изменились магнитные свойства. Поэтому технология ремонта , т.е. скрытия плохих участков, основана на занесении физических координат дефектных секторов в заводскую таблицу дефектов с последующим заводским внутренним форматированием. Это основной принцип. На практике применяется технология заводского самотестирования, которая досконально проверяет весь накопитель и заносит в таблицу дефектов не только текущие, но и прогнозируемые дефекты. Также, выясняется, по возможности, причина возникновения дефекта и с накопителем перед пост-тестированием проводятся профилактические работы во избежание дальнейшего выхода из строя.

Если ошибка возникла вследствие сбоя сервосистемы, то это уже серьезнее. Кстати, при этом, кроме индикации собственно ошибки контроллер выдает еще и более серьезные знаки, которые не обрабатываются BIOS, а наблюдаемы только в программах для низкоуровнегого тестирования HDD. Обычно это означает физическое повреждение дорожки или микроцарапины на ней и сопровождается посторонними звуками при позиционировании, например легкое гудение, скрежет или стук. Скрыть при этом дефектный трэк также возможно, но на диске есть физические повреждения и присутствует вероятность выхода из строя в дальнейшем. Хотя, все зависит от результатов углубленной диагностики. Иногда бывает так, что подобные дефекты вызваны вовсе не физическими разрушениями поверхности а расстройкой адаптивных параметров калибровки, которые, в свою очередь, можно восстановить с помощью специальных средств. Стереть сервоинформацию программными методами без модификации микропрограммы диска невозможно. Подобное не может произойти даже из-за сбоя в питании , т.к. схема аппаратно защищена и стереть сервометки также возможно только при аппаратной модификации электроники (либо, вероятность записи в произвольный участок сектора есть еще и в момент выхода электроники из строя, но подобных случаев – единицы).

Стоит ли бить тревогу при появлении дефектных секторов – зависит от углубленной диагностики. Если же на диске важные данные – крайне рекомендуем срочно сделать их BACKUP на другой носитель. Следующий симптом физических повреждений – смещение пакета дисков вследствие удара накопителя, т.е. превышения максимально допустимой перегрузки. При этом сервосистема полностью расстаривается и чаще всего просто неспособна вообще позиционироваться на трэке из-за биений, а БМГ накопителя может срываться в стук. Опровергнем популярное заблуждение, что при смещенном пакете дисков обязательно возникает дополнительная вибрация при работе, которую можно ощутить даже держа накопитель в руках. Это не всегда так. Закреплен диск на оси очень прочно, поэтому даже сильным ударом его нельзя сдвинуть на расстояние, вследствие которого возникнут ощутимые биения. Ширина дорожки в современных дисках составляет около 1 мкм, поэтому для расцентровки достаточно самое мизерное механическое смещение, которое “руками” ощутить просто невозможно. Диагностика расстройки системы в данном случае может осуществляться только электронными приборами, хотя на некоторых моделях HDD возможен программный контроль (если накопитель вышел в готовность и не стучит). Стоит отметить, что иногда симптомы расцентровки встречаются на дисках, у которых повреждена сама ось двигателя, внося при работе сильную вибрацию, которая, как правило, четко ощущается в руках и при этом, в большинстве случаев, нормальная работа диска невозможна (также, к сожалению, не целесообразен и ремонт).

Симптом номер три – выход из строя головок. Многие головки представляют из себя сложную микроконструкцию, катушки записи во многих случаях выполнены микротравлением (наподобие печатных плат, изготовленных фотохимическим методом), а читающий элемент – магнито-резистивный, также состоящий из напыления тончайшего слоя композитного материала-проводника. Из-за работы в повышенном температурном режиме, трения при парковке и прочих факторов конструкция легко уязвима и выходит из строя, иногда постепенно. Таким образом, чем больше головок в Вашем накопителе, тем больше вероятность выхода из строя одной из них. Проявляется дефект простой неспособностью читать или писать, причем, в отличие от локальных физических дефектов неспособность чтения проявляется по всей поверхности, т.е. в любом месте диска. Если в накопителе больше одной головки, то организация их переключения при последовательном чтении варьируется, но в основном у многих накопителей она выполнена “змейкой”, т.е. сначала читаются трэк 0 по головке 0, потом по головке 1, затем трэк 1 по этой же головке и только потом трэк 1 по нулевой головке и так в цикле, пока трэки не кончатся :) Таким образом, при одной неисправной головке и одной исправной тест поверхности будет постоянно вставать и идти рывками – у ремонтников на это есть жаргонное выражение – “сыпет голова”. Иногда повреждается не сама головка, а ее слайдер – опора, непосредственно контактирующая с поверхностью диска во время парковки, а форма ее оптимально подобрана для того, чтобы при работе диска образовывалась воздушная подушка с нужным зазором и головка физически не касалась диска, иначе, понятное дело, диск мгновенно будет испорчен. Слайдер может стачиваться о парковочную зону, где для значительного ослабления трения нанесена специальная полимерная смазка или микрорельеф с помощью лазера. Поэтому переносить винчестеры в карманах и сумках нужно крайне осторожно, т.к. при ходьбе диск работает как маятник, постепенно стачивая слайдер, хотя и незначительно. В любом случае подобное укорачивает жизнь накопителя. В этом плане чрезвычайно удобны накопители, у которых система парковки головок реализована так, что они паркуются за пределами диска на специальный держатель-защелку и если диск в выключенном состоянии, головки вообще физически не контактируют с поверхностью. Подобный механизм берет начало от накопителей для NoteBook, т.к. там приходится постоянно “усыплять” накопитель в целях сокращения потребления электроэнергии. Поэтому переносить подобные накопители совершенно безопасно. Например, подобный механизм есть практически во всех моделях IBM.

К слову, дополнительно упомянем про “усыпление” накопителя, режима, в котором он практически не потребляет электроэнергии и не издает никаких шумов из-за того, что после подачи операционной системой соответствующей команды диск производит парковку головок и останавливает шпиндельный двигатель. Как мы уже упоминали, этот режим больше всего нужен в автономных устройствах. В настольных же или домашних системах накопители к такому режиму совершенно не приспособлены, и, надо заметить, переносят его не очень хорошо. В основном это связано с особенностью механизма парковки головок и его электронного управления. В штатном режиме при выключении питания электроника HDD использует кинетическую энергию дисков вместе с двигателем как генератор тока, силой которого головки перемещаются в безопасную зону, т.е. запарковываются. При этом, диски останавливаются довольно быстро, не нанося ощутимых повреждений головкам от трения. В случае программного останова двигателя, как это происходит при “засыпании”, электроника просто отключает двигатель и паркует головки за счет тока на шине питания, поэтому двигатель еще довольно долго продолжает вращаться (раза в 2-3 дольше, чем при штатном выключении), соответственно, повышается износ головок. В следствие этого мы настоятельно рекомендуем НЕ использовать режим энергосбережения и отключить его после установки Windows, которая включает его по умолчанию. К тому же, форма слайдера при стачивании может меняться, и при полете может возникнуть самый натуральный крен, который может привести к быстро прогрессирующей физической царапине на диске. Именно поэтому мы рекомендуем лишний раз НЕ ВКЛЮЧАТЬ отказавший накопитель, если на нем есть важные данные – легко может получиться так, что в следующий раз накопитель не отрекалибруется а застучит – такое мы наблюдали неоднократно.

Еще у накопителей бывает неисправность, при которой двигатель сильно гудит или вибрирует, а то и вовсе заклинивает и не вращается. Происходить такое может от удара, либо от банального заводского брака. Часто в таких случаях бывает, что разрушаются подшипники или появляются выщербины на их шариках и, как правило, подобные неисправности не поддаются ремонту. Но в случае восстановления данных с такого накопителя у специалистов центра есть технология, позволяющая переставить диск в исправную гермозону и в последствии откалибровать положение диска. Но подобная процедура очень сложна и стоимость восстановления данных в таком случае получается несколько дороже стандартного прайса из-за того, что отсутствует 100 процентная гарантия успеха. То же самое можно сказать и про перестановку головок от исправного диска.

Также, у всех без исключения накопителей часто втречается следующий симптом – накопитель издает громкий монотонный стук при распарковке, или при обращении к определенным участкам диска. В последнем случае можно практически смело утверждать, что на поверхности диска присутствуют физические повреждения или царапины, которые могут прогрессировать при каждом включении питания. В первом же случае неисправность нельзя однозначно классифицировать без применения углубленной диагностики. Стук возникает из-за того, что головка не может позиционироваться на трэке и продолжает искать сигнал далее, доходя до упора и издавая при этом звон. Не находить сигнал сервосистема может по нескольким причинам. Вот основные из них, расположенные в порядке приоритета, т.е. статистики выхода из строя.

1. Неисправность читающего элемента головки. Подобное может возникать из-за банального износа головки или ее слайдера. Раньше, на старых накопителях еще бывало, что слайдер головки попросту загрязнялся ферромагнитным составом от покрытия диска или смазочным составом из зоны парковки, вследствие чего головка теряла свои аэродинамические характеристики. При этом меняется воздушный зазор между слайдером и поверхностью (а это менее 20 нм!) и сигнал сильно искажается, не поддаваясь коррекции.

2. Неисправность коммутатора головок – микросхемы, расположенной
непосредственно на позиционере. Подобное может возникать, как правило, только в двух случаях. Первый – это неисправность питания накопителя (блока питания компьютера). Даже кратковременное превышение питающего напряжения в 1.5 раза иногда достаточно, чтобы коммутатор вышел из строя. Также при этом выходит из строя контроллер накопителя. Второй случай – длительный перегрев, т.е. работа без охлаждения. Такое сильно сказывается, в основном, в жаркий климатический период. К тому же, гермозона диска при активной работе может сильно нагреваться (варьируется у разных моделй HDD) из-за микросхем на плате контроллера и из-за сильного нагрева самой катушки позиционирования.

3. Несоответствие или потеря адаптивных настроек или физической конфигурации накопителя реальному. Такое в основном бывает, если настройки записаны в энергонезависимую память в контроллере накопителя, а родной контроллер утерян или вышел из строя. Подобное часто имеет место быть в случае с Fujitsu MPG или любыми IBM, также, со многими Seagate, WD, и пр.. Иногда эффект стука можно получить, если неграмотно перезаписать служебную информацию диска или в последствии не произвести полную калибровку и специальные заводские тесты.

4. Расцентровка, т.е. смещение дискового пакета. Об этом мы упоминали выше.

5. Неисправность контроллера диска. Такое, по статистике, бывает довольно редко и легко диагностируется специалистом с помощью временной замены контроллера, хотя на некоторых моделях HDD это делать совершенно не имеет никакого смысла и даже опасно.

В заключение хочется призвать пользователей НЕ ВСКРЫВАТЬ гермоблок накопителя самостоятельно, ибо в большинстве случаев вскрытие без специальных средств кардинально ухудшает работу накопителя или делает его вообще неремонтопригодным. Есть накопители, которые выходят из строя сразу-же при снятии крышки. В наш сервисный центр нередки обращения пользователей с накопителями, на которых имеются явные следы вскрытия, и практически во всех случаях специалисты центра сделать с таким диском ничего не могли или покупали диск на запчасти. Хотя на многих таких дисках устранение неисправности вскрытия вовсе не требовало, и вероятность восстановления была высокой.

Итак, мы рассмотрели основные проблемы современных накопителей на жестких магнитных дисках и некоторые способы их профилактики. Абсолютное большинство рекомендаций полностью применимо и к старым HDD. Остается подвести резюме. Оно будет кратким. При обнаружении первых признаков неисправности Вашего HDD – первое, что нужно сделать – немедленно скопировать важные данные на другой носитель, либо, если это сделать невозможно – хотя бы не включать лишний раз накопитель до того, как с ним не проведут диагностику компетентные люди, которые ЗНАЮТ, что делают. Мы уж не говорим о том, что резервную копию рабочих данных нужно делать как можно чаще, и самое главное – независимо от подозрений на исправность Вашего HDD. К сожалению, подобные элементарные требования зачастую не соблюдаются в силу особенностей человеческой психологии.