AMD76.ru - Компьютеры, ноутбуки и комплектующие б.у в Интернете по приятным ценам. Покупка - продажа. Тел: 8-961 162-63-15

Ярославская Барахолка Форум. Продажа, Покупка, Кредиты, Займы, Банки, Компьютеры, Компьютерная барахолка, Торговое и Банковское оборудование

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.



Жёсткие диски, какими вы их не знали

Сообщений 1 страница 4 из 4

1

http://uploads.ru/t/w/e/T/weTIj.jpghttp://uploads.ru/t/0/q/w/0qwEG.jpghttp://uploads.ru/t/W/X/h/WXhDN.jpg

Если заглянуть внутрь жесткого диска, можно увидеть немало интересного. Если же заглядывать туда регулярно в течение десяти лет и скрупулёзно записывать полезную информацию, в результате может получиться интересная статья. Илья Зайдель предлагает вашему вниманию ряд фактов о причинах выхода HDD из строя и способах поддерживать их в хорошей форме

В первых моих статьях мы весьма подробно рассмотрели твердотельные накопители — флешки, карты памяти и SSD. В массовый обиход этот тип накопителей вошел недавно, всего 5-6 лет назад, и многие пользователи еще, к счастью, не столкнувшиеся с их поломками, довольно смутно представляют себе слабые места и меры предосторожности. Это, кстати, показали и отклики на статьи.

Но наиболее распространенными, незаменимыми и заслуженными накопителями являются, конечно же, жесткие диски (они же HDD, они же винчестеры). Вот уже более двадцати лет — примерно с 1988 года, когда было развернуто массовое производство HDD, ни один ПК не обходится без этого компонента. Увы, самого ненадежного из всех. Хуже винчестера в этом плане разве что дискеты, но они, к счастью, практически вышли из употребления. Вряд ли найдется сколько-нибудь опытный пользователь, не пострадавший от сбоев или отказов HDD. Поэтому ремонт и восстановление данных с этого типа носителей — устоявшееся и уважаемое занятие.

Я начал заниматься жесткими дисками в далеком уже 2002 году. Тогда массово «летели» диски Fujitsu пресловутой MPG-серии: из-за неудачного, излишне активного флюса, разъедающего процессор на плате, они отказывали почти поголовно. Коллапс наступал через 6-9 месяцев работы. Ремонтники, первыми освоившие технологию «прожарки» плат и правки модулей служебной зоны (типовые расценки $15-25 за диск), были тогда на коне. Пациентов им несли пачками, и за лето можно было заработать на машину, а за год — на квартиру (это не байки, знаю таких людей лично).

Я пошел по их стопам: освоил ремонтную технологию, купил комплекс PC-3000, работающий еще на шине ISA и под DOS, дал несколько объявлений в печати и по Сети, оповестил знакомых — и дело пошло. «Фуджики» оказались неплохой учебной базой, да еще и доход давали. Основной контингент — студенты, научные работники, медики, музыканты и журналисты.

Регулярно, раз в 2-3 недели, звонили озабоченные мужчины с одним и тем же вопросом: «Литые диски чините?» Я отвечал: «Чиню, но только размером до 5 дюймов». Все HDD имеют корпус — «банку» алюминиевого литья, и в то время еще встречались накопители Quantum BigFoot пятидюймового форм-фактора. Недоумение собеседника (что это за диски, для игрушечных машинок, что ли?) быстро рассеивалось…

Диски того поколения давно уже сошли со сцены. Новые времена — новые песни. Выросшая в сотню раз емкость (с 10-20 Гбайт до 2-3 Тбайт), новые конструктивные решения, интерфейсы и области применения HDD дали ремонтникам большой опыт и, как водится, поставили немало проблем. Приведу свои заметки о некоторых из них.

Слева направо: диски 1993, 2002, 2007 и 2010 г.в. Электронная плата постоянно сокращалась в размерах, а число деталей на ней уменьшалось. Все это — во имя экономии: при жестокой конкуренции по-другому не выжить. Увы, но к концу 2011 года число производителей HDD, похоже, сократится до минимума

Ремонтник и шлейфы SATA

Начнем не с самих дисков, а с того, что к ним подключается. Регулярно, примерно раз в месяц натыкаюсь на бракованные шлейфы у дисков с интерфейсом Serial ATA. Это приводит к ошибкам передачи данных, зависаниям компьютера и невозможности загрузиться. После замены шлейфов на новые фирменные все пропадает. Несколько лет назад, когда собирал материал по обращению с винчестерами, такого не наблюдалось, и я отметил надежность шлейфа SATA, противопоставив его параллельной «гребенке».

Увы, с тех пор качество шлейфов, которые вкладываются в коробки с материнскими платами (ими сборщики ПК обычно и пользуются), заметно упало: кто-то в очередной раз решил сэкономить. Китайцев рисом не корми — дай где-нибудь упростить технологию и снизить на полушку себестоимость изделий. Норовят удешевлять те компоненты, которые сразу не проверишь, — состав припоя или флюса, сечение проводов, покрытие контактов. Вот в последнем, видно и накосячили: в шлейфе контакты заглублены и практически не видны, ничего не стоит поставить латунные ламельки, избежав положенного по стандарту золочения. Через полгода латунь, понятное дело, окисляется (соединение не газоплотное) и контакт нарушается. Данные при передаче портятся со всеми вытекающими последствиями.

На самом диске сэкономить сложнее: контактная гребенка там на виду и все компьютерщики знают, как выглядит золоченый контакт (ровный, чуть матовый блеск). Да и контроль на заводах серьезный. Вот и навалились на шлейфы, благо на их «брендовость» мало кто обращает внимание. Внешне все шлейфы трудноразличимы, аксессуар массовый и копеечный, мысль о браке в голову не приходит.

Теперь об этом придется помнить: электроника — наука о контактах. Грамотный компьютерщик всегда должен иметь новый фирменный шлейф (а лучше несколько, разной длины) в запасе. При непонятных «глюках» накопителя, возникающих на пустом месте, первым делом надо поменять шлейф.

«Косяки» возможны не только с контактами, но и с проводами. Коллеги поделились наблюдением: сняв изоляцию у неработающего шлейфа SATA, они обнаружили, что заземляющий проводник окислился и отошел от экрана витой пары (их в кабеле две, каждая со своим экраном). Это резко снижало помехозащищенность и приводило к ошибкам передачи. После очистки и перепайки все исправилось. Хотя, конечно, если есть возможность, кабель лучше просто заменить.

Есть и другая проблема — уже не «китайская», а связанная со сменой стандартов. Шлейфы SATA ранних выпусков (2003-2006 годы) держались на контактных вилках одним трением. Разработчики посчитали, что это недостаточно надежно (сохранялась угроза случайных расстыковок), отчего вторая версия шлейфов (начиная с 2007 года) получила на обоих концах пружинные защелки. Казалось бы, прекрасно — еще одна причина отказов устранена. Но не все так просто.На многих дисках предыдущего поколения, в том числе и активно используемых (2008 г.в.), разъем SATA не имеет выступа под защелку, отчего шлейфы новой версии садятся на него слабо и не фиксируются — защелка не срабатывает. Сползти наконечник может от чего угодно — хоть от вибрации дисковой корзины, хоть от упругости свернутого в спираль шлейфа. Понятно, что это резко снижает надежность подключения и потому недопустимо. Здесь подойдет только «старый» шлейф без защелок с его тугой посадкой (вариант фиксации соединения термоклеем — на жаргоне «соплями» — я не рассматриваю, хотя у сборщиков он довольно популярен). Кстати, ремонтники в своих стендах используют шлейфы именно первой версии, как наиболее универсальные (да и возиться с защелками порой времени нет).

Припоминается случай, когда от подобных проблем «полетел» клиентский компьютер. Комплектный желтый шлейф от материнской платы (естественно, с защелками) слабо прижимался к ответной планке диска, отчего на нем стали расти софт-бэды (сектор записывается с неверной контрольной суммой и при чтении дает ошибку UNC, хотя сами данные правильные). Дефекты, как назло, пришлись на реестр, и Windows перестала загружаться с выдачей BSOD — синего «экрана смерти».

Я развернул «полевой госпиталь», вычитал все софт-бэды длинным чтением и записал обратно. Все заработало, диск как новый. Желтый шлейф, конечно, пришлось заменить другим — красным и без защелок. Винчестерам без плотного контакта в линиях интерфейса никуда. Электронщики называют такой контакт «сухим» и очень ценят: там нет переходных процессов и, следовательно, сигнал практически не деградирует.

Советую при сборке или ремонте компьютера проверять все шлейфы — они должны садиться на вилки разъемов достаточно туго, с заметным усилием. Я провожу стыковку 2-3 раза с каждого конца, чтобы стереть случайные загрязнения и оксидную пленку с ламелей (кто знает, золочение там, нитрид титана или вовсе голая латунь — китайцы такие шутки любят). Отсюда необходимость иметь в запасе надежные шлейфы разных версий и длин (20-30-50-80-100 см).

Наилучшим всегда будет шлейф минимальной длины. Недаром фирменные рабочие станции (HP, Dell) обычно собраны на заказных, очень коротких SATA-шлейфах, бывало, что и 15-сантиметровых. Кстати, по стандарту внутренний разъем SATA должен выдерживать всего 50 циклов стыковки-расстыковки, так что коммутационный ресурс у него сравнительно небольшой (внешний разъем eSATA — другое дело, его стойкость целых 10 тысяч циклов).

Кроме длины, плоские шлейфы SATA различаются еще и по толщине. Она колеблется от 5 до 10 мм, что связано с сечением токопроводящих жил (от 30AWG до 26AWG — маркировка калибра обычно присутствует на кабеле), а также с плотностью экранирующей оплетки (ее занижение — любимый трюк китайцев, экономящих медь всеми способами). Разумеется, стоит всегда использовать наиболее толстый кабель — это повышает уровень сигнала и снижает наводки от помех. На тонком длинном шлейфе иной диск может и не опознаться либо будет работать с перебоями — виной тому малая нагрузочная способность интерфейсных микросхем.

Шлейфы SATA, прилагаемые к материнским платам, нередко имеют угловой разъем на одном из концов. Подключённый к диску, он снижает вероятность случайной расстыковки, экономит место в системном блоке и облагораживает монтаж. Однако угловой разъем не любит кривых рук: если его случайно дернуть, можно сломать контактную планку на диске, а это — негарантийный случай и непростой ремонт.

Опознать некачественный шлейф можно по SMART. Ненадежный контакт порождает ошибки передачи, отчего растет атрибут #199 UltraDMA CRC Error Count. Также стоит обратить внимание на атрибуты #5, #197, #198 — их рост нередко свидетельствует о деградации самого диска (подробнее об атрибутах SMART см. ниже. — прим. редакции).

Ремонтник и шлейфы PATA

Область применения параллельного интерфейса постоянно сужается, но до отмирания ему еще далеко. Например, винчестеры PATA 2,5″ выпускаются до сих пор — ведь в старый ноутбук контроллер SATA не поставишь. Да и DVD-приводов PATA еще полно. Так что с 80-жильными шлейфами работать приходится нередко. Вот случай из недавней практики.

Позвонил постоянный клиент — не загружается система, пишет что-то про «invalid disk», срочно нужна помощь. По моей инвентарной базе, в этом компьютере стоит старенький диск PATA от Hitachi, серии DLAT. Они довольно просты и чинятся даже на выезде. Тем более, договор продлевать пора…

Приехал. Смотрю — диск в BIOS опознается, но с искажениями в названии модели. Естественно, и загрузка не идет. Это характерно для потери разряда в передаваемом по PATA слове. Виноват обычно поврежденный шлейф либо сломанный (погнутый, вдавленный) штырек в контактной гребенке на диске. Последнее случается при небрежной сборке, когда колодку вставляют в разъем с перекосом или вообще вверх ногами (нашим молодцам-сборщикам все нипочем — даже несовпадение ключа и прорези в оправе).

В системный блок года два никто не лазил, так что штырьки исключаются. Значит, проблема со шлейфом: порвался один из проводников либо ослабла посадка разъемов на кабель (там банальные ножевые контакты, прорезающие изоляцию, если «хорошо» дернуть шлейф, то они могут и отойти). Поменял шлейф на новый (всегда надо иметь с собой) — все заработало. Ремонт не требуется, все счастливы. Но как мог шлейф PATA самопроизвольно испортиться? Все компьютеры в конторе от одной фирмы, собраны однотипно. Шлейф сложен конвертиком и туго зафиксирован нейлоновой стяжкой. Так вот, эта стяжка от времени (а может, и от жары) задубела, жесткость повысилась. Стремясь восстановить естественную для себя круглую форму, стяжка и продавила крайние проводки шлейфа. Элементарно, Ватсон.

Вывод: в сборке компьютера нет мелочей, если вы хотите долгой беспроблемной работы. В частности, шлейфы PATA лучше всего фиксировать мягкой упаковочной проволокой в пластиковой изоляции. Альтернатив ей не вижу: про стяжку уже сказано (к тому же она неразборная, придется перекусывать, если что, а это тоже риск повредить шлейф — были случаи), резинки быстро сохнут и рассыпаются, скотч отклеивается. В фирменных компьютерах (например, HP) применяются специальные плоские прижимы с защелкой, но в продаже я их не встречал.

Шлейф PATA по стандарту должен иметь длину 18 дюймов, или 46 см (все другие варианты, от 15 до 90 см — самодеятельность производителей, не гарантирующая качества). Для большинства системных блоков такая длина избыточна, и излишки стоит собирать в гармошку, сгибая шлейф под углом 90° или 180°. Проследите, чтобы он не задевал вентиляторы и не мешал общей циркуляции воздуха. Это немаловажный аспект охлаждения системного блока: на каждой материнской плате есть греющиеся компоненты без индивидуального обдува, такие как модули памяти и некоторые контроллеры, и «экранирование» шлейфом не идет им на пользу.

Ну и последнее о выходящем из употребления кабеле: избегайте его резких перегибов, не допускайте вмятин, а также натяжений вблизи разъёмов. Проводники в шлейфе PATA очень тонкие и легко рвутся при небрежном обращении. Зачастую дефект внешне незаметен (эластичная изоляция скрывает разрыв), а поведение диска может быть весьма разнообразно. Это продемонстрировал и описанный выше казус. В подобных случаях первое, что следует сделать, — заменить шлейф. Запасной новый шлейф всегда надо иметь под рукой, благо он стоит несколько рублей.

Пять разумных действий с диском SATA

Ваш любимый жесткий диск внезапно начал вести себя странно, тормозить или зависать? При этом не было ударов, перегрева, питание качественное, да и показания SMART в норме? Посмотрим, что может сделать грамотный и аккуратный пользователь, прежде чем бежать в гарантийку или к ремонтнику?

1. Заменить шлейф SATA новым, желательно фирменным и толстым. Проводники должны быть калибра AWG26 — это обычно написано на оплетке, ширина такого кабеля 8-10 мм. Шлейфы AWG30 шириной 5-6 мм НЕ подойдут. Если есть выбор по длине — взять самый короткий (как правило, хватает 20-30 см, хотя в продаже чаще бывают 50 см). Подключить шлейф к другому порту на материнской плате или внешнем контроллере SATA. После этого параметр SMART #199 (С7) UltraDMA CRC Error Count не должен расти!

2. Очистить разъем SATA на самом диске (7 плоских контактов, из них две пары сигнальных и три контакта земли — более длинных) от грязи и окислов. Пользоваться изопропиловым безводным спиртом и салфеткой из микрофибры. То же сделать с соседним разъемом питания (15 контактов).

3. Открутить плату электроники с диска (может потребоваться отвертка-звездочка Torx T9 или T6 в новых моделях), найти посеребренные контактные площадки на обратной стороне платы. Их две: 14-20 контактов для данных, 3-4 контакта — шпиндельный двигатель. Все площадки должны быть светлыми, если потемнели (рыжие, коричневые, темно-серые) — мягким ластиком стереть окислы до блеска, протереть салфеткой со спиртом. Аккуратно прикрутить плату к диску. Момент затяжки винтов небольшой, до 30 Н*см (держать отвертку тремя пальцами). Иначе края шлица сомнутся, что впоследствии может заметить гарантийный отдел — «признаки ремонта неуполномоченными лицами», и привет.

Данная проблема встречается даже у новых, только что купленных дисков. Окислению контактов на плате способствуют перепады температуры и влажности при длительной транспортировке, в основном по морю. Сказывается и хранение на плохо отапливаемых складах эконом-класса, и загрязненный воздух в наших городах (особенно вредны сернистые выхлопы от плохого бензина и угольный дым).

Я время от времени продаю лишние диски на «Молотке» и прочих барахолках, и предпродажная подготовка, помимо тщательных тестов, включает в себя описанную выше процедуру. В одном из 15-20 случаев находятся особо въедливые покупатели: разглядев по винтам, что плата снималась, они считают, что им подсунули «осетрину второй свежести», и требуют возврата денег. Что ж, покупатель всегда прав.

4. Если зависания остались или компьютер перезагружается — проверить северный и южный мосты на материнской плате. Возможно, что-то перегревается, тогда нужно улучшить охлаждение (поменять термопасту под радиатором, усилить обдув и т.п.). Конечно, следует проверить и блок питания на стабильность напряжений под нагрузкой. Поменять ветку питания, подходящую к проблемному диску, выбрав при этом разъем, ближайший к БП. Отключить всех остальных потребителей с этой ветки. Увеличить в BIOS задержку старта диска до 3-4 сек — это сгладит всплеск нагрузки на блок питания и поможет выровнять напряжение, особенно по линии 12 В.

5. Если проблема осталась (в частности, в журнале событий ОС появляются записи типа «обнаружена ошибка контроллера»), то дальнейшие действия — обновить драйвера SATA-контроллера и прошить BIOS на последнюю версию. На чипсетах nForce может помочь отключение очереди команд NCQ, для этого надо снять галочку с Enable Command Queuing в свойствах SATA-контроллера на канале, к которому подключен проблемный диск.

Технология S.M.A.R.T. родилась в далеком 1995 году, так что возраст у нее почтенный. Предполагалось, что атрибуты SMART (давайте для простоты писать аббревиатуру без точек), формируемые микропрограммой жесткого диска, позволят программно оценивать состояние накопителя, а также дадут механизм для предсказания выхода его из строя. Последнее в те времена было достаточно актуально: срок жизни дисков в серверах, например, исчислялся годом-полутора, и знать, когда готовить замену, было нелишним.

Со временем многое поменялось: что-то отмерло, какие-то стороны развились сильнее (например, контроль механики диска). Первоначальный набор из десятка простейших атрибутов усложнился и разросся в несколько раз, порой менялся их смысл, многие производители ввели собственные атрибуты с не всегда ясным функционалом. Появилась масса программ для анализа SMART (как правило, невысокого качества, но с эффектным интерфейсом, да еще и за деньги) и т.п.

Так что не мешает описать современное состояние SMART. Начнем с критически важных атрибутов, ухудшение которых почти всегда свидетельствует о проблемах с накопителем. Именно их первым делом смотрят ремонтники при диагностике HDD.

#01 Raw Read Error Rate — частота ошибок при чтении данных с диска, происхождение которых обусловлено аппаратной частью диска. Для всех дисков Seagate, Samsung (семейства F1 и более новые) и Fujitsu 2,5″ это — число внутренних коррекций данных, проведенных ДО выдачи в интерфейс; на пугающе огромные цифры можно не обращать внимания.

#03 Spin-Up Time — время раскрутки пакета пластин из состояния покоя до рабочей скорости. Растет при износе механики (повышенное трение в подшипнике и т.п.), также может свидетельствовать о некачественном питании (например, просадке напряжения при старте диска).

#05 Reallocated Sectors Count — число операций переназначения секторов. Когда диск обнаруживает ошибку чтения/записи, он помечает сектор переназначенным и переносит данные в резервную область. Вот почему на современных HDD нельзя увидеть bad-блоки — все они спрятаны в переназначенных секторах. Этот процесс называют remapping, на жаргоне — ремап. Поле Raw Value атрибута содержит общее количество переназначенных секторов. Чем оно больше, тем хуже состояние поверхности диска.

#07 Seek Error Rate — частота ошибок при позиционировании блока магнитных головок (БМГ). Рост этого атрибута свидетельствует о низком качестве поверхности или о поврежденной механике накопителя. Также может повлиять перегрев и внешние вибрации (например, от соседних дисков в корзине).

#10 Spin-Up Retry Count — число повторных попыток раскрутки дисков до рабочей скорости в случае, если первая попытка была неудачной. Если значение атрибута растет, то велика вероятность проблем с механикой.

#196 Reallocation Event Count — число операций переназначения. В поле Raw Value атрибута хранится общее число попыток переноса информации со сбойных секторов в резервную область диска (она, как правило, не слишком велика — несколько тысяч секторов). Учитываются как успешные, так и неудачные операции.

#197 Current Pending Sector Count — текущее число нестабильных секторов. Здесь хранится число секторов, являющихся кандидатами на замену. Они не были еще определены как плохие, но считывание с них происходит с затруднениями (например, не с первого раза). Если «подозрительный» сектор будет в дальнейшем считываться успешно, то он исключается из числа кандидатов. В случае же повторных ошибочных чтений накопитель попытается восстановить его и выполнить ремап.

#198 Uncorrectable Sector Count — число секторов, при чтении которых возникают неисправимые (внутренними средствами) ошибки. Рост этого атрибута указывает на серьезные дефекты поверхности или на
проблемы с механикой накопителя.

#220 Disk Shift — сдвиг пакета пластин относительно оси шпинделя. В основном возникает из-за сильного удара или падения диска. Единица измерения неизвестна, но при сильном росте атрибута диск не жилец.

Также следует принимать во внимание и информационные атрибуты, способные много чего поведать об «истории» диска.

#02 Throughput Performance — средняя производительность диска. Если значение атрибута уменьшается, то велика вероятность, что у накопителя есть проблемы.

#04 Start/Stop Count — число циклов запуск-остановка шпинделя. У дисков некоторых производителей (например, Seagate) — счетчик включения режима энергосбережения.

#08 Seek Time Performance — средняя производительность операции позиционирования головок. Снижение значения этого атрибута свидетельствует о неполадках в механике привода головок (в первую очередь о замедленном позиционировании).

#09 Power-On Hours (POH) — время, проведённое во включенном состоянии. Показывает общее время работы диска, единица измерения зависит от модели (не только 1 час, но и 30 мин, и даже 1 минута).

#11 Recalibration Retries — число повторов рекалибровки в случае, если первая попытка была неудачной. Рост этого атрибута указывает на проблемы с механикой диска.

#12 Device Power Cycle Count — число полных циклов включения-выключения диска.

#13 Soft Read Error Rate — частота появления «программных» ошибок при чтении данных. Сюда можно отнести ошибки программного обеспечения, драйверов, файловой системы, неверную разметку диска — в общем, почти все, что не относится к аппаратной части.

#190 Airflow Temperature — температура воздуха внутри корпуса HDD. Для дисков Seagate атрибут выдается в нормировке 100º минус температура (тем самым критический нагрев соответствует значению 45), а модели Western Digital используют нормировку 125º минус температура.

#191 G-sense error rate — число ошибок, возникших из-за внешних нагрузок. Атрибут хранит показания встроенного акселерометра, который фиксирует все удары, толчки, падения и даже неаккуратную установку диска в корпус компьютера.

#192 Power-off retract count — число зафиксированных повторов включения/выключения питания накопителя.

#193 Load/Unload Cycle Count — число циклов перемещения БМГ в специальную парковочную зону/в рабочее положение.

#194 HDA temperature — температура механической части диска, в просторечии банки (HDA — Hard Disk Assembly). Информация снимается со встроенного термодатчика, которым служит одна из магнитных головок, обычно нижняя в банке. В битовых полях атрибута фиксируются текущая, минимальная и максимальная температура. Не все программы, работающие со SMART, правильно разбирают эти поля, так что к их показаниям стоит относиться критично.

#195 Hardware ECC Recovered — число ошибок, скорректированных аппаратной частью диска. Сюда входят ошибки чтения, ошибки позиционирования, ошибки передачи по внешнему интерфейсу. На дисках с SATA-интерфейсом значение нередко ухудшается при повышении частоты системной шины — SATA очень чувствителен к разгону.

#199 UltraDMA (Ultra ATA) CRC Error Count — число ошибок, возникающих при передаче данных по внешнему интерфейсу в режиме UltraDMA (нарушения целостности пакетов и т.п.). Рост этого атрибута свидетельствует о плохом (мятом, перекрученном) кабеле и плохих контактах. Также подобные ошибки появляются при разгоне шины PCI, сбоях питания, сильных электромагнитных наводках, а иногда и по вине драйвера.

#200 Write Error Rate/ Multi-Zone Error Rate — частота появления ошибок при записи данных. Показывает общее число ошибок записи на диск. Чем больше значение атрибута, тем хуже состояние поверхности и механики накопителя.

Как видим, большинство «интересных» атрибутов отражает функционирование механики накопителя. Технология SMART действительно позволяет предсказывать выход диска из строя в результате механических неисправностей, что, по статистике, составляет около 60% всех отказов. Полезен и мониторинг температур: перегрев головок резко ускоряет их деградацию, так что превышение опасного порога (45-55º в зависимости от модели) — сигнал срочно улучшить охлаждение диска.

Вместе с тем не следует переоценивать возможности SMART. Современные диски нередко «дохнут» на фоне отличных атрибутов, что связано с тонкими процессами дефект-менеджмента в условиях высокой плотности записи и не всегда, мягко говоря, качественных компонентов (разнобой в отдаче головок сегодня — обычное дело). Тем более SMART не способен предсказать последствия таких «форс-мажоров», как скачок напряжения, перегрев платы электроники или повреждение накопителя от удара.

Практически у всех атрибутов наибольший интерес представляет поле Raw Value: «сырые» значения наиболее информативны. Их нормировка (степень приближения к абстрактному порогу) часто ничего не дает и только запутывает дело. Поэтому и программы, полагающиеся на эти проценты, нельзя считать вполне надежными. Типичный случай для них — ложные тревоги. Программа сообщает, что новый, недавно установленный накопитель того и гляди «склеит ласты». А все дело в том, что в начале эксплуатации некоторые атрибуты SMART быстро меняются и примитивная экстраполяция приводит к пугающим пользователя прогнозам.

Я советую бесплатную программу HDDScan — она корректно понимает все атрибуты, в том числе и новые, правильно разбирает температурные показатели. Отчет выводится в виде аккуратной xml-таблицы с цветовой индикацией, которую можно сохранить или распечатать.

Крайне полезна у HDDScan возможность считывать SMART у внешних накопителей, столь распространенных сегодня. Практически ни одна другая программа этого не умеет, ведь на пути данных стоит контроллер, преобразующий интерфейс PATA/SATA в USB или FireWire. Автор целенаправленно работал в этом направлении, и ему удалось охватить широкий спектр контроллеров. Не забыты и диски с интерфейсом SCSI, до сих пор широко применяемые в серверах (атрибуты у них особые — например, выводится общее число записанных или считанных байтов за всю жизнь накопителя).

Функционал HDDScan полностью отвечает потребностям ремонтника. Когда первичную диагностику принесенного внешнего диска можно провести, не разбирая корпус, — это удобно, экономит время, а порой и сохраняет гарантию.

Барьеры HDD

Механика давно стала ахиллесовой пятой HDD, и даже не столько из-за чувствительности к ударам и вибрации (это еще можно компенсировать), сколько из-за медлительности. Самые быстрые «дерганья» блоком магнитных головок (2-3 мс у лучших серверных моделей) в тысячи раз уступают скоростям электроники.

И принципиально ничего тут не улучшишь. Поднимать скорость вращения пакета дисков некуда, 15000 об./мин уже предел. Японцы несколько лет назад подступались к 20000 об./мин (вполне гироскопная скорость), но в итоге отказались — не выдерживают материалы, конструкция получается слишком дорогая и для массового производства слабо пригодная. В малых же сериях винчестеры выйдут золотыми, такие никто не купит — это не гироскопы, которые заменить нечем.

Выходит, уткнулись в барьер. Механику на кривой козе не объедешь. Единственный выход — поднимать плотность записи, поперечную и продольную. Продольная плотность (вдоль дорожки) влияет на производительность накопителя, т.е. на поток данных к остальным узлам компьютера. Но все равно, даже достигнутые 100-130 Мбайт/с — это для нынешних компьютеров слишком мало. Например, рядовая оперативная память (DRAM) имеет реальную производительность около 3 Гбайт/с, а кеш процессора — еще больше. Разница на порядки, и она сильно сказывается на общем быстродействии. Конечно, никто не требует от энергонезависимого накопителя, емкость которого в сотни раз превышает DRAM, такой же производительности. Но даже простое удвоение было бы заметно любому пользователю.

Поперечная плотность записи — это густота дорожек на пластине, в современных HDD она превышает 10000 на 1 миллиметр. Получается, что сама дорожка имеет ширину менее 100 нм (между прочим, нанотехнологии в чистом виде). Это позволяет резко поднять емкость в расчете на одну поверхность, а также ускоряет позиционирование за счет изощренных алгоритмов (их разработка потянула бы на пару докторских диссертаций).

Как итог, за последние годы емкость и производительность HDD значительно выросли. Все это стало возможным благодаря технологии перпендикулярной записи, которая существует уже более 20 лет, но до массового внедрения дозрела только в 2007 году. Причем емкость тогда выросла даже сильнее, чем требуется: первые терабайтные диски встретили вялый отклик пользователей. Народ просто не понимал, куда приспособить таких монстров, тем более что они поначалу строились на пяти пластинах, были капризными, шумными и горячими (речь о тогдашних флагманах Hitachi).

Потом, конечно, люди разобрались, торренты заработали в полную силу, да и количество пластин поуменьшилось. В то же время плотность записи выросла до 500-750 Гбайт на пластину (имеются в виду диски настольного сегмента с форм-фактором 3,5″). Вот-вот в массовое производство пойдут терабайтные пластины, что даст возможность выпустить винчестеры объемом до 4 Тбайт (больше четырех пластин в стандартном корпусе высотой 26,1 мм не уместить; хитачевские пятипластинные первенцы большого развития не получили).

Увы, скорость позиционирования выросла, мягко говоря, несильно, а у массовых моделей так вообще осталась на прежнем уровне, а то и упала в угоду… тишине. Маркетологи доказали, что потребитель голосует кошельком за гигабайты в расчете на один доллар, а не за миллисекунды доступа. Поэтому и небыстры дешевые диски по сравнению с породистыми серверными собратьями. Медлительность хорошо проявляется в скорости загрузки ОС, когда надо читать с диска большое количество мелких файлов, разбросанных по пластинам. Здесь главную роль играет скорость вращения шпинделя и мощный привод БМГ, дающий возможность больших ускорений.

Между прочим, «быстрые» диски легко отличить даже на вес — они заметно тяжелее «медленных». Полноразмерная банка с утолщенными стенками, способствующая геометрической стабильности и подавлению вибраций, скоростной шпиндельный двигатель, мощные магниты позиционера, двухслойная крышка повышенной жесткости — все это прибавляет такому накопителю десятки и сотни граммов. Еще больше отрыв в серверных моделях на 15000 об./мин, где пластины уменьшенного размера окружены внушительным объемом литого алюминия, а общий вес «харда» доходит до килограмма.

С удешевлением твердотельных SSD, использующихся, в первую очередь, под операционную систему, нужда в высокопроизводительных HDD стала снижаться, а сами они постепенно выделяются в особый сегмент рынка (такова, например, «черная» серия у WD). Подобными дисками комплектуются профессиональные рабочие станции с ресурсоемкими приложениями, критичными к скорости доступа. Рядовые же пользователи брать достаточно дорогие накопители не торопятся, предпочитая объем производительности.

На другом конце спектра — популярные «зеленые» модели с намеренно замедленным вращением шпинделя (5400-5900 об./мин вместо 7200) и небыстрым позиционированием головок. Дешевые, тихие, холодные и достаточно надежные, эти винчестеры идеально подходят для хранения мультимедийных данных в домашних компьютерах, внешних корпусах и сетевых хранилищах. На наших прилавках все эти Green и LP сильно потеснили другие линейки, так что в мелких «точках» порой ничего больше и не найдешь.

Расточительность магнитной записи

Намагниченность доменов жесткого диска, как и в середине двадцатого века, меняют с помощью магнитной головки, поле которой возбуждается переменным электрическим током и действует на магнитный слой через зазор. Также эта технология требует быстрого вращения пластин, прецизионного контроля положения головки и т.д. Двигатель и позиционер жесткого диска, а также управляющая ими электроника потребляют заметную мощность, да и стоят немало. Но главное — на само возбуждение магнитного поля тратится очень много энергии.

Расточительность стандартного метода магнитной записи трудно оценить, работая на персональном компьютере. Жесткие диски массовых серий даже при активной работе потребляют менее 10 Вт, что на фоне прочих комплектующих (100 Вт и более) почти незаметно. Но ваши взгляды сразу переменятся после посещения серверной комнаты какого-нибудь крупного банка, а чтобы получить впечатлений на всю оставшуюся жизнь, достаточно подойти к дисковой стойке суперкомпьютера. В шуме сотен и тысяч жестких дисков, обдувающих их вентиляторов и прецизионных кондиционеров становится понятно, сколько энергии в глобальном масштабе тратится на такую работу.

Недаром для систем хранения данных энергоэффективность в списке характеристик выходит на первый план. Вот уже и Google переводит свои дата-центры на баржи в море (вот где настоящие офшоры!). Оказывается, охлаждение СХД забортной водой радикально сокращает операционные затраты, в первую очередь за счет экономии на кондиционерах.

О питании жестких дисков

Будет ли работать обычная 220-вольтовая лампочка от 230 В? Конечно, будет. А от 240 В? Тоже. Вопрос — сколько она протянет? Понятно, что меньше или существенно меньше — это зависит от конкретной лампочки. Ей суждена яркая, но короткая жизнь.

Примерно та же ситуация и с жесткими дисками. Наивные производители проектировали их, полагаясь на стандартные +5 В и +12 В. Однако в типичном компьютерном блоке питания (БП) стабилизируется лишь линия 5 В. К чему же это приводит?

При высокой нагрузке на процессор (а современные «камни» потребляют немало) и недостаточной мощности БП линия 5 В проседает, и система стабилизации отрабатывает это дело, повышая напряжение до номинального значения. Одновременно повышается и напряжение 12 В (из-за отсутствия стабилизации по нему). В результате и так нестойкий к нагреву HDD работает еще и при повышенном напряжении, которое подается на самые греющиеся узлы — микросхему управления двигателем (на жаргоне ремонтников — «крутилка») и привод головок (т.н. «звуковая катушка»). Итог — смотри рассуждение о лампочке.

Отсюда советы по блоку питания. Чем больше его мощность, тем лучше (в разумных пределах: запас более 30-35% по отношению к реальному потреблению снижает КПД блока, так что вы будете греть комнату). Менее мощный, но фирменный БП лучше более мощного, но безродно-китайского. Помните — разгоняют не только процессоры. В первом приближении, 420 «китайских» ватт эквивалентны 300 «правильным».

По-хорошему, надо бы еще учитывать возраст БП: после 2-3 лет эксплуатации его реальная мощность заметно снижается, а выходные напряжения дрейфуют. Разумеется, в некачественных изделиях, работающих на честном китайском слове, процессы старения выражены гораздо резче. Хорошо еще, если подобный блок тихо умрет сам, а не утащит за собой в агонии половину системного блока!

Максимально допустимым считается 12,6 В (+5% от номинала). Однако у многих дисков c ростом напряжения наблюдается нелинейно-резкий нагрев упомянутых выше узлов — «крутилки» и «катушки». Поэтому я рекомендую строже контролировать БП с помощью внешнего вольтметра (датчики на материнской плате, измеряющие напряжение для BIOS и программ типа AIDA, могут быть весьма неточны).

Измерять напряжение лучше всего на разъемах Molex и обязательно под полной нагрузкой: процессор занят вычислениями с плавающей точкой, видеокарта — выводом динамичной трехмерной графики, а диск — дефрагментацией. При 12,2-12,4 В стоит призадуматься, 12,4-12,6 В — поволноваться, 12,6-13 В — бить тревогу, а в случае 13 В и выше — копить деньги на новый диск или положить гарантийный талон на видное место…

Если напряжение по линии 12 В сильно завышено, а вы не боитесь паяльника и способны отличить транзистор от диода, то можете включить последний в разрыв питания HDD (напомню, линии 12 В соответствует желтый провод). Диод сыграет роль ограничителя — на его p-n переходе упадут «лишние» 0,2-0,7 В (в зависимости от типа диода), и диску станет полегче. Только диод надо брать достаточно мощный, чтобы он выдерживал пусковой ток в 2-3 А.

И без фанатизма: результирующее напряжение не должно опускаться ниже 11,7 В. В противном случае возможна неустойчивая работа диска (множественные рестарты) и даже порча данных. А некоторые модели (в частности, Seagate 7200.10 и 7200.11) могут вообще не запуститься.

Миграция с флеш

Память NAND Flash появилась много позднее, чем HDD, и переняла ряд его технологий — взять хотя бы коды ECC. Далее оба направления развивались параллельно и сравнительно независимо. Но в последнее время наметился и обратный процесс: миграция технологий с флеш-памяти на жесткие диски. Конкретно речь идет о выравнивании износа.

Как известно, любой флеш-чип имеет ограниченный ресурс по числу стираний-записей в одну ячейку. В какой-то момент стереть ее уже не удается, и она навсегда застывает с последним записанным значением. Поэтому контроллер считает количество записей в каждую страницу и в случае превышения копирует ее на менее изношенное место. В дальнейшем вся работа ведется с новым участком (этим заведует транслятор), а старая страница остается как есть и не используется. Данная технология получила название Wear Leveling. Так вот, износ есть и в жестких дисках, но там он механический и температурный. Если магнитная головка все время висит над одной дорожкой (скажем, постоянно изменяется тот или иной файл), то растет вероятность повреждения дорожки при случайных толчках или вибрации диска (например, от соседних накопителей в корзине). Головка может коснуться пластины и повредить магнитный слой со всеми вытекающими печальными последствиями. Даже если вредного контакта нет, неподвижная головка локально нагревается и пусть обратимо, но деградирует. Запись в данное место происходит менее надежно, растет вероятность последующего неустойчивого считывания (а при современных огромных плотностях записи любое отклонение параметров губительно).

Эти соображения достаточно очевидны, и прошивка серверных дисков с интерфейсом SCSI/SAS (а они весьма горячи) давно научилась перемещать головки в простое, дабы они не перегревались. Но еще лучше вместе с головкой «перебрасывать» и информацию по пластине — в этом случае описанные эффекты подавляются максимально, а надежность накопителя растет. Вот Western Digital и ввел подобный механизм в новых моделях VelociRaptor. Это дорогие высокопроизводительные диски со скоростью вращения шпинделя 10000 об./мин и пятилетней гарантией, так что Wear Leveling там уместен.

Кроме того, вся линейка VelociRaptor нацелена на использование в высоконагруженных системах, в первую очередь серверах, где запись на диск ведется очень интенсивно и зачастую в одни и те же файлы (типичный пример — логи транзакций). Массовым «ширпотребным» дискам высокие нагрузки не грозят, греются они тоже умеренно, так что подобный изыск там вряд ли появится. Впрочем, поживем — увидим.

Аdvanced Format и его применение

Вот уже более 20 лет все жесткие диски имеют одинаковый размер физического сектора: 512 байт. Это минимальная порция записи на диск, позволяющая гибко управлять распределением дискового пространства. Однако с ростом объема HDD все сильнее стали проявляться недостатки такого подхода — в первую очередь неэффективное использование емкости магнитной пластины, а также высокие накладные расходы при организации потока данных.

Поэтому диски большой емкости (терабайт и выше) стали производиться по технологии Advanced Format, которая оперирует «длинными» физическими секторами в 4096 байт. Разметка магнитных пластин под AF весьма выгодна для производителя: меньше межсекторных промежутков, выше полезная емкость дорожки и всей пластины (а это, наряду с магнитными головками, самый дорогой компонент HDD). Именно Advanced Format позволил выпустить на рынок недорогие винчестеры, столь популярные ныне у потребителей аудио- и видеоконтента. AF-дисками емкостью 1-3 Тбайт комплектуются не только компьютеры, но и масса внешних накопителей, сетевых хранилищ и медиаплееров.

Но даром ничего не дается, новые диски уже начинают приносить в ремонт. Похоже, надежность все-таки просела. Ведь единичный сбой диска или дефект поверхности портит теперь в 8 раз больше данных пользователя, чем обычно. При физическом секторе в 4 Кбайт и эмуляции «коротких» секторов в 512 байт не будет читаться от 1 до 8 секторов. Операционная система на это реагирует понятно как: авария, все пропало! В итоге мелкая проблема на пластинах вырастает для пользователя в зависание или чего еще хуже.

Я считаю, на дисках с AF не стоит держать ОС, прикладные программы и базы данных со множеством мелких файлов. Пока что их удел — мультимедийные данные, некритичные к выпадениям.

Что стоит почитать о жестких дисках

В первую очередь рекомендую заглянуть на форум HARDW.net. Его раздел «Накопители информации» посещает множество профессиональных ремонтников и энтузиастов (почти 40 тыс. участников). Там можно найти ответы практически по любой теме, связанной с HDD, за исключением самых новых «нераскопанных» моделей. Начните с подраздела «Песочница»: на простые (в понимании профессионалов) вопросы там отвечают подробно и содержательно, а не отшивают, как в других местах, — «несите к ремонтнику».

Еще больше информации, правда, на английском языке, можно найти на портале HDDGURU. Помимо ремонтно-диагностического ПО и статей по
отдельным вопросам (например, как поменять головки у диска), там есть международный форум ремонтников, а также огромный архив ресурсов по HDD (firmware, документация, фото и т.п.). Портал прививает широкий взгляд на вещи, он будет интересен подготовленным и мотивированным людям. Во всяком случае, в закрытых конференциях ремонтников ссылки на него пробегают постоянно.

0

2

Введение

Технология жёстких магнитных дисков (ЖД, англ. HDD) разменяла уже шестой десяток, но в отставку не собирается – поразительное долголетие для бурлящего компьютерного мира. Сам принцип записи, когда подвижная головка намагничивает домены на диске – вращающейся пластине с ферромагнитным покрытием, оказался исключительно технологичным, гибким и пригодным для массового производства. Таковое было успешно развёрнуто в последние десятилетия, и теперь без жёсткого диска, а то и нескольких, не обходится практически ни один компьютер.

Каждый день в мире продается почти полтора миллиона ЖД, на них строятся информационные системы любых масштабов – от Google до папки «Мои документы» в домашнем компьютере. Человечество успело
доверить дискам почти все свои данные (по некоторым оценкам, 92% информации сегодня хранится на ЖД). Понятно, что первое требование к таким накопителям – надёжность. В этой области достигнуты немалые успехи, хотя диск и остаётся самой ненадёжной частью компьютера.

Современные ЖД массовых моделей демонстрируют уровень отказов 1-2% в первый год эксплуатации, 3-4% во второй и 6-8% в третий. На четвёртом и пятом году вероятность выхода из строя повышается, но к этому моменту диск обычно морально устаревает и выводится из эксплуатации. Учитывая сложнейшую электронно-механическую конструкцию, далеко не идеальные условия работы и постоянно снижающуюся цену за гигабайт, подобные показатели вполне приемлемы.

Однако и в эти считанные проценты попадать никому не хочется. Ведь авария диска – это неизбежно сбой в работе и стресс для пользователя. Он вынужден обращаться в сервис-центр для замены диска по гарантии либо покупать новый диск, переписывать программы и данные (хотя бы и со своевременно сделанной резервной копии), а то и обращаться в специализированные фирмы по восстановлению информации. В любом случае владельца ждут потери времени, нервов и денег.

Данная статья как раз и написана, чтобы помочь минимизировать подобные потери. Мы расскажем, каким опасностям подвержен жёсткий диск на каждом этапе его жизненного цикла, и какие профилактические меры следует предпринимать, чтобы снять или ослабить угрозы.

Внимание будет обращено на подводные камни и тонкости обращения с ЖД, которые хорошо известны специалистам-ремонтникам, но недостаточно учитываются рядовыми пользователями. Только осознанный подход к эксплуатации ЖД позволяет максимально продлить ему жизнь, а в случае неполадок – распознать их и верно отреагировать.
1. Выбор и покупка

Часто можно слышать вопрос, какая марка жёстких дисков лучше и надёжнее, и чему отдать предпочтение при покупке. На него нельзя ответить однозначно. Длительная конкуренция и близкие технологии привели к тому, что все оставшиеся на рынке производители (а их можно пересчитать по пальцам) достигли примерно равного уровня качества.

Под одной и той же маркой сегодня можно найти модели различного назначения, разных ценовых категорий и, соответственно, неодинаковой производительности и надёжности. Каждый сегмент рынка выдвигает на первый план те или иные требования к ЖД, и разработчики стремятся их удовлетворить. Диски различаются и по второстепенным (но для кого-то важным) параметрам, вроде ударостойкости или уровня шума.

Обо всём этом подробно написано на сайтах производителей в разделе технических характеристик продукции. На выбор модели, таким образом, влияют прежде всего потребности и финансовые возможности покупателя. Мы же привлечём его внимание к менее очевидным аспектам.
1.1. Классификация

Отличительная и неустранимая особенность жёстких дисков как класса оборудования – разброс индивидуальных характеристик. Не существует двух абсолютно одинаковых накопителей. Сошедшие с одного и того же конвейера экземпляры могут заметно различаться по шуму, нагреву и даже производительности, что обусловлено случайными отклонениями в качестве комплектующих и сборки.

В первую очередь влияет механика: магнитные головки, пластины, двигатели и т.п. на сборочную фабрику поступают уже со значительным разбросом параметров. В ходе технологического процесса (а сборка преимущественно ручная, с многоступенчатым контролем) одни разбросы нивелируются, зато другие добавляются, и всё это дает в итоге довольно пёструю картину. Таковы издержки массового производства сложной продукции.

Чтобы сделать состав партий ЖД более однородным, все готовые накопители после выходного тестирования подразделяются на три класса (grade) – A, B и C. Можно сказать, что это высший, первый и второй сорт по принятой ранее классификации.

В класс А включаются отборные экземпляры со стабильными и наиболее высокими характеристиками, порой превосходящими заявленные в спецификации. Производительность у них максимальная, уровень отказов низок, а заводская гарантия может быть продлённой. Цена же сравнительно высока.

Такие диски, как правило, не поступают в свободную продажу, а передаются в рамках долгосрочных контрактов наиболее крупным компьютерным фирмам, для комплектации «брэндовых» машин. Нередко эти фирмы проводят собственное расширенное тестирование, после чего даже перемаркируют диски в своей номенклатуре (для серверного сегмента это вообще обычное дело, равно как и модификация микропрограммы).

Класс В предназначен для рынков развитых стран (Северная Америка, Западная Европа, Япония и некоторые страны Юго-Восточной Азии). Диски этого класса не имеют замечаний при тестировании, однородны по качеству и часто продаются в коробочной упаковке наподобие видеокарт. Помимо самого накопителя, в комплект входят руководство по установке, CD с фирменными утилитами и крепёж; покупатель доплачивает за это $20-30. Для дисков справедливы все спецификации, заявленные производителем, а продажная цена близка к рекомендованной.

В класс С включены, как легко понять, все остальные диски. Они поступают на развивающиеся рынки, не имеющие пока большого значения в мировом масштабе, и чувствительные к цене. Таковым является и российский рынок: практически все ЖД, которые можно встретить у нас в продаже, относятся к классу С.

Покупателя такие изделия радуют дешевизной, однако их качество менее стабильное, в частности, сюда включаются урезанные экземпляры (если при тестировании выявляются дефекты по той или иной головке, то она программно отключается с уменьшением ёмкости). Также в класс C попадают ЖД, которые прошли технологический контроль «на троечку» – с теми или иными отклонениями (в их числе замедленное позиционирование, меньшая температурная стабильность, повышенный уровень внутренней коррекции данных и т.п.).

Понятно, что уровень сбоев и отказов в классе С несколько выше, а средний срок жизни – меньше. Ряд второстепенных характеристик, прежде всего шум и нагрев, могут быть хуже заявленных; наблюдается и повышенная чувствительность к условиям эксплуатации. Вместе с тем, эти диски вполне пригодны для эксплуатации, и на них действует стандартная гарантия производителя (впрочем, нередко уменьшаемая неавторизованными продавцами).
1.2. Где и как покупать

При выборе места покупки дисков применимы все правила приобретения сложно-технических товаров. Надо позаботиться о гарантии продавца на полный срок, установленный производителем (обычно 3 или 5 лет), и убедиться, что фирма легально зарегистрирована, имеет постоянный торговый зал и гарантийный отдел с компетентными специалистами.

Продажа бывших в употреблении или восстановленных ЖД под видом новых сейчас встречается нечасто, но на это стоит обратить внимание, особенно на рынках и в других сомнительных местах. Практически всегда диски продаются в технологической, или OEM-упаковке, без документации и пр. Ведь формально это не законченный продукт, а комплектующее изделие, т.е. сборочный узел компьютера, предназначенный для использования квалифицированным персоналом. Так что по бумагам разобраться не получится, и нужно обследовать сам диск.

Признаки нового изделия:

    фабрично запечатанный антистатический пакет. Никакого скотча! Однако могут иметься вырезы, сделанные для считывания штрих-кодов с этикетки и размещения гарантийной наклейки;
    дата производства в пределах трех месяцев до даты продажи. Иногда точная дата отсутствует, например, Seagate приводит пятизначный Date Code, где только первые две цифры общепонятны и означают год выпуска;
    у дисков SATA – отсутствие на плоских контактах следов подключения (потёртостей и микроцарапин). Их удобно искать с лупой;
    близкое к нулю значение атрибута SMART #9 PowerOn Hours Count. Правда, этот критерий не слишком практичен: до покупки проверить SMART сложно (требуется компьютер с диагностической программой), а позже вернуть диск «с пробегом» вряд ли удастся, если он в остальном исправен. Кроме того, при сколь-нибудь квалифицированном ремонте все подобные счётчики сбрасываются.

Также наводят на подозрение следы предыдущей эксплуатации: царапины и потёртости в местах крепления (обычно по бокам), пыль в углублениях и т.п.

Уделите внимание гарантийному талону и приведенным на нём условиям гарантии. В талон должны быть вписаны марка, точная модель и серийный номер ЖД (проверяйте каждый символ, это не обязательно цифры), а также дата продажи и координаты сервисного центра. Обязательна печать фирмы и подпись выдавшего лица; нередко требуется и подпись покупателя («с условиями гарантийного соглашения ознакомлен»).

Как правило, основанием для отказа в гарантии могут стать любые видимые повреждения диска, включая царапины и вмятины на корпусе, нарушения целостности этикетки и пломбировочных наклеек, сбитые и прогоревшие радиоэлементы на плате и т.п. Даже крошечные царапины на винтах, крепящих плату, могут быть расценены как «признаки ремонта неуполномоченными лицами». Поэтому рекомендуем ДО оплаты внимательно проверить внешний вид приобретаемого экземпляра, особенно со стороны платы электроники и боковин корпуса (там чаще встречаются следы ударов и другие повреждения, полученные при перевозках и складировании).

Также ясна необходимость бережного обращения с дисками, по крайней мере, в течение гарантийного срока. Зачастую он превышает срок морального старения накопителя, так что многие ЖД списываются или поступают на вторичный рынок с ещё действующей гарантией.

Важно отметить, что гарантийные обязательства в конечном счете несёт производитель, а не продавец. Вы не останетесь один на один с проблемой, даже если гарантийный талон потерян. Неисправный диск можно обменять или отремонтировать через дистрибьютора, если проверка по серийному номеру подтвердит, что накопитель был законно ввезён в страну (серый импорт, естественно, не рассматривается). При этом гарантийный срок исчисляется с момента производства.

Многие производители предлагают онлайновую проверку гарантии. Заполнив форму на официальном сайте (модель, серийный номер, страна), можно узнать статус конкретного экземпляра ЖД. Обменом ведает представительство, которого в РФ может и не быть – тогда придётся отсылать диск за границу. По некоторым данным, в Москве реально обмениваются диски Hitachi и Samsung, ситуация с остальными марками требует уточнений.
1.3. Выбор модели

В первую очередь нужно выбрать интерфейс. Для ЖД потребительского сегмента сейчас актуальны параллельный UltraATA или Parallel ATA (PATA, другое и неточное название IDE), и последовательный Serial ATA (SATA) стандарты. Интерфейсы SCSI, SAS, FibreChannel и прочая экзотика применяются почти исключительно в серверах и системах хранения данных, и здесь не рассматриваются.

Большинство материнских плат для настольных компьютеров поддерживают как PATA так и SATA, количество портов каждого вида может меняться от платы к плате (часто 1-2 PATA+4 SATA). С 2007 года взят курс на изживание PATA как устаревшего, медленного и дорогого в реализации интерфейса, так что разумно ориентироваться на покупку дисков SATA, тем более что новые модели теперь появляются именно в этом исполнении.

Если требуется купить ноутбучный диск, то проблема выбора интерфейса снимается: все известные ноутбуки поддерживают либо PATA, либо SATA (в числе последних почти все новые модели).

Рекомендации по выбору производителя ЖД априори дать затруднительно, ведь он во многом зависит от приоритетов пользователя и ситуации на локальном рынке (не все модели могут быть доступны). Кроме того, у каждой компании случаются как удачные разработки, так и провалы. Производственная программа обновляется минимум дважды в год, уже выпущенные модели постоянно дорабатываются, так что ситуация быстро меняется и советы устаревают.

В целом, сильно упрощая, можно сказать, что Seagate делает скоростные диски, Hitachi-тихие, Samsung-ударостойкие, у Western Digital есть как сбалансированные, так и уникальные модели, например высокоскоростной Raptor. В ноутбучном сегменте традиционно лидируют японские компании (Toshiba, Hitachi, Fujitsu), их догоняют Seagate, Samsung и WD.

Дадим несколько советов по выбору ЖД с точки зрения надёжности.

Во-первых, без большой необходимости не стоит брать самую последнюю модель, только что вышедшую на рынок. Производители в наше время не могут позволить себе долгую тщательную доводку, поэтому новинки зачастую содержат непроверенные решения в конструкции и микропрограмме, а главное – бывают нестабильны по качеству. Наблюдается заметный разброс характеристик в разных партиях, нередки и случаи прямого брака. Разумнее присмотреться к тем моделям, которые выпускаются хотя бы 4-5 месяцев и уже отработаны в производстве (к тому же и цены на них успели снизиться).

Во-вторых, следует выбрать модельный ряд, подходящий по характеристикам (производительность, нагрев, шум, ударостойкость и т.п.) под требования конкретного рабочего места. Большинство производителей, стремясь охватить все сегменты рынка, выпустили специализированные семейства, оптимизированные по определённым параметрам за счёт остальных.

Так, существуют ЖД для видеорекордеров и других бытовых устройств, которые не отличаются быстрым доступом (скорость вращения шпинделя 5400 об./мин), но зато практически не шумят и не требуют охлаждения в тесном корпусе. На другом конце спектра – диски 7200 об./мин с мощным приводом блока магнитных головок (БМГ) и алгоритмами упреждающего чтения, «заточенные» под размещение баз данных и системных файлов ОС, и упомянутые WD Raptor 10000 об./мин с практически серверной производительностью.

Имеют значение и предполагаемые условия эксплуатации. Диски форм-фактора 3.5” рассчитаны на стационарную работу в типовом офисе; для портативных моделей 2.5” допуски несколько шире. Чем быстрее и вместительнее накопитель, тем обычно требовательнее он к температуре, вибрации и другим параметрам окружающей среды.

Соответствующие пункты спецификации – отнюдь не формальность. Работа в неподходящих условиях резко сокращает ресурс ЖД и неизбежно приводит к отказам. Это хорошо известно ремонтникам: домашний компьютер на сабвуфере, видеорегистратор в курилке, ноутбук в высокогорной экспедиции – реальные случаи из их практики.

С недавнего времени выпускаются автомобильные жёсткие диски 2.5”, стойкие к ударам и вибрации, выдерживающие температуры от -30º до +85º и высоты над уровнем моря от -300 до 5000 м. Примером являются модели Hitachi Endurastar. Как гласит реклама, «они работают во всех местах, где в мире проложены дороги». Диски ориентированы на применение в составе бортовых систем автомобилей (навигационных, диагностических и развлекательных), но их можно смело ставить в любые портативные устройства. Правда, надёжность – вещь недешёвая: при скромной ёмкости 20-50 Гб новинки почти втрое дороже обычного. К тому же большая часть выпуска поступает на автозаводы, и розничные продажи ограничены.

К сожалению, при бытующей на нашем рынке продаже в OEM-упаковке, диски разного назначения зачастую не имеют никаких опознавательных признаков. Поэтому стоит заранее уточнить подходящие семейства и модели, пользуясь информацией с сайтов производителей. Полезные консультации можно получить и в компьютерных фирмах торгующих широким ассортиментом. Советы мелких продавцов не всегда объективны, поскольку продиктованы их желанием сбыть наличный запас.

В-третьих, надо выбрать ёмкость ЖД, исходя из своих текущих и перспективных потребностей. Сейчас уже не найти диски меньше 80 Гб, но и такую ёмкость брать не стоит: часто это залежавшийся старый выпуск либо урезанный вариант старшей модели, т.е. в некотором смысле заводская отбраковка.

Под размещение операционной системы и прикладных программ лучше других подходят диски 120-250 Гб 7200 об/мин, они в новых линейках имеют однопластинную конструкцию, что снижает шум и нагрев и повышает надёжность механики. За счёт меньшей инерции снижается стартовый ток двигателя – это облегчает жизнь электронике. Стоит выбирать модели с наибольшим объёмом кэш-памяти (8 или 16 Мб), хотя на практике рост производительности от этого не столь ощутим.

По некоторым данным, диски 120 Гб показывают наименьший процент отказов за первые два года эксплуатации (в сравнении с моделями как большей, так и меньшей ёмкости). Другими словами, их конструкция наиболее отработана. «Стодвадцатками» выгодно комплектовать офисные компьютеры: ёмкости с запасом хватает для выполнения служебных задач, проблемы в эксплуатации редки, а в случае аварии восстановить данные можно будет быстрее и дешевле, чем для старших моделей.

Если планируется хранить значительный объём баз данных, игровых или мультимедийных файлов, то стоит рассмотреть двухпластинные ЖД ёмкостью 320-400 Гб, для совместного размещения ОС и данных. Однако будет практичнее, если позволяет бюджет, отвести под такие файлы отдельный накопитель достаточного объёма, вплоть до 500 Гб (более высокие ёмкости обойдутся непропорционально дорого и капризны в эксплуатации). Это ускоряет доступ к данным, снижает нагрузку на каждый из двух дисков и продлевает им жизнь. Кроме того, упрощаются восстановительные работы при мелких сбоях и облегчается будущий апгрейд.
1.4. Транспортировка

Среди всех изделий современного массового производства нет других столь же прецизионных приборов, как жесткие диски. Поэтому они требуют крайне бережного обращения при хранении, и особенно при перевозке. Любые сильные ускорения (вибрация, удары, падения) для ЖД опасны, поскольку могут нарушить сбалансированную до долей микрона механику.

Какие бы внушительные цифры выдерживаемого удара в сотни “g” ни приводились в спецификациях, не стоит доверять им безоглядно. В условиях острой конкуренции производители стремятся заявлять всё более высокие значения, а для этого производят замеры наиболее выгодным для себя способом, порой имеющим мало общего с реальностью.

Например, диск может хорошо выдерживать падение на плоскость крышки, и эти оптимистические данные заносятся в спецификации. Но в жизни гораздо чаще встречается падение на угол, а здесь результат может быть плачевным: механика если не умрёт сразу (заклинит подшипник, или головки соскочат с места парковки и повредятся), то от инерции пластин сместится ось шпинделя, пусть даже на считанные микроны. Это породит вибрации, диск начнёт шуметь и быстро выйдет из строя.

Опасны не только падения, но даже просто толчки в неудачном направлении. Причём последствия могут выявиться не сразу, а спустя значительное время, вплоть до нескольких месяцев. Современные ЖД обладают развитыми следящими и компенсирующими системами, и первое время справляются с разбалансировкой механики. Но всему приходит конец…

Поэтому необходимо подстраховаться и тщательно упаковать перевозимый диск. Первым слоем должен всегда идти антистатический пакет: электроника ЖД чувствительна к разрядам статики, это особенно актуально зимой с её сухим воздухом и шерстяной одеждой. Внутри пакета должен находиться влагопоглотитель (силикагель), он предохраняет от конденсата. Далее – защита от ударов. Рекомендуем плотный поролон толщиной 1.5-2 см со всех сторон, или аналогичный конверт из пузырчатой пленки.

Рифлёные пластиковые коробочки типа Seashell (изобретатель Seagate) удобны в эксплуатации и действительно обладают противоударными свойствами, хотя в рекламные цифры защиты до 1000g верится с трудом (это соответствует падению на бетон с более чем метровой высоты). Однако практика показала их недостаточную надёжность в тяжёлых условиях. Советуем дополнительно обернуть бокс амортизирующим материалом или поместить внутрь жёсткой сумки или портфеля.

Небезопасно для ЖД перевозить настольный компьютер в сборе, поскольку внутренней амортизации там чаще всего не предусмотрено, а громоздкий корпус сложно защитить от ударов. Диск может серьёзно повредиться, даже если системный блок просто завалится набок. Поэтому желательно обложить корпус пенопластом или гофрокартоном и держать в руках, а в транспорте класть широкой стороной на сиденье.

В холодное время года после доставки обязательна акклиматизация ЖД – выдерживание при комнатной температуре в транспортной упаковке. Это стандартное требование для любой аппаратуры, но специфика ЖД требует отнестись к температурным перепадам особенно внимательно. Прецизионной механике «показан» равномерный прогрев всех частей, а в такое состояние сложная конструкция приходит достаточно медленно.

Рекомендуемое время акклиматизации – от 12 часов (при начальной температуре накопителя -1º) до 20 часов (при -25º). В экстренных случаях выдержку допустимо сократить до 3-4 часов, но тогда диск после включения должен некоторое время поработать вхолостую (без обмена данными), чтобы окончательно прогреться. Преждевременное включение чревато фатальной поломкой: конденсат на плате может вызвать замыкание, а непрогретые подшипники рискуют заклинить, либо повредить плату из-за высокого стартового тока, требуемого для раскрутки вязкого шпинделя.

Иногда простые решения – самые эффективные. Если положить накопитель в карман одежды, то он будет защищён и от мороза, и от ударов. Транспортировка на себе особенно удобна для ноутбучных дисков, но и модели 3.5″ часто проходят по габаритам. Конечно, карман – не контейнер, так что осторожность на предмет наклонов не помешает.

В дороге на диск могут повлиять внешние электромагнитные поля (ЭМП). Хотя металл корпуса в определенной мере защищает пластины от перемагничивания, сильные ЭМП могут исказить данные или даже вывести диск из строя. Чаще всего такие поля наблюдаются вблизи мощного электродвигателя или трансформатора, поэтому при перевозках ЖД следует избегать подобного соседства.

Небезопасен, например, электротранспорт на уровне пола, и багажное оборудование в аэропортах (транспортёры, электрокары). Если диск находится внутри более крупной упаковки – системного блока, коробки, сумки и т.п., от поверхности которой его отделяют хотя бы 10-15 см, то упомянутые ситуации ему практически не страшны. Речь, конечно, не идет об особо сильных ЭМП, встречающихся в промышленности, военной и медицинской аппаратуре.

В заключение отметим, что длинный путь от завода-изготовителя где-нибудь в Юго-Восточной Азии до прилавка розничного продавца включает множество перевалок и складирований. Повреждения дисков при этом вполне возможны и, к сожалению, покупателем не контролируются. Так, несколько лет назад получил известность случай, когда контейнер с дисками Maxtor был уронен в порту. Тысячи проданных дисков из этой партии преждевременно вышли из строя, породив у отечественных компьютерщиков недоверие ко всей продукции этой фирмы (впрочем, уже несуществующей).

0

3

2. Установка

Итак, жёсткий диск выбран, куплен и доставлен на рабочее место. Будем рассматривать наиболее частый случай, а именно установку диска форм-фактора 3.5” в системный блок (СБ) настольного компьютера. Другие ситуации – установка ЖД в ноутбук, сервер, внешний корпус, мобильное устройство и т.п. – рядового пользователя касаются меньше, это поле деятельности профессионалов. Тем не менее, многие советы применимы и там.

Мы не будем касаться программных аспектов установки (настройка параметров BIOS, создание дисковых разделов и т.п.), а сосредоточимся на обеспечении физической надёжности функционирования ЖД. Эти моменты, как представляется, освещены не так полно, несмотря на обилие подводных камней.
2.1. Рабочее место

Главное в установке – аккуратность, осмотрительность и плавные движения. Как бы производители ни маскировали механическую природу ЖД, она никуда не девается, что, вместе с наличием высокоинтегрированной электроники, предопределяет основные уязвимости. Диску в процессе монтажа угрожают статическое электричество, острые предметы, удары, вибрация, механические напряжения.

Перед началом установки следует полностью обесточить системный блок, снять с него все крышки и разместить на устойчивом, хорошо освещенном и достаточно просторном столе, чтобы посадочные места под ЖД были доступны со всех сторон. Работать в неудобном положении, в темноте и тесноте (например, под столом) крайне нежелательно, а для малоопытных пользователей – недопустимо.

Поскольку электроника ЖД чувствительна к статике, нужно, строго говоря, антистатическое рабочее место: проводящее покрытие стола и пола, неэлектризующаяся одежда, заземлённый браслет на руке и т.п. Все эти условия выполняются, пожалуй, лишь в сервис-центрах, но простейшие меры предосторожности доступны каждому.

Подойдя к столу, прикоснитесь рукой к заземленному предмету или неокрашенной металлической части оборудования (например, задней панели СБ). Повторяйте разрядку время от времени в ходе работы. Вынимайте диск из антистатической упаковки непосредственно перед монтажом, держите его за боковые грани, по возможности не касаясь платы электроники и разъёмов. Неплохим подручным средством может служить упаковочный гофрокартон: его листы на столе поглощают случайные удары, а естественная влажность позволяет стекать зарядам.
2.2. Расположение

Что касается расположения ЖД внутри системного блока, то по заверениям производителей оно не влияет на функционирование. Единственное ограничение – отклонение от вертикали либо горизонтали не должно превышать 5º, проще говоря, работающий диск должен лежать или стоять ровно, прислонять его к стенкам недопустимо. Тем самым, имеется три возможных варианта ориентации ЖД: два горизонтальных и один вертикальный (какая именно из боковых граней устройства при этом находится сверху, мы считаем несущественным).

Однако эти варианты неравноценны с точки зрения пассивного охлаждения. Чаще всего диск размещается горизонтально платой электроники вниз. Именно в таком положении производятся заводская разметка и тестирование, так что сформированные при этом адаптивы (тонкие настройки микропрограммы) обеспечивают наибольшую производительность накопителя.

Механическая часть ЖД (так называемый гермоблок, он же банка) хорошо охлаждается за счет конвекции от крышки. Вместе с тем, плата электроники почти лишена конвекции и легче выходит из строя вследствие перегрева нагруженных деталей. Чаще других выгорает микросхема управления двигателем.

Противоположное расположение, электроникой вверх, неблагоприятно уже для механики: конвекция значительно ослабляется, температуры внутри банки выше, и их распределение по объёму отличается от заводского, особенно в случае многопластинных конструкций. Это некритично для работы накопителя, однако может отразиться на скорости позиционирования и снизить ресурс механики. Кроме того, подшипник шпинделя оказывается сверху, из него со временем может вытекать смазка и продукты износа и портить ближайшую пластину и головку. Явление это не столь частое, но ремонтники с ним знакомы.

Если на устанавливаемый ЖД предполагается значительная нагрузка, то подобного расположения лучше избегать. Вместе с тем бывает разумно перевернуть диск из проблемной по электронике серии, когда ставится задача продлить его спокойную офисную эксплуатацию без дополнительного обдува.

Третье возможное расположение – вертикальное, оно благоприятно для охлаждения как механики, так и электроники, поскольку суммарная конвекция усиливается примерно в полтора раза и снижается градиент температур по объему банки. Возможные проблемы, типа радиальной нагрузки на подшипник, диску на самом деле не угрожают и ресурс не снижают. Это подтверждается тем, что многие компьютеры и серверы известных марок имеют вертикальные отсеки для своих дисков. Правда, в обычных корпусах такое крепление встречается реже.
2.3. Монтаж

Системный блок обычно имеет несколько посадочных мест для жёстких дисков, выполненных в виде полочек, съёмных или поворотных корзин. Выбирать нужно наиболее прохладное место, подальше от других источников тепла (в корпусе типа башня оно находится спереди и снизу), но так, чтобы интерфейсный шлейф и кабель питания можно было дотянуть свободно и без изломов.

С каждой стороны от нового устройства должно быть не менее 2.5-3 см свободного пространства, чтобы оставалась возможность пассивного охлаждения (исключение – обдув корзины специальным вентилятором). Размещение диска вплотную к флоппи-дисководу, приводу CD/DVD, а особенно к другому ЖД – верный путь к перегреву и сбоям.

Заметим, что диски форм-фактора 3.5″ имеют стандартные размеры 101.6*26.1*146.99 мм, так что на самом деле их ширина равна 4 дюймам. Устоявшееся название, скорее всего, происходит от отсека, изначально предназначенного для флоппи-дисковода (у дискет 3.5″ именно такая ширина).

Непосредственно крепление диска производится с помощью четырёх винтов или двух салазок – это определяется конструкцией корзины. Салазки (раньше металлические, сейчас чаще пластмассовые) привинчиваются к боковинам диска и далее вставляются в направляющие корзины до срабатывания защёлки. Они удобны для монтажа/демонтажа ЖД без инструмента, обеспечивают некоторую виброизоляцию, но одновременно блокируют отвод тепла через стенки корзины. Последний играет существенную роль в охлаждении диска, поэтому в большинстве случаев необходим принудительный обдув (подробнее см. п.3.2).

Винты – самый простой способ монтажа. Но и здесь есть свои тонкости. Прежде всего, обязательны 4 точки крепления, причем симметрично расположенные. В каждом ЖД 3.5” имеется 10 крепежных отверстий с резьбой (6 боковых и 4 донных), лучше всего выбрать 4 боковых ближе к краям. Облегчённые варианты крепления, на двух или трёх винтах – категорически недопустимы, в первую очередь из-за вибрации незакрепленного края.

Винты должны быть достаточно короткими, чтобы торец не выступал из резьбового отверстия. В противном случае возможен распор в банку и вредные напряжения. Оптимальный винт имеет длину 4-5 мм и плоскую широкую головку под крест.

Закручивать винты нужно плотно, чтобы избежать вибрации, но и не слишком сильно. Чрезмерные усилия приведут к тому, что короткая (2-3 нитки) резьба в мягком алюминии сорвётся, и придётся задействовать последнюю оставшуюся пару отверстий. Советуем использовать отвёртку с узкой рукояткой, не позволяющей развить большой момент. Намагниченный инструмент удобен в работе (можно действовать одной рукой, в то время как другая удерживает диск), но требует некоторой осторожности.

Монтаж ЖД имеет и другие узкие места. Следует обратить внимание на крышку гермоблока, плату электроники и герметизирующие элементы.

Крышка – достаточно уязвимое место, при сильном давлении на нее может нарушиться герметизация, центровка привода БМГ и аэродинамика верхней головки. Удары, оставляющие вмятины на крышке, с большой вероятностью убивают весь диск. Особенно такому риску подвержены модели из бюджетных линеек, в которых толщина и жёсткость крышки уменьшены.

Электроника также нуждается в механической защите, с этой целью боковые стенки банки всегда имеют высоту бОльшую, чем детали на плате. Это предохраняет от поломок и замыканий в случае размещения диска на плоской поверхности (например, днище корзины). Некоторые модели даже снабжены резиновыми ножками для лучшей амортизации. Тем не менее, не рекомендуем класть диск на голый металл без изолирующей прокладки, хотя бы листка бумаги: малозаметные неровности могут замкнуть детали платы на корпус и вывести её из строя.

Однако небрежное обращение с ЖД, монтаж с перекосами, заусенцы внутри корпуса всё же способны механически повредить плату. В таких случаях отрываются или разрушаются наиболее габаритные и хрупкие детали: катушки индуктивности, конденсаторы, реже диоды и транзисторные сборки. После этого диск обычно не работает, а о гарантии можно забыть. К счастью, ремонт не представляет для специалиста особых сложностей.

Герметичность банки (относительную, в любом ЖД имеется воздушный канал для выравнивания давления) поддерживают два конструктивных элемента: эластичная прокладка под крышкой и наклейка из фольги на боковой стенке, закрывающая технологическое отверстие (через него внешний серворайтер производит первичную разметку пластин). При неаккуратном монтаже, особенно с приложением излишних усилий, есть опасность повредить эти элементы острыми ребрами корзины, отогнутыми в виде полочек, задеть винтами или жалом отвертки.

В подобных случаях диск, что называется, не жилец. Фатальны даже малозаметные булавочные уколы. В разгерметизированную банку при работе попадает внешний воздух, пыль осаждается на пластины, и накопитель выходит из строя через считанные дни, а то и часы. Внешне это выглядит как замедление работы, а потом лавинообразный рост дефектов. Такой диск остаётся только выбросить, поскольку по гарантии его не примут, а ремонт невозможен.

Устройство можно спасти, только если повреждение сразу замечено и устранено ДО первого включения. Фольгу, например, можно заклеить скотчем, а прокладку обработать силиконовым герметиком (о гарантии, конечно, придётся забыть).

Наконец, сам корпус системного блока может доставить неожиданные проблемы, если он низкого качества. Для подобных дешёвых изделий - «консервных банок» характерен тонкий металл (0.6 мм) и необработанные острые края, корзины там изготовлены неточно и легко деформируются в силу общей нежёсткости. Диск монтируется порой с немалыми усилиями, его банка царапается, стирается краска, особенно на боковых гранях и углах.

Это не влияет на работоспособность ЖД, но может вызвать проблемы в гарантийном отделе, если в будущем придется туда обратиться. Некоторые торговцы ищут любой повод, чтобы отказать в гарантии, и приравнивают царапины к механическим повреждениям. Поэтому качественный корпус из стали толщиной 0.8 мм, а лучше 1.0 мм, с усиливающими элементами и завальцованными краями – залог сохранности как самого накопителя, так и его гарантии.
2.4. Подключение кабелей

После того, как жёсткий диск установлен и закреплен, следует подсоединить к нему кабель питания и интерфейсный шлейф. На этом этапе открывается большой простор для ошибок. :)
2.4.1. Кабель питания

Диски 3.5” с параллельным интерфейсом имеют традиционный 4-контактный разъем со скошенными гранями типа Molex (к нему подводятся напряжения 5 и 12 В), а диски Serial ATA – 15-контактный разъем SATA с Г-образным ключом (подводятся напряжения 3.3, 5 и 12 В). Современные блоки питания уже имеют разъем SATA, правда часто всего один, а для более старых блоков или для дополнительных дисков придется использовать переходник Molex-SATA.

Некоторые диски SATA оснащены разъёмами обоих типов, однако задействовать разрешается только один из них. При одновременном подключении двух кабелей питания диск может выйти из строя, об этом предупреждает надпись на этикетке. Выяснять её обоснованность – себе дороже. По сообщениям пользователей, ряд моделей нормально работает при двойном подключении, важно лишь, чтобы оба кабеля питания приходили с одного и того же блока.

ЖД следует всегда подключать к той ветке питания, на которой нет других значимых потребителей, и сажать на ближний к блоку питания разъем (насколько хватает длины кабеля). Это минимизирует падение напряжения на проводах и тем самым стабилизирует работу диска.

Той же цели служит обжатие контактов Molex пинцетом или острогубцами. Дело в том, что разъём оказался ненадёжным в эксплуатации, с малым коммутационным ресурсом. Уже после 5-6 подключений разрезные гильзы расшатываются, их прижимная сила ослабевает. Серебряное покрытие истирается и чернеет, это особенно заметно в городском воздухе с его агрессивными примесями.

В результате переходное сопротивление становится ощутимым, а в тяжелых случаях и критическим. Падение напряжения на контактах, наиболее сильное в момент старта двигателя, иногда приводит к тому, что диск не может набрать полной скорости, периодически щёлкает головками и не определяется в BIOS. Пользователи часто относят такое поведение на счет неисправности диска, тогда как вся проблема в контактах питания.

Для новых разъемов Molex подобная процедура необязательна, но в любом случае нужно следить за усилием подключения. Разъём должен садиться на вилку ЖД достаточно туго, чтобы рассоединить их можно было только за 3-4 покачивающих движения. В некоторых моделях дисков PATA штырьки питания тоньше стандарта, так что обжатие гильз может потребоваться и по этой причине.

В свете описанных предосторожностей, следует избегать использования всяческих разветвителей и удлинителей питания, тем более что они часто бывают низкого качества (контактные гильзы не из посеребрённой латуни, а из обычной жести, плохо заделанные провода малого сечения и т.п.). Если же штатных молексов не хватает, и без разветвителей не обойтись, надо аккуратно обжать все гильзы и в идеале пропаять их соединения с проводами. Доработанные конструкции работают вполне надёжно, если не делать частых перекоммутаций.

Некоторые вентиляторы в системном блоке могут иметь проходные колодки Molex (вилка и розетка в одном литом корпусе). Подключать их к ЖД крайне не рекомендуется: к удвоенным контактным проблемам добавляется повышенная нагрузка на линию 12 В.

Скошенные грани разъема Molex, по идее, препятствуют ошибочному подключению. Однако встречаются неточно изготовленные колодки из мягкого пластика, и невнимательный (но физически сильный) сборщик вполне может вдавить её в гнездо вверх ногами. Такой диск сгорит при первом же включении, поскольку вместо 5 В на сигнальные цепи пойдёт 12 В.

Особо одарённые пользователи умудряются даже воткнуть Molex в интерфейсный разъем диска, отчего как минимум гнутся штырьки, а при подаче питания вылетает процессор на плате. Если вы новичок в сборке – не поленитесь осмотреть разъёмы и гнёзда на предмет их взаимного расположения. В настольном компьютере нет соединений, требующих применения силы. Если что-то идет туго - это значит, вы ошиблись.

Диски PATA 2.5″ питаются одним номиналом 5 В, который подается на общий 44-контактный разъем. Если его перевернуть или сдвинуть, ничего хорошего тоже не будет. В правильных разъемах этому мешает ключ (залитое гнездо в колодке и пропущенный штырек на диске), но встречаются и неправильные. Например, переходники, позволяющие подключить ноутбучный диск к обычному шлейфу PATA, часто не имеют такого ключа, поэтому с ними надо быть внимательным. Дальний от проводов питания край переходника должен приходиться на первый контакт диска (соседствует с группой из четырёх конфигурационных штырьков и обычно помечен на этикетке или плате).

Запрещается подсоединять или отсоединять питание диска PATA при включённом компьютере. Разъём Molex не рассчитан на горячее подключение, его легко перекосить, отчего земля и оба напряжения будут поданы на диск не одновременно, а то и с дребезгом. Образующиеся импульсы тока и напряжения могут повредить электронику ЖД.

При этом диски сравнительно легко переносят внезапные выключения (мы здесь не рассматриваем возможные логические повреждения данных, например, порчу файловой системы). Это связано с тем, что в работающем ЖД имеется запас энергии, аккумулированный в инерции вращающихся пластин, а также в конденсаторах на плате. После отключения питания шпиндельный двигатель входит в режим генератора, и за счет торможения пластин вырабатывает ток, достаточный для разгрузки внутреннего кэша, парковки головок и завершения переходных процессов в электронике. В данном случае механика работает во благо (в остальном от неё одни проблемы).

Разъем питания SATA выполнен в виде дублированных позолоченных ламелей и вполне надёжен. Обжатие контактов ему не требуется, переходное сопротивление пренебрежимо мало, а коммутационный ресурс достаточно велик (стандарт гарантирует не менее 50 подключений). Г-образный ключ страхует от ошибочного подключения и перекоса.

Вместе с тем, кабельная вилка довольно слабо фиксируется в колодке ЖД, и может сползать от случайных воздействий и вибрации. Рекомендуем скрепить обе части разъема каплей термоклея, или, в крайнем случае, кусочком липкой ленты.

Стандарт SATA предусматривает напряжения питания не только 12 и 5 В, но и 3.3 В (ему отвечает проводник оранжевого цвета). Новшество потенциально упрощает электронику ЖД, что особенно актуально для малогабаритных устройств. Правда, реальных дисков 2.5″ и 1.8″, питающихся от 3.3 В, пока что выпущено немного, а в дисках 3.5″ этот номинал вообще не используется. Но тенденции рынка обещают задействовать его в полной мере.

Важно отметить, что разъем питания SATA допускает горячее подключение. Для этого все 15 ламелей в колодке имеют разную длину. В первую очередь соединяются (и в последнюю – разъединяются) пять контактов земли. Три других длинных контакта обеспечивают предзаряд конденсаторов в цепях питания всех номиналов (для уменьшения броска потребляемого тока), после чего соединяются 7 основных питающих контактов – по два на каждый номинал, плюс один в резерве. Такая продуманная конструкция продлевает жизнь дискам SATA даже при безалаберном обращении, а также делает их пригодными для серверов и хранилищ с горячей заменой.
2.4.2. Интерфейсный шлейф

Интерфейсный шлейф PATA – это в современном виде плоский 80-жильный кабель (40 сигнальных линий, чередующихся с проводами схемной земли). Он имеет три 40-контактных разъёма синего, серого и чёрного цветов, закреплённых чисто механически – путём прореза изоляции острыми выступами контактных пластин (т.н. ножевые контакты). Полученное соединение фиксируется на шлейфе прижимной скобой. Провод, отвечающий первому контакту, помечен цветом – обычно красным или чёрным.

По стандарту, длина шлейфа ограничена 18 дюймами (46 см), однако встречаются и более длинные варианты, вплоть до 80 см. Такие шлейфы предназначены для подключения оптических приводов CD/DVD в крупногабаритных корпусах (серверных или типа full tower); использовать их для жёстких дисков не рекомендуется, поскольку на высокой скорости обмена могут возникать ошибки.

Преимущества шлейфа в том, что он поддерживает режимы передачи выше UltraDMA 2 (33 МБайт/с, предел для более ранних 40-жильных шлейфов) вплоть до UltraDMA 6 (133 МБайт/с), и позволяет подключать два ЖД к одному порту контроллера.

Недостатков, однако, куда больше: шлейф громоздок, неудобен в укладке и механически непрочен. Замины, резкие сгибы и натяжения нарушают взаимное расположение проводов, что ухудшает помехозащищенность и может приводить к ошибкам. Механические крепления разъёмов не слишком надежны в эксплуатации: при значительном усилии разъединения есть риск нарушить контакт в одном или нескольких местах (чаще всего на крайних проводах), или вообще сломать прижимную скобу разъёма.

Сами разъёмы имеют малый коммутационный ресурс: уже после десятка-другого подключений контактные пластины начинают загрязняться и окисляться ввиду истирания покрытия, а их пружинящие свойства ослабляются. Изношенный разъём хуже передает сигнал между контроллером и ЖД, что может приводить к ошибкам интерфейса. Всё это – закономерная плата за низкую себестоимость шлейфа.

Если диск на шлейфе единственный, то его надо сконфигурировать перемычками как ведущий (Master) и подключать только к крайнему (дальнему от контроллера) разъёму шлейфа. Неопытные пользователи часто «втыкают» в диск средний разъём, думая, что чем ближе к контроллеру, тем сильнее сигнал и меньше помехи. Это было бы верно при условии, что нерабочая часть шлейфа аккуратно обрезалась бы. Практически никто так не делает, поэтому сигналы проходят до висячего конца, отражаются и накладываются на оригинал, приводя к искажению и потере данных.

При этом шлейф PATA несимметричен: к контроллеру (материнской плате) следует подключать исключительно синий (или другого яркого цвета) разъём, а к диску Master – черный. В синем разъёме контакт #34 заземлён и не соединён со шлейфом, часто видна характерная высечка провода (по этим признакам контроллер отличает 80-жильный шлейф от 40-жильного). Черный разъём расположен на противоположном конце шлейфа, у него все контакты соединены со шлейфом.

К среднему разъёму шлейфа (серого цвета) можно при необходимости подключить второй диск, сконфигурированный обязательно как ведомый (Slave). У серого разъёма контакт #28 не соединен со шлейфом (это нужно для конфигурации Cable Select, когда ЖД автоматически получает статус Master или Slave в зависимости от разъёма подключения). Помимо цвета, разъёмы могут быть помечены надписями, а также снабжены пластиковыми лепестками для удобства разъединения.

Два диска Master (или два Slave) на одном шлейфе недопустимы: помимо некорректного опознавания в BIOS возможны далеко идущие последствия, вплоть до необратимой порчи данных на дисках. Но даже при правильном конфигурировании, два ЖД на одном шлейфе ощутимо тормозят друг друга, поскольку работать им приходится поочерёдно (как правило, диск захватывает канал на всё время выполнения операции). Взаимное влияние ещё резче выражено, если с ЖД соседствует более медленное устройство, такое как привод дисков CD/DVD. Оптические накопители всегда надо сажать на отдельный шлейф, мелкая экономия здесь неуместна.

Правильное подключение шлейфа PATA к 40-контактной колодке ЖД контролируют два элемента: ключ (выступ на разъеме шлейфа и прорезь в бандаже колодки), а также отсутствующий в колодке и залитый в разъеме контакт #20. Стандарт признаёт основным второй элемент, как более надёжный. На практике удобно ориентировать шлейф по цветной полоске, которая всегда должна должна быть обращена к разъёму питания диска.

При попытке вставить разъем вверх ногами, залитое гнездо упирается в контакт #21. Увы, препятствие останавливает не всех сборщиков – с молодецкой силушкой они гнут или вдавливают штырёк под ноль и таки загоняют перевернутый разъем в гнездо, после чего диск, естественно, не опознаётся. Обнаружив свою ошибку и подключив шлейф как надо, они получают диск, работающий возмутительно медленно. Например, обычная загрузка Windows может длиться 10-15 мин.

Дело в том, что злополучный утраченный 21-й контакт управляет пересылкой данных по скоростному каналу DMA. Диск выставляет на нем высокий уровень сигнала, запрашивая обмен в режиме DMA, однако до контроллера сигнал не доходит, и тот инициирует обмен в режиме PIO, на порядок более медленном и к тому же сильно загружающем процессор. Исправит ситуацию специалист-ремонтник, он снимет плату с диска и восстановит повреждённый штырёк (это может потребовать отпайки колодки и других нетривиальных действий).

Свалить диск в медленный режим может и операционная система. Если драйвер Windows XP (atapi.sys) регистрирует подряд 6 ошибок интерфейса, то он принудительно отключает UltraDMA и переводит диск в PIO. Действующий режим передачи можно увидеть в Диспетчере устройств (см. вкладку Дополнительные параметры в свойствах ATA контроллера), а общее число ошибок – в атрибуте SMART №199 (C7) UltraDMA CRC Error Count.

Ошибки чаще всего бывают вызваны мятым, длинным или некачественным (с плохими контактами) шлейфом PATA. Может также сказаться плохое питание и завышение частоты системной шины (любимый некоторыми разгон). Шлейф надо поменять на новый, заведомо исправный и отвечающий стандарту образец, после чего загрузить ОС, в Диспетчере устройств отключить канал контроллера и включить его снова с помощью опции контекстного меню «Обновить конфигурацию оборудования».

Случается, что шлейф вставлен в колодку не до конца или с перекосом: неопытный сборщик приложил недостаточное усилие (а разъем PATA, особенно новый, подсоединяется довольно туго). Проявляться это может как угодно в зависимости от того, какие контакты нарушены; чаще всего диск просто не опознается. Избежать таких случаев поможет визуальный и тактильный контроль.

Когда шлейф, наконец, подключен правильно, заботы еще не окончены. Излишки длины следует собрать в гармошку и зафиксировать резинкой или пластиковой стяжкой, чтобы кабель не задевал вентиляторы и не мешал циркуляции воздуха внутри СБ (это существенный аспект охлаждения компьютера: на каждой материнской плате есть греющиеся компоненты без индивидуального обдува, такие как модули памяти и микросхема южного моста). При укладке старайтесь сохранить плоскостность шлейфа, сгибая его под углом 90º или 180º.

Избегайте резких перегибов и вмятин, а также натяжений вблизи разъёмов: проводники в шлейфе очень тонкие и легко рвутся при небрежном обращении. Зачастую дефект внешне незаметен (эластичная изоляция скрывает разрыв), а поведение диска может быть весьма разнообразно. При малейших сомнениях в целостности шлейфа – заменяйте его новым. Запасной шлейф всегда надо иметь под рукой, благо он стоит несколько рублей.

Встречаются и более экзотические случаи, например самопроизвольное запароливание ЖД. Одна из обычных команд при повреждении шлейфа воспринимается диском как команда установки пароля ATA, причем следующие за ней 32 байта интерпретируются как сам пароль. В результате при следующем включении питания диск опознается, но будет отвергать все команды до ввода пароля, заведомо неизвестного. BIOS при этом выдаёт диагностику «Hard Disk Failed», и выправить ситуацию может лишь специалист. Он снимет пароль с помощью технологических команд, предоставляющих доступ к микропрограмме накопителя.

Заключительная операция при установке ЖД – проверить в рабочем положении корпуса, не оттягивает ли шлейф своей тяжестью плату электроники (имеется в виду наиболее частое горизонтальное расположение диска платой вниз). Дело в том, что подобная незапланированная нагрузка со временем может ослабить прижимные контакты между платой и банкой, что приведёт к искажению данных, сбоям в работе диска и необходимости ремонта. Это касается меньшей части моделей, но лучше не рисковать и упредить проблему, сложив шлейф по-другому, подвязав к корзине, или, в крайнем случае, перевернув накопитель платой вверх.

В последнее время получили распространение круглые шлейфы PATA. По сравнению со стандартными плоскими они компактнее, удобнее в монтаже и способствуют лучшей вентиляции системного блока. Кроме того, «кругляки» красивее – выпускаются в разных цветах оплётки, есть даже моддерские варианты с подсветкой и флуоресценцией.

Однако в плане надёжности работы круглые шлейфы ничем не блещут, хотя и стоят значительно дороже. Помехозащищенность у них не лучше, а перекрёстные наводки и паразитные ёмкости – выше, поскольку нарушено взаимное расположение сигнальных и земляных проводников. Механическая прочность в целом такая же (на разъёмах жгут расплетается, так что крайние провода остаются слабым местом). В общем, использовать круглые шлейфы без особых причин нецелесообразно.

Можно посоветовать сделать компактный кабель из обычного плоского шлейфа. Тонким лезвием разрежьте его на полоски по 10 проводников в каждой, получившиеся 8 полосок уложите стопкой и закрепите пластиковыми стяжками или изолентой. При должной аккуратности выйдет изделие не хуже покупного «кругляка».

После всех засад параллельного интерфейса, шлейф Serial ATA – образец изящества и надёжности. Обращение с ним крайне простое и удобное: каждый диск подключается к собственному порту контроллера (интерфейс SATA использует соединения точка-точка), шлейф симметричен, узкий четырёхжильный (две экранированные витые пары) кабель стоек к повреждениям и изломам. Укладка шлейфа не вызывает затруднений, излишек длины легко свертывается бухтой или спиралью. Компактный монолитный корпус разъёма весьма прочен, а Г-образный ключ препятствует ошибочному подключению.

Разъём SATA включает семь плоских контактов, из них две пары сигнальных и три контакта земли (более длинных). Это страхует от бросков тока при горячем подключении диска. Единственная проблема – слабая механическая фиксация разъёмов в ранних версиях (современные варианты SATA II имеют пружинную защелку) – решается каплей термоклея.

Важно отметить, что стандарт SATA унифицирует взаимное расположение силового и сигнального разъемов для ЖД различных форм-факторов (3.5″/2.5″/1.8″). Это упрощает подключение (используется единая колодка), избавляет от переходников и позволяет легко строить системы с горячей заменой. В последнем случае накопитель просто вставляется в отсек до упора и фиксируется тем или иным способом, чаще всего защёлкой. Выпускаются даже внешние док-станции для сменных дисков SATA, этакие компьютерные тостеры с клавишей извлечения.

Шлейфы SATA могут иметь разную длину (15…100 см), толщину (6…11 мм, сечение жил соответственно от 30AWG до 26AWG), прямой или угловой разъём на одном из концов. Рекомендуем выбирать экземпляры минимальной длины и максимальной толщины: это повышает уровень сигнала и снижает наводки от помех. На тонком длинном шлейфе иной ЖД диск может и не опознаться, либо будет работать со сбоями – виной тому малая нагрузочная способность интерфейсных микросхем. Угловой разъём, подключённый к диску, снижает вероятность случайной расстыковки, экономит место и облагораживает монтаж.

Стандарт SATA имеет две версии, SATA I и SATA II, отличающиеся скоростью обмена (1.5 Гб/с и 3.0 Гб/с соответственно) и набором команд. Они совместимы сверху вниз, т.е. контроллеры и диски SATA II могут работать в режиме SATA I. Но если контроллер SATA II переходит в более медленный режим автоматически, то диску это нужно указать. Поэтому, если диск SATA II не опознается на контроллере SATA I, то поставьте на диск перемычку, переводящую его в режим SATA I (она обычно помечена 1.5 Gb/s и уже установлена при выпуске с завода).
2.5. Mobil Rack: преимущества и недостатки

Стандартная установка ЖД делает его неотъемлемой частью системного блока и не предполагает частой и лёгкой замены. Нередко в глазах пользователя это превращается в существенный недостаток, препятствующий удобной и безопасной работе. Например, в учебном заведении смена дисков с обучающими программами позволила бы быстро и без всяких настроек подготовить компьютерный класс к новому курсу. А в коммерческой фирме кто-то захочет на время отсутствия спрятать свой накопитель в сейф – во избежание хищения ценных данных.

Для всего этого и многого другого, надо иметь возможность устанавливать и снимать диски, не вскрывая системный блок (и не соблюдая всех вышеописанных предосторожностей). Эту потребность давно уловили производители, и еще в пору господства интерфейса PATA выпустили большое количество специальных контейнеров для ЖД с внешним доступом, получивших название mobil rack.

Типовой mobil rack состоит из двух частей: съёмной корзины для диска 3.5″, куда он крепится на винтах, и собственно корпуса контейнера (шасси), в который вставляется корзина. Фиксируется она с помощью задвижки, или чаще, замка с ключом (это предотвращает несанкционированное извлечение диска). Материал – пластик, реже алюминий.

Шасси стационарно монтируется в пятидюймовый отсек системного блока и подключается точно так же, как и отдельный жёсткий диск PATA. Аналогичные соединения (разъем питания Molex и короткий интерфейсный шлейф) имеются для ЖД внутри корзины, а вот разъём между корзиной и шасси – специальный, 50-контактный типа Centronics. По конструкции он ламельный, самоцентрирующийся, с небольшим усилием подключения – это позволяет легко и безопасно вставлять и вынимать корзину за ручку.

Цепи питания заведены на замок, так что ЖД стартует только после фиксации корзины, а перед её извлечением обесточивается. Таким образом, поддерживается горячая замена дисков, что во многих случаях крайне удобно.

К сожалению, преимущества Mobil Rack сопровождаются крупными недостатками, из-за которых этот класс оборудования так и не получил широкого распространения. С точки зрения надёжности функционирования ЖД, таких недостатков два: недолговечность разъёма Centronics, и проблемы с охлаждением.

По спецификациям, восходящим еще к началу 1990-х годов, Centronics должен выдерживать 250 циклов подключения и отключения (разъём предназначался для периферийных устройств, которые сравнительно редко меняют прописку). Однако этот ресурс оказался недостаточным для практики применения mobil rack, где корзины с дисками могут заменяться несколько раз в день. Покрытие ламелей истирается, обнажается бронзовая основа, склонная к окислению, и контакт нарушается.

Как следствие – все вышеописанные проблемы со стартом диска и его устойчивой работой в системе. При ежедневных манипуляциях неприятности начнутся уже через год, а, скорее всего, и раньше: качество изготовления разъёмов тоже упало. В этом аспекте эксплуатацию mobil rack приходится ограничивать, что не способствует их популярности.

Не менее пагубным оказался перегрев ЖД. Двойная пластиковая оболочка вокруг диска (корзина и шасси) сводит на нет пассивное охлаждение, и приходится прибегать к обдуву. Однако в габариты контейнера вписываются лишь 40-мм вентиляторы, заведомо малопроизводительные и недолговечные. Попытки поставить два, три и даже четыре вентилятора увеличивают в основном только шум и вибрацию, поскольку эффективного воздухообмена в тесной коробочке не добиться.

Справедливости ради надо отметить, что в более дорогих алюминиевых моделях теплоотвод, в том числе и пассивный, улучшен. Но при активной работе и это не всегда спасает. В целом, современным высокопроизводительным ЖД в mobil rack жарковато, и это большой минус последних.

Съёмные контейнеры удобны, когда надо на время подключить диск, используемый не слишком интенсивно, большей частью на чтение (информационные базы данных, учебные материалы, развлекательный контент и т.п.). С ростом ёмкости жёстких дисков и проникновением сетевой инфраструктуры, сфера применения mobil rack постепенно сужается.

0

4

3. Эксплуатация

Итак, жёсткий диск установлен в компьютер, и наступает период эксплуатации. Чтобы это приятное состояние длилось как можно дольше и не доставляло проблем, следует обеспечить диску комфортные условия (всё как у людей :)). Сложное электронно-механическое устройство нуждается в качественном питании, охлаждении, механической защите и контроле состояния. Рассмотрим, как в этих аспектах ведёт себя типичный накопитель, и что может сделать пользователь для уменьшения факторов риска.
3.1. Питание

Проблема электропитания жестких дисков заметно обострилась в последнее время. Участились отказы и сбои ЖД по причине отклонений напряжения питания, пульсаций и помех в питающих цепях и прочих подобных факторов. К этому привели как недостатки массовых блоков питания (БП), отстающих от новых требований и нагрузок, так и повышенная чувствительность современных дисков к качеству питания.
3.1.1. Проблемы дисков

Капризность нынешних ЖД во многом закономерна. К этому привел неуклонный рост технических характеристик, прежде всего плотности записи и времени доступа. Ясно, например, что быстрое позиционирование головок (на дорожках шириной в долю микрона!) требует точно управляемого тока в отклоняющей катушке, и любые перепады напряжения мешают процессу.

Однако немалую роль играет и политика производителей. Во имя снижения себестоимости дисков они стремятся максимально удешевить плату электроники (вылизанную годами механику удешевлять практически некуда, притом, что её доля в общей стоимости изделия доходит до 90%).

С каждой новой линейкой размеры платы и число дискретных деталей уменьшаются:стабилизаторы и фильтры редуцируются, силовые цепи интегрируются с сигнальными в заказных микросхемах и т.п. Всё это снижает запас прочности ЖД, и нестабильное питание как минимум замедляет работу и вызывает сбои, а как максимум – выводит диск из строя. Рассмотрим это влияние более подробно.

Диски 3.5″ питаются от линий 5 В (процессор и другие сигнальные цепи) и 12 В (шпиндельный двигатель и привод головок), причем основные проблемы, так уж сложилось, доставляет контур 12 В. Дело в том, что эта линия испытывает резкий всплеск нагрузки при включении диска, когда происходит раскрутка шпинделя и распарковка блока магнитных головок. Стартовый ток на 4-15 секунд достигает 1.2-2.5 А, при установившемся потреблении всего 0.4-0.9 А. Особенно прожорливы в этом плане диски Seagate Barracuda: так, в семействе 7200.11 пиковое потребление может достигать 3.0 А.

В типовых БП линия 12 В не имеет своей независимой системы стабилизации, и при росте нагрузки напряжение может «законно» снижаться на 0.5-0.6 В (стандартом ATX допускаются отклонения ±5% от номинала, что в данном случае составляет диапазон 11.4-12.6 В). Добавим к этому падение напряжения в соединительных проводах и разъемах, и получим на контактах ЖД до 11.3 В, при котором многие диски уже не могут нормально работать. Последние модели Seagate, например, требуют не менее 11.5 В.

Следящие схемы, во избежание падения головок на пластины, аварийно паркуют БМГ и останавливают шпиндель. Потребление по 12 В снижается, стабилизация в блоке питания восстанавливается, и при номинальных напряжениях диск выходит на новый цикл старта.

Внешне всё это выглядит, как щёлканье внутри системного блока с периодичностью 6-10 сек. Диск, естественно, не опознаётся: для этого он должен выйти на номинальные обороты, провести рекалибровку и считать паспорт из служебной зоны. В итоге весь компьютер неработоспособен.

Проблема обостряется при наличии нескольких жёстких дисков, что сегодня встречается сплошь и рядом (мощные рабочие станции, игровые и мультимедийные машины и т.п.). Иногда компьютер приходится оснащать блоком питания повышенной мощности, только чтобы справиться с пиками нагрузки при старте.

Для сравнения, в серверных конструкциях, где полдюжины накопителей SCSI с давних времен норма, практикуется поочередное раскручивание шпинделей: контроллер SCSI выдает дискам команды старта с интервалом несколько секунд. Это значительно снижает нагрузку на БП, хотя и замедляет инициализацию сервера.

Стандарты ATA и SATA подобной технологии изначально не предусматривали – ЖД стартовал и выходил в готовность сразу после подачи питания. Но жизнь поставила задачу, и за её решение взялись производители. Стали появляться контроллеры и диски SATA, обеспечивающие поочерёдную раскрутку (Staggered Spin Up) в качестве расширения стандарта.

Такой диск после включения питания входит в режим Stand-By (с остановленным двигателем), и ждет команды контроллера на раскрутку шпинделя. Контроллер же опрашивает диски поочередно, в соответствии с настройками своей микропрограммы. Тем самым опасность перегрузки БП устраняется почти незаметно для пользователя.

В одном аспекте защита электроники ЖД всё же улучшилась. Речь идет о защитных диодах (другое название – трансилы), установленных на входе цепей питания 5 и 12 В и реагирующих на перенапряжение. При бросках выше номинала на 15-20% (6 и 14 В соответственно) диод пробивается на землю до короткого замыкания, а от него срабатывает защита в блоке питания. В итоге весь компьютер обесточивается, что предотвращает более серьёзные разрушения. Защитные диоды первым применил в своих дисках Seagate, за ним последовали Samsung и Hitachi.

Если вы попали в такую ситуацию (с подключенным диском компьютер не включается, а без него работает нормально), то прозвоните цепи питания ЖД. Пробитый диод можно заменить или просто снять (в последнем случае вы лишаетесь последнего рубежа зашиты), после чего диск будет нормально работать. Однако случившийся инцидент – свидетельство перегрузки или низкого качества БП, и такой блок лучше сразу заменить.
3.1.2. Проблемы блоков питания

Основная нестабильность в линии 12 В связана со старением блока питания, точнее его фильтров и цепей стабилизации. Наименее стойки электролитические конденсаторы, которые от нагрева высыхают и теряют ёмкость. А у полупроводниковых элементов с возрастом ухудшаются характеристики и снижается общий запас прочности.

По мере деградации БП напряжение поднимается до 12.5-13.0 В, что в принципе не мешает работе ЖД, но вызывает повышенный нагрев микросхемы управления двигателем, вплоть до 100-120º. Её ресурс резко сокращается, и в неблагоприятных условиях (случайные броски напряжения, плохое охлаждение, повторный старт неостывшего диска и т.п.) чип выходит из строя, нередко с пиротехническими эффектами и выгоранием дорожек на плате. Все такие ситуации относятся к негарантийным, и владельцу остаётся лишь отдать диск в специализированный сервис для ремонта или восстановления данных.

Изношенный, умирающий «питальник» может натворить и более страшных дел. Бывает, что под конец стабилизация по 12 В полностью утрачивается, и БП выдает в агонии импульс амплитудой до 20-30 В. От такого броска моментально выгорает не только жесткий диск, но и почти вся начинка системного блока!

Линия 5 В подаётся на такие узлы ЖД как процессор и предусилитель-коммутатор головок, последний расположен внутри гермоблока. В неисправном БП напряжение может повышаться, отчего выходят из строя цепи питания коммутатора (он требует двухполярного источника +/-5 В, и отрицательный номинал вырабатывается специальной микросхемой, чувствительной к броскам). Такой диск при старте стучит головками, а затем останавливает шпиндель.

Чаще встречается пониженное напряжение 5 В – вследствие перегрузки БП, старения или просто плохих контактов. Это обычно не причиняет диску физических повреждений, но вызывает сбои в работе сигнальных цепей. Например, запись данных может происходить некорректно, и при последующем считывании появляются ложные дефекты: драйверу ОС возвращается код «ошибка контрольной суммы сектора», с неприятными последствиями вплоть до зависания компьютера.

Кроме того, некачественный или изношенный блок питания выдает 5 В со значительными пульсациями – они хорошо видны на осциллографе. Размах пульсаций достигает 0.1 В, что вдвое выше допустимого (1% от номинала по стандарту ATX). Эти помехи также не добавляют здоровья ЖД, вызывая перегрузку фильтров и сбои в работе бортового процессора.

Добавим, что от линии 5 В питаются порты USB, очень востребованные в наше время. Нехватка мощности БП, просадки и пульсации напряжения приводят к тому, что USB-устройства, в том числе популярные флэш-накопители, работают нестабильно (не опознаются, сбоят, теряют скорость), причем на разных портах их поведение может отличаться. В тяжелых случаях подключение флэшки приводит к спонтанной перезагрузке компьютера, и даже может физически повредить материнскую плату (чаще всего выгорает южный мост).
3.1.3. Выбор блока питания

Итак, приличный «питальник» достаточной мощности – необходимое условие надёжной работы ЖД. Как выбрать блок питания – отдельная тема, хорошо освещённая в Сети.

Хороший блок питания не может быть дешёвым. Вариант «корпус вместе с блоком питания за 25$» заведомо сомнителен: скорее всего, ни тот, ни другой компонент не будут отвечать необходимым требованиям, что бы ни было написано на этикетках. Схемотехника и конструкция типовых БП вполне устоялись, и их добросовестная реализация как раз и приводит к указанным параметрам цены и веса.

Все удешевлённые варианты – это плоды китайской «оптимизации»: ухудшения элементной базы, экономии цветного металла за счет радиаторов и обмоток, и замены фильтров специально обученными перемычками. Такой БП работает на честном слове, фактически в предельных режимах, и может выйти из строя в любой момент. Качество выдаваемых напряжений под нагрузкой и подавно не выдерживает критики.

Для типового компьютера подойдёт блок питания одной из известных и проверенных марок, мощностью 350-400 Вт. Хотя реальное потребление редко превышает 200 Вт, такой запас необходим для уменьшения пульсаций, а также на случай пиковых нагрузок и для компенсации процессов старения. В случае нестандартной конфигурации (два и более ЖД, мощная видеокарта и т.п.) требуется уже расчёт мощности БП. Удобны онлайновые калькуляторы, хотя по точности они весьма неравноценны. Кустарные поделки зачастую не знают современных комплектующих и склонны завышать оценки; из качественных программ рекомендуем http://www.extreme.outervision.com/psuc … orlite.jsp

В отдельных случаях, для неответственных применений допустимо использовать блоки No name, но указанные на них «китайские» ватты надо сразу делить надвое. Согласно независимым тестам, подобный БП с номиналом 300 Вт выдерживает реальную нагрузку лишь 170-180 Вт, а по мере старения и того меньше. Таким образом, для устойчивой работы подойдут изделия с номиналом не менее 420-450 Вт.

Чтобы продлить жизнь своему блоку питания (и тем самым, жесткому диску), соблюдайте несложные правила профилактики. Это, в первую очередь, охлаждение: не давайте БП зарасти пылью, поставьте в системный блок дополнительный вытяжной вентилятор, обеспечьте достаточное пространство для воздухообмена. Не один «питальник» перегрелся и умер в тесном подстолье, заткнутый вплотную прилегающей стенкой. Сильный нагрев при нормальной вентиляции свидетельствует о перегрузке БП.

Следует позаботиться о питании самого блока питания. Ни один фильтр или схема защиты в БП не будет эффективно работать без действующего заземления в электросети, трёхконтактных электророзеток и трёхжильных кабелей. В условиях повышенных импульсных помех пригодится сетевой фильтр, а при нестабильном напряжении в сети – источник бесперебойного питания (UPS).

Большинство компьютеров рано или поздно модернизируются. При этом, как правило, энергопотребление растёт, поэтому следите за нагрузкой своего блока питания и при необходимости меняйте его на более мощный. Раз в год проверяйте рабочие напряжения, а в идеале и уровень пульсаций. Используйте для этого внешние измерительные приборы (датчики на материнской плате могут быть весьма неточны).

БП с трёхлетним стажем и заметным дрейфом от номиналов (более 3%) стоит уже выводить из эксплуатации, во всяком случае, на ответственных местах. Такой блок нельзя считать вполне надёжным. Впрочем, качественные изделия лучших марок (например, легендарные Delta Electronics) без проблем служат и по 4-5 лет.

Наконец, как любое импульсное устройство, блок питания не любит повторных включений сразу после отключения. Так поступать приходится, например, при зависании компьютера, если на корпусе отсутствует кнопка Reset. Выждите хотя бы 8-10, а лучше 20-30 секунд, прежде чем снова нажать на кнопку включения, иначе в БП не успеют остыть силовые элементы, и, что более важно, терморезистор в составе входного фильтра.

Именно эта деталь с отрицательным температурным коэффициентом призвана сглаживать стартовый бросок тока, вызванный зарядом конденсаторов и другими переходными процессами. В нагретом состоянии функция утрачивается, и диодные сборки или силовые ключи могут не выдержать очередного броска. Секундная поспешность тогда обернётся внеплановой заменой БП…
3.2. Охлаждение
3.2.1. Опасности перегрева

Проблема нагрева, и соответственно, отвода тепла – одна из самых острых для современных жёстких дисков. Высокооборотный шпиндель, быстродействующий привод головок, и, наконец, плотный поток данных при операциях чтения и записи (до 100 Мбайт/с) требуют значительных затрат энергии. Типовые ЖД среднего класса (напомним, это форм-фактор 3.5″;, скорость вращения 7200 об./мин и интерфейс PATA/SATA) потребляют 4-9 Вт в режиме простоя, и 8-18 Вт при активной работе – пересылке данных и поиске. Стартовая мощность при раскрутке шпинделя значительно выше (16-35 Вт), но такой режим кратковременен, до 10-15 сек, и на общий нагрев диска практически не влияет.

Вся эта мощность (с точностью до 1%) в конечном счёте выделяется в виде тепла, чем и объясняется значительный нагрев ЖД. А ведь он очень вреден для механики, и особенно для читающих головок – ключевого элемента всей конструкции. Многослойные тонкоплёночные магнитные резисторы реагируют как на магнитное поле, так и на температуру.

При длительном перегреве головки деградируют, их отдача (степень изменения сопротивления в зависимости от намагниченности) уменьшается, и в конце концов микропрограмма при всех математических ухищрениях не может распознать, что именно записано на пластине – 0 или 1. Это касается не только и не столько пользовательских данных: критически важные для работы сервометки и модули служебной зоны точно так же считываются всё хуже. Диск начинает стучать, неуверенно опознаётся и в итоге полностью выходит из строя.

Поэтому производители отмеряют нынешним ЖД сравнительно узкий диапазон рабочих температур: нагрев корпуса, измеренный в центре крышки, не должен превышать 60º, при температуре окружающей среды +5…55º, реже 0…60º(к примеру, обычные микросхемы выдерживают до 125º, а в сложнейших процессорах Intel Core 2 Duo встроенная термозащита срабатывает при 81º). Причём верхняя граница нагрева означает лишь то, что диск не выйдет из строя сразу и какое-то время проработает в таком тепловом режиме. Однако его ресурс будет расходоваться катастрофически быстро, и о сколько-нибудь приемлемой надёжности говорить не приходится.

Скажем пару слов об измерении температуры ЖД. Внешние термодатчики (как на материнских платах) здесь не прижились, и обычно все пользуются данными SMART, доступными через многочисленные прикладные программы. Атрибут #194 TemperatureTemperature» имеется у всех дисков, он практически в реальном времени отражает нагрев системной головки (обычно нижней в банке). Ведь всякий магнитный резистор является еще и терморезистором, так что отдельный датчик излишен.

Впрочем, современные модели Western Digital уже обзавелись вторым сенсором, встроенным прямо в корпус банки (это потребовалось для более точного учета градиента температур). Его показания отражаются в новом атрибуте SMART #190 HDA Temperature. У WD есть ещё и своеобразная нормировка: приводится не само значение температуры, а результат его вычитания из условного числа 125. Например, значение атрибута 93 соответствует нагреву в 32º, а при 70 и меньше пора бить тревогу.

У дисков Seagate (в частности, популярных линеек 7200.9 и 7200.10) термоатрибутов тоже два, но они имеют другой смысл: #190 – это Airflow Temperature, а #194 – HDA Temperature, причем наиболее интересный первый атрибут выдается в нормировке 100º-значение (тем самым критический нагрев соответствует значению 45).

В силу аэродинамических эффектов, головка всегда нагревается сильнее, чем вся банка. В зависимости от конструкции ЖД, разница может достигать 5-15º. Поэтому температура по SMART часто не совпадает с нагревом верхней крышки, и это следует учитывать при оценке ситуации.

Практика показала, что устойчивее всего диски работают при температуре по SMART 35-40º, это соответствует крышке, слегка теплой на ощупь. Именно в таких условиях проводится на заводе первичная разметка пластин и формируются адаптивы, поэтому для механики и микропрограммы ЖД подобный нагрев особенно благоприятен. Магнитный слой ведёт себя наиболее стабильно, отдача головок максимальна, а рекалибровки и другие настройки в связи с дрейфом температур можно проводить реже.

В реальных условиях столь узкий интервал соблюдать сложно, да и необязательно: отказоустойчивость современных дисков практически не страдает, если диапазон рабочих температур расширить до 25-45º. Данных, легко достижимых цифр и следует придерживаться как границ эксплуатационной надёжности ЖД.

Плата электроники может нагреваться значительно сильнее, до 60º и выше, рука такое переносит с трудом. Однако микросхемы сравнительно устойчивы к таким температурам, а от банки плата всегда отделена пористой прокладкой, служащей электро- и теплоизолятором. Один из слоев металлизации на плате занимает почти всю её площадь, обеспечивая теплоотвод от нагруженных деталей и удовлетворительное пассивное охлаждение. Поэтому тепловой режим платы – это её внутреннее дело, мало влияющее на долговечность всего диска (конечно, при условии качественного питания и хотя бы минимальной конвекции).

Нагрев по SMART выше 45º крайне нежелателен: он осложняет функционирование механики ЖД (требуются лишние рекалибровки), повышает вероятность ошибок в данных, а главное – резко усиливает износ головок чтения. По некоторым данным, каждые добавочные 5º ускоряют их деградацию вдвое. Так что даже непродолжительный, но сильный перегрев (вызванный, например, пиковыми нагрузками, неисправным вентилятором или просто жаркой погодой) рискует ощутимо сократить жизнь диска, не говоря о страшном – аварии.

Пожалуй, наихудший исход – заклиненный шпиндель. Гидродинамические подшипники современных ЖД, при всех своих преимуществах (меньший шум и нагрев, способность гасить вибрации и т.п.) оказались склонны к заклиниванию в условиях повышенных температур. Видимо, погрешности в изготовлении перечёркивают теоретические достоинства конструкции. В некоторых горячих (и, заметим, популярных) семействах «клин» стал прямо-таки бедствием.

В этой связи стоит отслеживать худшее (worst) значение температурного атрибута SMART, которое показывает максимальный нагрев за всё время жизни диска. Если оно превышает 55º, то необходимо принять меры к охлаждению ЖД. Формально такой показатель можно расценить как нарушение правил эксплуатации, и даже отказать в гарантии. К счастью, наши сервисы к SMART не придираются.

Кроме того, ЖД массовых серий не рассчитаны на непрерывную работу. Из глубин фирменных спецификаций можно выудить рекомендуемый для них режим – 8*5, что означает пять дней в неделю по восемь часов в день (расписание типичного офиса). Иногда в документации фигурирует суммарная наработка 2400 часов в год. Ограничение вызвано именно недостаточной стойкостью дисков к длительному нагреву: износ механики и деградация головок существенно сокращают их ресурс.

В режиме пониженного энергопотребления (головки запаркованы, привод БМГ обесточен, шпиндель замедлен или остановлен) современные диски практически не греются, и их ресурс не расходуется. Вполне допустимо и даже предпочтительно в плане общей надёжности, если компьютеры по окончании рабочего дня не выключаются, а переводятся в дежурный режим с указанным состоянием ЖД. Тем более это справедливо для ноутбуков (но диски 2.5” засыпают и без дополнительной настройки, это заложено в их микропрограмму).

Накопители, относящиеся к корпоративному классу (Enterprise Storage), значительно более выносливы и допускают круглосуточную эксплуатацию (режим 24*7). Другими словами, не только сильный, но и продолжительный нагрев им не страшен. Этому способствует система термозащиты, сходная с троттлингом современных процессоров: при критической температуре (обычно 56º) микропрограмма принудительно снижает производительность ЖД, что не даёт ему перегреваться дальше. К примеру, Seagate Barracuda ES на 20 секунд переходит в тихий режим с замедленным на 40% позиционированием БМГ.

В новейших ES-дисках firmware заботится и о таких тонких моментах, как динамическое управление высотой полёта головок (набегающий воздух подогревается крошечным резистором), периодическое отряхивание головок записи от налипших магнитных частиц или компенсация вибрации от соседних ЖД (актуально для RAID-массивов и прочих многодисковых систем). При «некомфортном» перегреве или переохлаждении активируется режим проверки записи, когда диск вычитывает только что записанные данные, сравнивая их с оригиналом. Все эти технологии обеспечивают повышенную надёжность записи данных в условиях перепадов температуры. Свой вклад вносит и более строгий производственный контроль, начиная с подбора термостабильных компонентов и кончая выходным тестированием в термокамере.

Различие стоит иметь в виду пользователям, планирующим покупку диска: если предполагается высокая и длительная нагрузка, что не редкость ныне даже в домашних машинах, то можно присмотреться к корпоративным моделям. Повышенные затраты (ES-диски на 40-50% дороже) в данном случае окупятся надёжностью и большим ресурсом.

Не слишком благоприятно для ЖД и его переохлаждение, когда рабочая температура не превышает 25º. Это случается при пониженных температурах среды и/или слишком интенсивном обдуве. От холода, как ни парадоксально, страдает надёжность диска: как показало недавнее исследование Google, у таких накопителей растёт вероятность сбоев и снижается ресурс. Кроме того, в связи с замедленным позиционированием ухудшается производительность.

Если же воздух охлаждается почти до нуля (не редкость в плохо отапливаемых помещениях типа складов), то это уже небезопасно и диску, строго говоря, нужен прогрев перед работой. В противном случае он может не только не запуститься, но и повредиться при подаче питания.
3.2.2. Ограничения градиента

Здесь мы приходим к понятию градиента температур в пространстве и во времени, которое сильно влияет на устойчивую работу жесткого диска. Рассмотрим эту зависимость подробнее.

Под пространственным градиентом понимается распределение температур внутри банки ЖД. Его порождает несовпадение источников тепла и мест теплоотвода: так, двигатель всегда находится в нижней части банки, а охлаждается преимущественно крышка и боковые стенки. Играет роль трение пластин о воздух (линейная скорость краёв достигает 35 м/сек – как у автомобиля на трассе) и воздуха о банку, а также нагрев катушки привода БМГ. Всё это даёт сложную тепловую картину, особенно в многопластинных конструкциях.

Каждый кронштейн в БМГ и каждая пластина в пакете нагреваются по-своему, неизбежное терморасширение меняет геометрию деталей. При нынешних плотностях записи это приводит к тому, что головки висят над дорожками с несовпадающими номерами (так что традиционное понятие цилиндра фактически потеряло смысл). Разброс к тому же зависит от угла поворота БМГ и меняется во времени. В этих условиях не обойтись без качественно новой, адаптивной системы позиционирования.

Таковая реализована во всех современных дисках, и задача пользователя – не навредить, удержав пространственный градиент в допустимых рамках. Этому способствует грамотное размещение ЖД в системном блоке (рассмотрено в п. 2.2), а также адекватное пассивное и активное охлаждение. Коротко говоря, надо следить за тем, чтобы конвекция, теплопередача и теплообмен при обдуве затрагивали по возможности все грани корпуса диска.

ВременнОй градиент – это попросту скорость нагрева и охлаждения ЖД. Во избежание повреждений механики и срыва адаптивных механизмов (что как минимум приводит к сбоям, и даже может спровоцировать отказ), изменения температуры диска должны быть достаточно медленными. По спецификациям всех производителей, они не должны превышать 20º в час во включенном состоянии, и 30º в час в выключенном.

Практические следствия из этого ограничения в основном связаны с быстрым разогревом ЖД в начале работы. Действительно, если, как часто бывает, накопитель имел температуру окружающей среды 20º, а после включения за 20 минут нагрелся до 40º, то допустимый градиент превышен втрое. Подобная горячка сопровождается перегрузкой адаптивных систем диска, что явно не идёт ему на пользу.

Хуже того, от быстрых перепадов температур в магнитном слое пластин образуются микротрещины и дефекты. Накапливаясь, они перерастают в физические повреждения поверхности – те самые бэды, а отделяющиеся микрочастицы попадают в зазор головок и портят уже их. Понятно, что такой диск долго не проживёт…

Облегчить жизнь накопителю можно двумя путями – улучшить охлаждение либо снизить нагрузку в начале работы, устроив своеобразный прогрев. В качестве последнего могут служить любые рутинные действия (редактирование документов и т.п.), когда ЖД работает практически вхолостую и постепенно набирает рабочую температуру. Конечно, такой подход не всегда уместен, и наиболее действенной мерой остаётся правильный теплоотвод, резко замедляющий нагрев диска.

Ограничения на градиент в выключенном состоянии тоже приводятся не зря. Резкие перепады температур при перевозках и хранении ЖД, особенно сильное охлаждение, способствуют окислению мест пайки и последующему нарушению контактов. Эта проблема обострилась с внедрением бессвинцовых припоев, оказавшихся менее стойкими («виновница» - директива ROHS Евросоюза, поддержанная Китаем). Пострадавший диск выдаёт потемневшее лужение на плате; такой экземпляр лучше не покупать, а если уж куплен, то очистить контакты карандашной резинкой и спиртом.
3.2.3. Варианты охлаждения

Основным методом охлаждения современных ЖД 3.5″ остаётся принудительный обдув с помощью вентилятора. Другие варианты теплоотвода – пассивные радиаторы, тепловые трубки, жидкостные системы и др. – не получили распространения, хотя ряд фирм (в частности, Zalman и Scythe) в разное время предлагал подобные решения. Они были бесшумны, долговечны, но отличались громоздкостью и высокой ценой, что предопределило узкую нишу на рынке (сборка особо тихих компьютеров и т.п.).

Подбор кулера для дисков имеет свою специфику. Прежде всего, общее тепловыделение ЖД и особенно его плотность сравнительно малы, поэтому достаточно легкого ветерка, чтобы снять перегрев. Вспомним также, что оптимальная температура диска под нагрузкой составляет 35-40º (примерно на 10º выше окружающей среды) и что все его поверхности следует охлаждать равномерно.

В подобных условиях лучшим выбором станет тихоходный крупногабаритный вентилятор, дующий в торец корзины с ЖД, но не касающийся её во избежание вибраций. Именно так устроен обдув корзины в современных качественных корпусах. Вентилятор крепится к вырезу передней панели, а декоративная крышка снабжена воздухозаборниками. Вытяжка через заднюю панель, которая часто встречается в корпусах среднего класса, также достаточно эффективна (конечно, при должной герметизации остальных мест).

Практика показала, что 120-мм вентилятор способен охлаждать до пяти ЖД, так что нужды обычных пользователей покрываются полностью. Для одного-двух дисков обдув даже избыточен, так что в целях снижения шума можно уменьшить скорость вращения до 600-1000 об./мин. Не лишним будет защититься от вездесущей пыли, поставив воздушный фильтр из тонкого поролона.

Значительная часть тепла ЖД может рассеиваться на корзине, которая служит пассивным радиатором. Здесь важна толщина металла и плотный равномерный прижим боковин (качественные корпуса имеют преимущество, также хорошо себя зарекомендовало крепление ЖД шестью винтами). При эффективном теплоотводе всё шасси во время работы ощутимо нагревается. Если же диск крепится на салазках или через амортизирующие элементы (силиконовые, хуже резиновые втулки), то этот путь охлаждения практически блокируется, и вся надежда остаётся на обдув.

Ситуация осложняется, когда штатное гнездо под вентилятор отсутствует. Можно заняться моддингом, сменить корпус на более подходящий или переставить ЖД в более прохладное место. Неплохо себя зарекомендовало размещение в пятидюймовом отсеке: его габариты позволяют установить вентилятор среднего размера (40-60 мм), а крепящие диск скобы не препятствуют обдуву и конвекции. Советуем использовать готовый монтажный комплект – в продаже есть как простые, так и улучшенные модели (с виброшумоизоляцией, пассивными радиаторами, индикацией температуры).

Выпускаются также недорогие (5-10$) кулеры, крепящиеся прямо на корпус ЖД. Следует предостеречь от их использования: мало того, что высокооборотный вентилятор, или даже два, обдувает практически одну только плату, покрывая её при этом пылью растёт риск замыканий), так ещё диску передаются все вибрации крыльчатки. Особенно они возрастают через несколько месяцев эксплуатации, когда разбалтывается некачественный подшипник скольжения (других там и не ставят). В этом состоянии кулер приносит больше вреда, чем пользы и обязателен к замене.

В заключение напомним, что все обсуждение этого раздела касалось дисков для настольных компьютеров. Ноутбучные и серверные накопители имеют свою специфику, отражающуюся и на подходе к охлаждению.

Первые потребляют всего 0.4-0.9 Вт в покое и 2-3.2 Вт при активной работе, греются сравнительно слабо и не нуждаются в особых мерах. Максимум, что встречается в ноутбуках – П-образная пластина, привинченная к боковинам для лучшего теплоотвода. Для еще более миниатюрных дисков (типоразмеры 1.8″, 1.3″, 1″ и даже 0.85″) нагрев и вовсе можно не учитывать: энергопотребление у них даже в пике не превышает одного ватта.

Вторые, напротив, очень горячи из-за высокооборотного шпинделя (чаще всего 15000 об./мин) и постоянной нагрузки, и для них обязателен активный обдув. Продуманная система охлаждения в серверах включает массивные салазки и корзины, раздельные воздуховоды, дублированные вентиляторы горячей замены и т.п. Благодаря этому серверные диски работают в стабильном тепловом режиме и служат заметно дольше бытовых сородичей.
3.2.4. Другие факторы среды

Функционирование жёсткого диска зависит не только от температуры. Существенное значение имеют и другие параметры среды (влажность, давление, чистота воздуха и т.п.), на которые пользователи, увы, редко обращают внимание. Соответствующие пункты спецификации задают лишь формальные границы работоспособности ЖД, в то время как эксплуатационная надёжность обеспечивается в более узких интервалах.

В первую очередь упомянем относительную влажность воздуха. Чем выше влажность, тем меньше оказывается температурная стойкость ЖД – это связано, в частности, с коррозионными процессами внутри негерметичной банки. Согласно исследованию Hitachi, нагрев дисков до 45º при влажности 70% приводит к той же интенсивности отказов, что и нагрев до 60º при влажности 40%, считающейся нормальной. Плохо сказываются и быстрые перепады влажности (свыше 30% в час).

Другими словами, высокая влажность значительно сужает температурный диапазон ЖД. В такой среде дискам вреден любой нагрев выше 40º, и требуется более тщательный подход к охлаждению. Часто необходим принудительный обдув, или, как минимум, мониторинг температуры ЖД. Это должны учитывать пользователи, находящиеся в условиях влажного климата и на море, а также работающие в помещениях с повышенной влажностью.

К счастью, острота проблемы обещает вскоре снизиться. Причиной тому здесь технология перпендикулярной записи, потребовавшая новых материалов и покрытий, в том числе из благородных металлов (рутений и др. платиноиды). Они практически не подвержены коррозии, что даёт надежду на стойкость к влаге дисков последнего поколения.

Порой встречаются полностью залитые ЖД (ноутбук попал в воду, настольный компьютер пострадал от протечки, сервер залили пеной при тушении пожара и т.п.). В таких случаях многое зависит от продолжительности воздействия и давления воды: корпус диска отнюдь не герметичен, и даже несколько капель, попавших внутрь банки, действуют после включения фатально. Обычный пользователь с аварийной ситуацией вряд ли справится, поэтому следует не пытаться высушить накопитель подручными средствами (фен и т.п.) и тем более не вскрывать гермоблок, а обратиться к специалистам. Спасти данные может лишь комплекс срочных работ, включая промывку и сушку электроники, чистку контактов, а при необходимости – перестановку механики.

Второй по важности фактор воздушной среды – загрязнённость, в первую очередь содержание взвешенных частиц. Наличие в банке ЖД барометрического отверстия (breath hole), отвечающего за выравнивание давления, означает, что туда может подсасываться забортный воздух. Он, конечно, проходит очистку, однако встроенный фильтр имеет ограниченную ёмкость и к тому же пропускает мельчайшие частицы (например, табачный дым).

В сильно запылённой или накуренной атмосфере долговечность диска оказывается под вопросом: рано или поздно загрязнения попадут на пластины, и тогда жди беды. Ведь в современных ЖД головка летит на высоте всего 8-15 нм, и частицы дыма (характерный размер 20-60 нм) представляют для неё серьёзное препятствие. А столкновение с более крупными пылинками и вовсе фатально.

Сказанное, разумеется, не означает, что накопитель придёт в негодность от первой же выкуренной рядом сигареты – дым худо-бедно фильтруется на 99.5%, да и воздухообмен в банке крайне мал. Однако постоянная эксплуатация в накуренном помещении (где, как говорится, хоть топор вешай) достоверно снижает наработку на отказ.

В этом аспекте более уязвимы диски 2.5″ – из-за тонких фильтров и неблагоприятных условий эксплуатации. Так, наблюдался экземпляр, не выдержавший пыльной бури в саванне: владелец взял ноутбук в экспедицию, и пыль проникла сквозь все уплотнения. Результатом были убитые головки и трудоёмкое восстановление данных.

Износ ЖД резко ускоряют коррозионно активные аэрозоли (морская соль, производственные выбросы). Они, а также другие агрессивные примеси в воздухе (сернистый газ, окись азота, испарения хлора из воды в бассейнах и др.) портят в первую очередь электронику и контакты, но могут через фильтр добраться и до механики.

Ионизаторы воздуха, как оказалось, тоже могут быть вредны для дисков. В данных приборах для генерации аэроионов используется коронный разряд высокого напряжения (6-20 кВ). При этом возникают сильные электростатические поля, и в неблагоприятных условиях (близкое расположение, отсутствие заземления, сухой воздух) электроника ЖД даёт сбои. Результат – искажение данных, зависания ОС и другие неприятности, исчезающие с отменой ионизации.

Наконец, атмосферное давление не должно сильно отклоняться от стандартных значений. В разреженном воздухе снижается высота полёта головок, отчего растёт риск повреждений и сбиваются многие автоподстройки (изменившаяся отдача путает карты микропрограмме). Диск теряет стабильность записи и чтения, сыпет ошибками и быстро выходит из строя.

Такое неоднократно случалось с компьютерами на высокогорных обсерваториях и с ноутбуками альпинистов и прочих экстремалов. Как показала практика, на высоте свыше 3000 м обычные ЖД не выдерживают и месяца. Для подобных условий выпускаются накопители в специальном исполнении, с полностью герметичной усиленной банкой.
3.3. Механические воздействия

Прецизионные устройства с подвижными частями, каковыми являются современные жёсткие диски, крайне чувствительны к любым внешним воздействиям – ударам, толчкам, вибрации. Производители творят чудеса, пытаясь ограничить или компенсировать их влияние (материалы, конструкция, функции микропрограммы, средства самодиагностики и т.п.), но полностью защитить ЖД эти меры не в состоянии. Радикальная амортизация, например упругая подвеска диска во внешнем корпусе, могла бы исправить дело, однако дороговизна и непрактичность не оставляет шансов подобным решениям.

Удары и вибрация – основные виды вредоносных механических воздействий. При этом удары поражают как выключенный, так и работающий ЖД, хотя и в разной степени, а вибрация – только работающий. Дело в том, что ускорения при обычно встречающейся вибрации недостаточны, чтобы физически повредить диск, и её основной эффект – функциональные нарушения (системы автоподстройки и т.п.).
3.3.1. Удары

Риск повреждающих ударов существует на всех этапах жизненного цикла накопителей. Как показала практика, чаще всего диски бьются при транспортировке и установке. Сильные удары, толчки, а особенно падения приводят механику в негодность несмотря на то, что в выключенном состоянии ЖД в 4-5 раз более стойки к ударам (в частности, головки выведены с пластин и находятся на парковочной рампе; эту полезную деталь вслед за IBM внедрило большинство производителей).

Именно поэтому механическая защита ЖД так подробно была описана в разделах 1.4 и 2.3. Повторим, что удары опаснее, чем кажется: незащищённый накопитель рискует серьёзно травмироваться при падении с высоты всего 10-15 см (речь идёт о совпадении неблагоприятных условий – жёсткий пол, неудачная точка контакта и т.п.).

После установки в системный блок диск, конечно, уже не так уязвим – сам корпус защищает его от сильных ударов. Однако расслабляться не следует: в рабочем состоянии механика гораздо чувствительнее, и ее способны повредить даже сравнительно небольшие ускорения, сравнимые с падением с высоты 3-4 см. В первую очередь страдает распаркованный БМГ. Летящие на высокой скорости головки могут коснуться пластин, а это бесследно не проходит.

Речь идёт не только о фатальных запилах поверхности или перегреве магнитных резисторов, моментально выводящем их из строя. Даже при лёгком контакте может сточиться и деформироваться слайдер (элемент подвеса головки, отвечающий за аэродинамику). В последнем случае диск работоспособности не теряет и внешне всё нормально. Однако скособоченная головка работает в нештатном режиме, и довольно быстро накопившиеся погрешности перерастают в нечитаемые данные.

Кроме того, в современных ЖД при скорости вращения 7200 об./мин и увеличившейся массе пластин становится очень заметен гироскопический эффект. При разворачивающем ударе мгновенная нагрузка на шпиндель многократно возрастает по сравнению с нерабочим состоянием, что повышает риск погнуть вал двигателя и разбить подшипник. Такие повреждения всегда тяжелы и часто фатальны.

Априори сложно оценить, какой эффект может иметь тот или иной удар по корпусу. Прежде всего, различается длительность и суммарная энергия ударов. Ясно, что резкий толчок опаснее сглаженного – выше развиваемые силы и ускорения. Однако провести водораздел не так-то просто.

В спецификациях ЖД длительность удара принимается равной 2 мс, что больше характерно для падений, причём на твёрдую поверхность. Диск, упавший с высоты всего 5 см, испытывает вертикальное ускорение в 50 g (оно уже критично для некоторых моделей). Горизонтальные воздействия обычно не столь кратковременны, но опасность им придает эффект застоя у эластичных ножек корпуса, когда начальная фаза смещения происходит с повышенным ускорением.

Ориентировочно можно считать, что для работающего диска вреден любой толчок, приводящий к смещению СБ хотя бы на 2-3 см. Реальные же последствия для ЖД весьма разнятся: это зависит от ударостойкости конкретной модели, жёсткости корпуса и амортизации корзины. Учесть всё это сложно, поэтому стоит подстраховаться и разместить компьютер наиболее устойчивым образом, а когда питание включено – избегать любых перемещений.

Вероятность «грохнуть» диск во многом зависит от расположения системного блока. На практике чаще страдают компьютеры, стоящие на полу – их самих и подключённые кабели задевают ногами и уборочными приспособлениями. При наличии неконтролируемых факторов риска (проходное место, дети и т.п.) можно даже прикрепить СБ к неподвижному предмету вроде трубы или ножки стола.

Наиболее опасно падение набок. В этом случае диск уязвим даже при выключенном питании, поскольку он испытывает мощный боковой удар, способный разбить подшипники и погнуть ось шпинделя. Работающий же накопитель в большинстве случаев фатально повреждается: головки резко чиркают по пластинам, выбитые частицы покрытия, попадая под головки, работают как абразив и сдирают соседние участки.

Процесс развивается лавинообразно, и всего за несколько секунд приводит устройство в полную негодность. Данные в прямом смысле слова стираются в порошок, оседая магнитной пылью на стенках и воздушном фильтре. Как горько шутят ремонтники, собрать их можно только пылесосом…

Отдельно стоит рассмотреть ударостойкость внешних накопителей, получающих всё большую популярность. Они выпускаются двух основных классов, исходя из типоразмеров ЖД 3.5″ и 2.5″. Другие форм-факторы распространены значительно меньше: диски 1.8″ необоснованно дороги, а микродрайвы 1″ проиграли конкуренцию флэшкам и сходят со сцены.

Контейнеры для ноутбучных дисков – это зачастую простейшие тонкостенные коробочки, ударостойкости они почти не добавляют. Более надёжны, но и дОроги, модели с дополнительной амортизацией (обычно это резиновые прокладки вокруг накопителя, а также утолщения корпуса на торцах и защитный чехол). При нормальной эксплуатации эти мобильные устройства особых проблем не доставляют. Незначительные толчки и удары им не слишком опасны, даже полёты со стола порой сходят с рук (здесь, правда, больше заслуга современных дисков, оснащённых датчиком ускорения и успевающих запарковать головки уже в первые 20 см падения).

Естественно, испытания такого рода мы проводить не советуем. Также не стоит ставить в боксы 2.5″ особо ёмкие или скоростные ЖД (200 Гб и выше, 7200 об./мин) - они заметно чувствительнее к ударам, да и с питанием от порта USB случаются проблемы. Оптимальным наполнением будет модель среднего объема (80-160 Гб), со скоростью вращения шпинделя 4200 или 5400 об./мин.

Контейнеры для дисков настольного формата значительно разнообразнее, что обусловлено растущим спектром применений (не только внешние накопители, но и медиацентры, серверы резервного копирования и т.п., вплоть до сетевых NAS-хранилищ и RAID-массивов). Они, как правило, выполнены из металла, имеют сетевое питание и широкий набор интерфейсов – от привычного USB до скоростных eSATA и Gigabit Ethernet. Охлаждение чаще пассивное, достигается плотным прижимом диска к шасси (крошечный вентилятор, если есть, играет вспомогательную роль).

Подобная конструкция затрудняет внутрикорпусную амортизацию, обычно дело ограничивается резиновыми ножками. ЖД в таком боксе почти столь же чувствителен к ударам, как и незащищённый накопитель, и требует сходных предосторожностей. В частности, при перевозке желательна дополнительная защита, а выбирать место для установки (стационарной!) надо наравне с системным блоком или даже тщательней. Малая масса контейнера делает его более чувствительным к случайным толчкам, а габариты порой способствуют опрокидыванию.
3.3.2. Вибрации

Как уже было сказано, вибрации не угрожают надёжности жёсткого диска – скорее, они угрожают находящейся на нём информации. ЖД от вибрации редко страдает физически, а вот что-то неправильно прочитать или записать вполне может. Правда, рядовой пользователь подобные различия осознаёт с трудом: с его точки зрения, накопитель не выполняет своих прямых обязанностей. Чем же опасна вибрация?

Прежде всего, вибрация поражает систему позиционирования. Перемещение БМГ на нужную дорожку и удержание над ней в процессе записи и чтения данных – это сложный колебательный процесс, где одной из опорных частот служит частота вращения шпинделя, чаще всего 120 Гц. Внешние периодические возмущения (а это, собственно, и есть вибрация) изменяют спектральный состав этих колебаний и вносят разлад в ансамбль обратных связей.

Конечно, изощрённые алгоритмы firmware продолжают работать, математику не обманешь, но позиционирование значительно замедляется, а сам процесс записи данных может происходить с ошибками. Впоследствии при считывании эти места будут восприниматься как дефектные; возможны и другие проблемы, например, паразитные репозиционирования (головки как бы дёргаются).

Кроме того, от вибрации страдает производительность накопителя. Ведь даже линейное чтение требует частых перемещений на соседнюю дорожку, а всякое позиционирование затруднено. В результате обмен данными с ЖД замедляется в несколько раз и теряет стабильность, что плохо сказывается на работе операционной системы и всего компьютера.

Источники вибрации делятся на внешние и внутренние по отношению к системному блоку. Внешние источники – это звуковые колонки, особенно мощные низкочастотные (сабвуферы), а также силовые трансформаторы. Последние чаще встречаются не в быту, а на производстве; к этому добавляются разнообразные электродвигатели, насосы и прочее вибрирующее оборудование. Защита здесь одна – размещение СБ в безопасном месте, подальше от вредных воздействий. В лёгких случаях поможет вибропоглощающая прокладка, например резино-войлочные коврики в два и более слоя.

Внутренние источники вибрации, более распространённые и сложно нейтрализуемые – это вентиляторы; системный динамик (PC Speaker); оптические приводы CD/DVD; другие жёсткие диски. Рассмотрим эти угрозы по порядку.

Вентиляторы причиняют вред ЖД только при неудачной конструкции корпуса или ошибочном монтаже, когда когда отсутствует механическая развязка и вибрации крыльчатки передаются на дисковую корзину. К этому часто приводят самодельные доработки старых или дешёвых корпусов, а также попытки индивидуального охлаждения ЖД. В современном СБ общее число вентиляторов доходит до шести-семи, но их продуманное размещение, качественные подшипники с большим ресурсом и эластичные крепления сводят вибрации на нет.

Системный динамик в большинстве современных компьютеров распаян прямо на материнской плате, он весьма компактен и заметного влияния не оказывает. Однако в старых корпусах ещё встречаются громкоговорители традиционной конструкции, которые крепятся к передней стенке, а иногда и к днищу дисковой корзины без всякого демпфирования. В этом случае их звуковые вибрации легко достигают ЖД, что как минимум нежелательно. Такой динамик лучше демонтировать или хотя бы отключить.

Оптические приводы, а также флоппи-дисковод, могут порождать сильные вибрации, когда в них попадают носители низкого качества. Особенно это относится к высокоскоростным приводам CD-ROM и болванкам no name, которые зачастую бывают несбалансированы. Пытаясь прочитать такой CD на разных скоростях, привод многократно разгоняется и замедляется, а возникающие при этом вибрации передаются на корзину и доходят до ЖД. Чтобы ослабить это вредное влияние, в хороших корпусах корзины для оптических приводов и жёстких дисков разделены и механически развязаны.

Наиболее сложный случай – соседство нескольких ЖД в одной корзине. При активной работе они мешают друг другу, особенно в моменты позиционирования, а слегка различающаяся частота вращения шпинделей вызывает биения и резонансы. Результат – неприятный гул и дребезг в различных частях корпуса, снижение производительности дисковой подсистемы и рост числа сбоев.

Подобная ситуация стала часто встречаться, поэтому в ряде современных корпусов сделаны две раздельные корзины для ЖД. Например, основная корзина находится, как обычно, в средней части корпуса, а на днище есть дополнительное посадочное место (хотя бы крепёжные ушки). Его преимущества – полная виброразвязка, устойчивость и хорошее охлаждение диска. Существуют и такие конструкции, где посадочные места размещены перпендикулярно друг другу.

При другом подходе все ЖД монтируются через демпфирующие элементы – втулки, прокладки, салазки и т.п.(они должны быть предусмотрены конструкцией корзины). Неплохо себя зарекомендовал и самодельный амортизирующий подвес из четырёх полосок твёрдой резины. Эти практичные решения позволяют свести на нет взаимное влияние дисков; надо только не забывать про слабый теплоотвод на корзину и принять меры к обдуву.
Заключение

Мы рассмотрели весь жизненный цикл жёстких дисков и выяснили, какие опасности и угрозы подстерегают на разных этапах это чудо современных технологий. ЖД могут быть вполне надёжны, если осознанно подбирать их под имеющиеся задачи, а также правильно распределять затраты – скажем, экономия на блоке питания скорее всего выйдет боком. Аккуратная установка, грамотная эксплуатация и регулярный контроль состояния дисков (он остался за рамками статьи) обеспечат им долгую жизнь и сведут к минимуму возможные неприятности.

Увы, ничто не вечно, и при всех предосторожностях диски порой выходят из строя. На этот случай надо иметь резервную копию ценных данных, благо технологий бэкапа сейчас хватает на любой вкус и кошелёк – от клонирования разделов на DVD до выгрузки файлов в Интернет-хранилище. Внешние накопители и те получили аппаратную функцию копирования: достаточно нажать кнопку на корпусе, чтобы процесс пошёл. При таких удобствах даже неопытные пользователи смогут сохранить свою «инфу» без лишних проблем.

С описанными мерами потенциальная ненадёжность ЖД нивелируется, а их роль как главных накопителей информационной эпохи ещё более возрастает. Теоретические пределы плотности записи и скорости обмена на порядок больше нынешних цифр, так что отрасли есть куда расти. Планируется, что к 2013 году 2.5″ накопители достигнут ёмкости 4 Тбайт, а настольные диски доберутся до 10 Тбайт; в более далёких прогнозах фигурирует цифра 50 Тбайт.

Активно развиваются и конкурирующие технологии (твердотельные, оптические и другие). Однако революции в хранении данных пока не предвидится: накопители SSD на флэш-памяти претендуют лишь на некоторые сегменты рынка (в первую очередь из сферы мобильных применений), а прочим разработкам до массового внедрения ещё далеко. Альтернативные принципы записи остаются лабораторной диковиной, изредка воплощаясь в дорогие нишевые продукты. Забвение жёстким дискам ещё долго не грозит…
первоисточник: R.LAB восстановление жесткого диска.

0