Короткий опис конструкції сучасних HDD
У даній статті ми будемо розглядати найбільш поширені накопичувачі з інтерфейсом АТА (AT Attachment), званим також IDE (Integrated Drive Electronic), які використовуються в абсолютній більшості персональних комп'ютерів. Отже, накопичувач на жорстких магнітних дисках складається з власне магнітних дисків (1, 2, 3, іноді 4 диска), зібраних в пакет і встановлених на осі шпиндельного двигуна, блоку головок читання-запису, укладених разом з дисками в пилонепроникний корпус (гермоблок) , і плати управління.
Вся електронна частина HDD, за винятком мікросхеми підсилювача-комутатора блоку головок, розташована на платі електроніки накопичувача. Контролер являє собою спеціалізований мікрокомп'ютер, що складається з керуючого процесора, ПЗУ (часто вбудованого в процесор), ОЗУ, і мікросхем для управління двигуном і котушкою позиционера, кодування і декодування даних, перетворення даних і сполучення із зовнішнім інтерфейсом. Цей мікрокомп'ютер працює під керуванням свого програмного забезпечення, що складається з декількох модулів і утворює спеціалізовану операційну систему. Робочі програми контролера зберігаються частково в ПЗУ, а частково (у багатьох моделях HDD) - на дисках в спеціально відведеній для цього службової області, недоступною для користувача. Робота накопичувача без завантаження цих програм в ОЗУ контролера неможлива. На службових циліндрах зберігається також інша необхідна для роботи HDD інформація (таблиці прихованих дефектів поверхонь і т.п.). Зчитування інформації з службової зони проводиться при початковій ініціалізації накопичувача, а також у міру необхідності в процесі його роботи.
При виключенні живлення контролер проводить автоматичну парковку головок - переміщує їх в спеціальну паркувальну зону, яка не використовується для запису інформації, де головки опускаються на поверхні дисків. Автоматична парковка здійснюється за рахунок енергії обертання пакета дисків, при цьому шпиндельний двигун використовується як генератор.
Діагностика несправностей HDD IDE
Отже, "сталося страшне". Вінчестер відмовляється працювати. Як правильно визначити, в чому причина несправності? Загальний алгоритм первинної діагностики може бути приблизно таким:
Підключити накопичувач до кабелю живлення, не підключаючи інтерфейсний кабель. При включенні харчування повинен бути чути звук розкрутки шпиндельного двигуна, потім кілька секунд роботи позиционера (ініціалізація, первісна калібрування), потім звук обертання дисків повинен стати рівним, а світлодіод вибору накопичувача (якщо він є) - згаснути. Якщо все відбувається саме так, то можна відразу переходити до пункту 2. Будь-яке інше поведінку накопичувача говорить про можливу несправність. Варіанти цієї поведінки можуть бути наступними:
а) Чи не відбувається взагалі нічого. Якщо двигун не розкручується при подачі живлення (не відтворює абсолютно ніяких звуків), то це швидше за все означає несправність плати електроніки. Несправними можуть виявитися ланцюга харчування, управління двигуном, а також будь-яка зі схем, пов'язаних з керуючим процесором і мікро контролером (процесор керує крім усього іншого запуском двигуна і стабілізацією швидкості його обертання). Іноді несправну деталь можна визначити візуально - згоріла від перевантаження по напрузі або від перегріву мікросхема може мати здуття і тріщини. Подібне відбувається найчастіше через неправильне підключення харчування - переплутаних проводів 12 і 5 вольт або перевантаження по интерфейсному разьему при підключенні накопичувача "на ходу" (при включеному харчуванні комп'ютера). Випадки несправності шпиндельного двигуна (обриву обмоток) вкрай рідкісні, але все ж ймовірність цього не нульова. Переконатися в справності обмоток двигуна можна, продзвонивши їх тестером на відповідному разьеме. Опір обмоток зазвичай становить близько 2-3 ом.
б) Розкручування дисків не відбувається, але можна почути спроби розкрутки (гудіння). До подібного ефекту призводить залипання головок (особливо на старих накопичувачах Seagate, WD, Conner, а також Quantum Sirocco). В цьому випадку можна спробувати кілька разів різко крутнути накопичувач в площині дисків (тримаючи його в руках і, звичайно, відключивши всі кабелі). Це може допомогти "отлепить" головки. Правда, цей дефект може скоро з'явитися знову, і зовсім позбутися від схильності до залипання головок на старих вінчестерах часто не вдається. Механічні вузли мають властивість незворотньо зношуватися. У нових HDD подібне зустрічається, якщо з якої-небудь причини не спрацювала автоматична парковка або головки вийшли з паркувальної зони з іншої причини - наприклад, від тряски при перевезенні.
в) Двигун розкручується, потім чутно кілька клацань, і двигун зупиняється. Можливі варіанти:
- Накопичувачі Conner і споріднені з ними Seagate (ST31276A, ST31277A, ST31722A, ST32122A і інші): двигун розкручується, потім зупиняється (без клацань). І так багато разів.
- Накопичувачі Western Digital: двигун розкручується, і чути часті рівномірні удари позиционера про обмежувач (краще відразу вимкнути, так як може призвести до пошкодження головок і поверхонь дисків).
- HDD інших виробників зазвичай розкручують двигун, потім чутно кілька клацань, і двигун зупиняється. Після цього може мерехтіти світлодіод (якщо він є), повідомляючи код помилки.
Найбільш часто зустрічаються несправності з таким проявом - обриви головок, концентричні подряпини на дисках (наслідок зносу) а також несправність мікросхем каналу читання / запису (найчастіше через всякого роду замикань, що влаштовуються любителями копатися у включеному комп'ютері). Причина клацань - удари хвостовика блоку головок об обмежувач через відсутність читання, тобто несправності блоку головок, каналу читання, або руйнування сервометок на диску: система позиціонування не може знайти крайню зовнішню доріжку, на якій записаний відповідний ідентифікаційний код, і після декількох безуспішних спроб керуючий процесор зупиняє двигун. У разі HDD фірми Conner і тих Seagate, які продовжують модельний ряд Conner, при відсутності читання з дисків взагалі не відбувається ніяких переміщень блоку головок, так як алгоритмом їх роботи передбачена стабілізація швидкості обертання шпиндельного двигуна по сервометки в зоні парковки, і якщо севометкі Там не обнаужени, пошук зовнішньої доріжки НЕ пpоизводится.
г) Двигун розкручується, потім чути один або кілька тихих клацань, після чого двигун продовжує обертатися, але накопичувач не виходить в стан готовності (не гасить індикатор зайнятості і не реагує на звернення з комп'ютера). Або в готовність виходить, світлодіод гасить, але BIOS'ом не визначається і на команди не реагує. Це означає, що керуючий процесор накопичувача "зависає" з-за неправильного зчитування знаходяться на дисках службових програм. Ці програми можуть виявитися зруйнованими як через будь-яких збоїв в роботі вінчестера (в тому числі некоректних спроб низькорівневого форматування), так і з-за зносу поверхонь службових циліндрів.
д) Дуже гучний і неприємний звук при розкручуванні двигуна HDD (скрегіт, свист, "виття" і т.п.). Або несправний сам двигун, або зміщені диски (від удару), або головки вийшли за межі поверхні диска через поломки обмежувачів.
В описаних випадках накопичувач явно несправний, причому несправність досить серйозна. У більшості випадків впоратися з такими несправностями в домашніх умовах неможливо. Більш глибока діагностика, а також ремонт зазвичай вимагають наявності спеціального обладнання (осцилографа, комплексу РС3000 (www.acelab.ru) і т.д.). Локалізуватинесправність (плата або гермоблок?) Можна заміною плати електроніки. Замінювати плату можна тільки на точно таку ж (тієї ж моделі і з тієї ж прошивкою мікропроцесора), якщо не відомо точно, що моделі сумісні.
Підключити накопичувач до комп'ютера (єдиним на первинний або вторинний контролер). При правильному кабель інтерфейсу або вінчестер повинен проініціалізувати так само, як описано в п.1. Далі потрібно запустити BIOS Setup і перевірити автовизначення параметрів HDD. Після короткочасного миготіння індикатора HDD (читання паспорта диска по команді identify drive, см. Опис стандарту АТА) в відповідному рядку повинні з'явитися його параметри, відповідні написаним на кришці гермоблока, або хоча б більш-менш правдоподібні. Якщо визначається щось незрозуміле, на зразок "-97889 циліндрів, 0 головок, 256 секторів", або параметри не визначаються зовсім, треба перевірити всі контакти і справність сигнального кабелю. Дуже часто погані контакти спостерігаються в перехідниках для підключення 2 "накопичувачів. Такий перехідник краще відразу замінити на нормальний, так як домогтися його надійної роботи навряд чи вдасться. Перший контакт 44-х контактного роз'єму IDE накопичувачів 2" форм-фактора - зазвичай той, який ближче до пари джамперів master / slave, а перший контакт перехідника - той, що далі від дроти живлення (вид з боку плати HDD).
Якщо ж всі контакти надійні і справні кабель і інтерфейс з боку комп'ютера, то неправильне визначення параметрів або відсутність їх визначення означає зазвичай несправність електроніки накопичувача (зокрема, мікросхеми мікроконтролера). До неправильної реакції на команди може також іноді привести часткове руйнування службової інформації, але ймовірність такого випадку досить низька. Справний IDE вінчестер, незалежно від наявності на ньому логічного формату, повинен бути доступний в системі як фізичний пристрій. Перевірити це можна, наприклад, утилітою Diskedit з NU, або тестом Checkit.
Diskedit в режимі роботи з фізичним диском дозволяє перевірити читання і запис даних (запис можна перевірити заповненням різними кодами декількох невикористовуваних секторів на 0 боці 0 циліндра), Checkit перевіряє читаність заголовків секторів (перевірка низкоуровневого формату) і правильність контрольних сум полів даних. Зазвичай HDD - пристрою досить надійні, і в них рідко з'являються важковловимий і неявні дефекти. Якщо запис і читання працюють на всьому дисковому просторі, накопичувач можна вважати справним. Проблему в цьому випадку треба шукати в програмному забезпеченні або несумісності будь-яких з присутніх в системі пристроїв. Одна з найбільш поширених і очевидних несправностей HDD - поява дефекних ділянок магнітних поверхонь (bad blocks) - результат природного зносу або неакуратне поводження. Виявляються дефекти тестами на зразок Checkit, PcCheck і ін. Hеобходимо пам'ятати, що програми перевірки файлової системи (Ndd, Scandisk) беруть первинну інформацію про дефекти поверхні з FAT, тобто кластери, позначені як bad в FAT (кодом F7FF), можуть і не бути дефектними насправді, і навпаки. Затримки в роботі, супроводжувані клацанням і "підвисанням" комп'ютера при зверненні до HDD (при відсутності явних дефектів поверхні) свідчать про нестабільний читанні або запису на деяких ділянках, тобто про швидку появу bad blocks.
І ще одне зауваження: одна з ймовірних причин проблем в роботі вінчестера - поганий контакт в разьеме харчування, а також неякісні блоки живлення, які не забезпечують необхідну стабільність живлячих напруг. Це особливо актуально для сучасних накопичувачів, які представляють собою досить точні і ніжні електронно-механічні пристрої, і в той же час споживають досить великі струми, особливо в момент розкрутки пакета дисків. Hестабільность електроживлення може привести до серйозних несправностей (досить згадати масовий вихід з ладу HDD Quantum нових серій саме з цієї причини). Тому перевірка надійності контактів і стабільності харчування повинна бути першим кроком при діагностиці проблем, пов'язаних з HDD.