Ремонт жесткого диска. Неисправности и технологии ремонта HDD

Введение

Изучением жестких дисков и их восстановлением наша компания занимается с 2000 года. За это время инженерами наших лабораторий накоплен большой опыт по различным поломкам HDD и способам их устранения. В этой статье мы хотим систематизировать наиболее часто встречающиеся группы неисправностей HDD, причины появления и методику их устранения.

В самом начале нужно прояснить два важных момента: ремонт HDD любой категории сложности и ДАЖЕ ДИАГНОСТИКА на предмет возможности отремонтировать винчестер, приводят к полной и безвозвратной потере пользовательской информации на отремонтированном жестком диске. Это связано с особенностями технологического процесса как самого ремонта, так и послеремонтного тестирования HDD.

И второй момент: часто заказчики путают понятия «ремонт HDD» и «восстановление данных с жесткого диска». Если вам нужен именно ремонт, то настоятельная просьба понимать, что эта услуга гораздо дешевле восстановления информации, но в то же время приведет к полной ее потере. И напротив, если вам нужно именно восстановление данных с жесткого диска, то так и надо формулировать свои пожелания при обращении в компанию, которая занимается жесткими дисками.

Итак, неисправности HDD можно подразделить на основные группы:

Неисправности поверхности HDD — бэд блоки

Наиболее часто встречающаяся поломка винчестера это так называемые бэд блоки. Именно дефекты поверхности часто приводят к тому, что жесткий диск не определяется в Windows и нет доступа к пользовательским данным. Бэд блок — это по сути сектор, при обращении к которому процессор на плате жесткого диска не получает его корректной контрольной суммы. При этом в регистрах ошибок выставляется бит UNC, что расшифровывается как некорректируемая ошибка данных. Эта ситуация может проявиться, если сектор вообще не читается, либо читается, но поле контрольной суммы не коррелирует с полем данных. Узнать истинную причину можно попытавшись перезаписать bad сектор целиком, как поле данных, так и служебную информацию. У софт-бэд блока после перезаписи контрольная сумма сектора будет исправлена. А физические бэды большинство современных накопителей скроет путем автоматического замещения бэд блока, либо исключением его из трансляции. Если перезапись не помогла и bad block остался на старом месте, то следует в ручном режиме занести его в таблицу дефектов и пересчитать транслятор. Либо перезаписать всю пользовательскую область, как приходится делать в случае, если требуется скрытие дефектов на накопителях IBM и Hitachi.

Бэд-сектора, которые встречаются группами говорят о наличии более серьезной проблемы. Это уже либо выход из строя одной или нескольких головок чтения\записи, либо несоответствие таблицы зонного распределения текущему состоянию жесткого диска, либо сбой в первоначальных заводских адаптивных настройках HDD. Для локализации причин и определения стратегии устранения неисправности нужно установить наличие или отсутствие закономерностей в расположении групп дефектов. Так, к примеру, регулярно повторяющиеся группы бэдов на протяжении всех LBA секторов могут быть вызваны неисправностями в пакете блока магнитных головок. Нерегулярно появляющиеся группы можно убрать путем ручного редактирования таблицы зонного распределения или запуском заводского сэлф-скана. Нестабильно появляющиеся bad blocks чаще всего могут быть вызваны неисправностями платы электроники или шпиндельного двигателя, который из-за выработки смазки не в состоянии держать стабильные обороты.

Неисправности контроллера жесткого диска

Ситуация, когда на жестком диске сгорел контроллер по распространенности стоит на втором месте. Как правило выгорают либо защитные элементы в цепи питания, либо силовая микросхема, формирующая рабочие напряжения на обмотки шпиндельного двигателя и управляющая актуатором БМГ. В ряде случаев, например при серьезном тиристорном пробое блока питания компьютера, импульс может выжечь практически все на плате электроники жесткого диска, включая центральный процессор. Как правило, ремонт платы электроники целесообразнее производить методом полной замены сгоревшей платы на исправную.

К сожалению, на современных жестких диска простой заменой обойтись не получится, так как на современных HDD в ПЗУ записаны адаптивные настройки, необходимые для первоначального старта и рекалибровки винчестера. Некоторые диски при запуске берут из содержимого ПЗУ адрес цилиндра, по которому лежат треки со служебной информацией, и при запуске с чужим ПЗУ такой диск не прогрузит микропрограмму в память. Другие накопители без стартовых адаптивов не смогут провести позиционирование по серворазметкам и при запуске HDD с чужим контроллером будут просто стучать. Методы ремонта разных моделей винчестеров в случае утраты платы с оригинальным ПЗУ будет разный. В одних случаях можно собрать оригинальное ПЗУ из служебных модулей в SA, получив к ней доступ путем подбора смещений, а где то нужно методом подбора из базы совместимых версий микропрограмм подбирать подходящую.

Неисправности в прошивке HDD

Современные диски имеют достаточно сложную микропрограмму, состоящую из загрузочной части, записанной в ПЗУ, исполняемых модулей (оверлеев), таблиц дефектов и т.п. Служебная область записана на специально отведенных для этого зонах на пластинах HDD. Фактически, можно провести прямую аналогию с операционной системой персонального компьютера. И, как часто бывает, когда на компьютерах «слетает Windows» так же встречаются подобного рода сбои, связанные с ошибками в микрокоде жесткого диска. Проблемы с прошивкой жесткого диска обычно происходят по причине порчи одного или нескольких модулей, когда HDD не в состоянии рекалиброваться и выйти в готовность. Подобная ситуация возможна как при логических сбоях (нарушение заголовка одного или нескольких служебных модулей или их содержимого, которое может произойти в результате сбоя при их записи или обновлении) так и при физическом повреждении поверхности в области занимаемой служебной информацией. Так же приходится сталкиваться с ошибками в самой микропрограмме, как это часто встречается на ранних моделях Seagate 7200.11. У этих дисков в результате ошибок обработки внутренних процедур диск выходит из строя в результате сбоя при обновлении таблиц SMART или таблицы пользовательских дефектов.

Подобные неисправности достаточно легко устраняются. В некоторых случаях нужно обновить прошивку диска на последнюю версию, рекомендованную производителем, а иногда вполне достаточно перезаписать поврежденные модули из их копий по другим головам или от диска подобного семейства, чтобы диск снова нормально заработал.

Неисправности в гермозоне HDD

Гермозоной называется металлический корпус винчестера, в котором смонтирован шпиндельный двигатель, пакет пластин, блок голов на кронштейне, рассекатели, парковочная рампа, фильтры внутренней рециркуляции и тому подобное. Типовые проблемы в гермозоне могут быть связаны либо с блоком голов (неисправность самих голов, либо микросхемы предусиления-коммутации), либо со шпиндельным двигателем (заклинивание либо подклинивание в результате выработки смазки в стакане), либо с самим пластинами (радиальные запилы, царапины, сколы).

Заклинивание вала жесткого диска является одной из самых распространенных физических поломок гермоблока. Самая распространенная причина клина вала винчестера — это несоблюдение температурного режима эксплуатации накопителя. Для современного HDD желательно организовать дополнительный отвод тепла путем установки в корпус компьютера специально для этой цели предназначающегося вентилятора. В противном случае перегрев винчестера может привести к разжижению и выдавливанию смазочного материала из стакана. Как следствие — появляются ошибки при позиционировании, диск начинает многократно перепозиционироваться и с этого момента процесс развивается лавинообразно. За счет увеличения количества механических движений актуатора общий перегрев накопителя усиливается, ось ШД деформируется, касается стенок стакана и происходит эффект горячей сварки, вал HDD намертво прикипает к стакану. При этом сама ось деформируется так, что при попытке проворота уже самого стакана (ось в таком состоянии не получится провернуть никак) пластины начинают задевать за металлические рассекатели. В большинстве случаев в момент клина жесткого диска механизм организации парковки голов, так называемый airlock, успевает запарковать головы в парковочную зону, в центр пластин или на парковочную рампу, зависит от конкретного семейства жесткого диска. Если этого не происходит — головы «залипают» на поверхности, создавая дополнительные осложнения в этой и без того непростой ситуации.

Залипание головок на поверхности жесткого диска возможно так же и по причине общего сбоя механизма парковки, например когда происходит нештатное прерывание питания. Или в результате механического воздействия на жесткий диск (HDD уронили или сильно ударили).

Если выход из строя одной или нескольких голов не связан с повреждениями на поверхности пластин, то такой диск можно отремонтировать, программно отключив неисправные головы с понижением емкости до предыдущей модели в линейке. После чего на таком диске с отключенной одной или несколькими головами обязательно надо запустить сэлф-скан. В остальных случаях ремонт диска подразумевает полную замену гермоблока в сборе.

Заключение

Еще раз хочу обратить внимание читателей на то, что ремонт HDD приводит к полному и безвозвратному уничтожению пользовательских данных. Нельзя путать понятия «ремонт жесткого диска» и «восстановление данных». Это вещи прямо противоположные, поэтому всегда необходимо уточнять — имеет ли содержащаяся на винчестере информация ценность и нужно ли ее сохранять.

Стоит так же добавить, что в момент публикации статьи (май 2011 года) наша компания не предоставляет услуг по ремонту HDD. Это связано с тем, что в настоящее время наши мощности полностью загружены заказами по восстановлению данных, а так же с нерентабельностью самого ремонта по сравнению с ценой жесткого диска (средняя цена диска SATA 1Tb колеблется в диапазоне 1500-2000 рублей) и технологической невозможностью предоставить «нормальную» длинную гарантию на отремонтированный жесткий диск. Подробнее наш взгляд на эту тему можно прочитать в статье «Компьютер не видит диск. Не определяется жесткий диск»



Автор статьи: Артем Макаров aka Robin, www.hardmaster.info.

При полном или частичном использовании материалов этой статьи активная гипертекстовая ссылка на сайт www.datarc.ru обязательна.