Контроллер жестких дисков

Лабораторная работа № 3 — Устройство жесткого диска

1. Конструкция жёсткого диска

Жёсткий диск состоит из двух основных частей: гермоблока и контроллера.

Рисунок 1 – блок – схема жесткого диска

Рисунок 2 – Основные элементы конструкции жесткого диска

1.2. Устройство жесткого диска

Весь винчестер, как устройство, делится, как мы отметили, на две крупные составляющие: плату электроники и гермозону или «банку», внутри которой уже находятся магнитные диски, блок магнитных головок, шпиндельный двигатель.

Рисунок 3- Внешний вид жесткого диска фирмы MAXTOR

1.3. Плата электроники (контроллер)

Плата электроники или контроллер на жестком диске, по сути, маленький компьютер.

Рисунок 4 — Внешний вид платы электроники (контроллера) жесткого диска фирмы MAXTOR

На плате у современных винчестеров можно найти процессор, память (ОЗУ), ПЗУ. Процессор занимается обработкой полученных с головок данных и преобразованием их в понятный компьютеру «язык» — ATA стандарт. Делает он это, как и компьютер в оперативной памяти ОЗУ. ПЗУ нужно для старта, как БИОС на материнской плате. Чем занимается микросхема управления двигателем понятно из её названия. При включении плата контроллера считывает служебную информацию и если она корректна, то жесткий диск начинает работу. Но что делать, если плата электроники выходит из строя и, как следствие, нет доступа к документам, фотографиям и пр., ведь жесткий диск сломался?

Конечно же, появляется желание поменять эту злополучную плату на аналогичную от жесткого диска «донора», ведь они так похожи, и считать свою информацию.

Но не все так просто, как кажется на первый взгляд. Как известно прогресс не стоит на месте, и производители жестких дисков постоянно усовершенствуют свою продукцию, вносят изменения в технологию изготовления жестких дисков и, как следствие, появляются новые линейки моделей винчестеров, которые отличаются плотностью записи, прошивкой, конструкцией отдельных узлов, схемотехникой платы электроники. Именно по этой причине на большинстве жестких дисках контроллеры имеют тонкие настроечные параметры и не взаимозаменяемы.

Следовательно, вывод: не обладая полной информацией о взаимозаменяемости контроллеров на жестких дисках, неквалифицированные самостоятельные попытки восстановления данных в случае замены платы электроники могут не только усугубить причину поломки, но и значительно снизить шансы на успешное восстановление информации с НЖМД.

Сноска:

Контроллеры жестких дисков

Рисунк 5 — Контроллер

Собственно контроллер накопителя физически расположен на плате электроники и предназначен для обеспечения операций преобразования и пересылке информации от головок чтения/записи к интерфейсу накопителя. Часто, контроллером называют интерфейс накопителя или интерфейс ПК с накопителем, что, в общем, не верно.

Контроллер жестких дисков представляет собой сложнейшее устройство — микрокомпьютер, со своим процессором, ОЗУ и ПЗУ, схемами и системой ввода/вывода и т.п. Однако, в большинстве случаев, производители размещают их в одном или двух микрочипах.

Контроллер занимается множеством операций преобразования потока данных. Так как длина дорожек неравна, данные на различные дорожки необходимо записывать неравномерно. Это становится проблемой, по сравнению с гибкими дисками, для носителей с высокой плотностью записи (число дорожек более 1000). Простые контроллеры, как правило, записывают одно и тоже количество информации на каждую дорожку, независимо от ее длины. Для этого контроллер упаковывает данные более плотно, начиная с определенной по счету дорожки. Цилиндр (в случае большего, чем один диск, все дорожки, находящиеся одна под другой, называются цилиндром), с которого начинается более плотная упаковка данных, называется цилиндром начальной прекомпенсации (Starting Cylinder for Precompensation — SCP). Для компенсации искажения информации при чтении, запись данных производится с предварительным смещением битов, которое учитывает искажения.

Сгорел контроллер жесткого диска.

 При проблемах с питанием компьютера, из-за скачков напряжения помимо материнской платы страдает и контроллер жесткого диска.

Сгореть контроллер может из-за неправильного подключения разъема питания ( переполюсовка). При отключении или подключении жесткого диска «на горячую», т.е. во время работы компьютера.

 

Компьютер не включается с подключенным жестким диском.

Если компьютер не включается с жестким диском , а после его отключения нормально стартует, значит проблема с данном жестком диске.  Это ,как правило, связано с электрическим пробоем жесткого диска. Часто из-за скачка напряжения происходит пробой элементов контролера HDD и может образоваться короткое замыкание (КЗ).  При попытке включить компьютер с жестким диском , имеющем короткое замыкание, срабатывает защита блока питания и компьютер сразу выключается.
Восстановление жесткого диска начинается с диагностики и ремонта контроллера HDD.  После восстановления контроллера проводится полная диагностика  жесткого диска на предмет корректной работы блока магнитных головок жесткого диска, определение скорости чтения и записи накопителя.

При электрическом пробое возможны различные варианты повреждений контроллера и самого  жесткого диска :

  

1. Выгорание только контроллера HDD.

В этом случае ремонт жесткого диска ограничивается только восстановлением работоспособности его контроллера (замены сгоревших элементов) , либо его заменой  с перепрошивкой ПЗУ для корректной работы с данным жестким диском. В этом случае после ремонта контроллера или замены,   жесткий диск будет нормально работать.

 

 

 

2. Повреждение контроллера жесткого диска и частичная потеря работоспособности блока магнитных головок.

  

Жесткий диск после ремонта контроллера может определяться операционной системой, но не работать нормально.

Например, перестает работать в UDMA режиме. В этом случае ремонт HDD может быть невозможен. Восстановление данных (если необходимо) осуществляется путем подбора режима чтения для успешного вычитывания информации.

 

  

3. Повреждение контроллера жесткого диска и выход из строя коммутатора блока головок hdd.

 Это самый «грустный » вариант. В этом случае ремонт HDD совсем невозможен.  Микросхема коммутатора находится внутри гермозоны на блоке магнитных головок.Он выполняет переключение (коммутирование) потоков данных при чтении — записи жестким диском к  определенной магнитной головке. Восстановление данных с жесткого диска  возможно только с помощью замены блока магнитных головок HDD или перепайки коммутатора на блоке головок с последующим подбором режима чтения жесткого диска

 

 

 

Если выгорают дорожки на контроллере HDD — это плохой знак. Это говорит о том, что было воздействие большими токами.

Соответственно, элементы, между которыми сгорели дорожки, тоже пострадали. На рисунке сгоревшие дорожки соединяют микросхему привода шпиндельного двигателя жесткого диска с элементами ее обвязки. В 99% случаев данная микросхема тоже выгорела.

 

 

На фото показана сгоревшая микросхема шпиндельного двигателя на контроллере жесткого диска Seagate .

При электрическом повреждении контроллера жесткого диска первыми должны выходить из строя элементы , находящиеся непосредственно около разъема питания жесткого диска. На фото показан контроллер жесткого диска после длительного воздействия повышенного напряжения. Можно казать, что контроллер «сгорел дотла».  Причем сгорел в месте , где находится разъем , соединяющий контроллер и гермозону жесткого диска.

Нечитаемые сектора жесткого диска (Bad блоки).

Бэд блок — это сбойный, нечитаемый сектор жесткого диска или кластер, который содержит сбойные сектора. Винчестер, попадая на который, не может производить корректную работу, записывать или считывать данные с этого участка.

Причины появления бывают самые разные от перегрева диска или случайного несильного удара до отключения питания во время записи. Самая частая причина, по которой отказывают диски — это от времени. Даже новые жесткие диски содержат некоторые количество bad блоков, которые, средствами диска самостоятельно переназначаются в «резервную» область, а когда она со временем переполняется, происходят сбои, которые выглядят как синий экран, зависание Windows, невозможность открыть файлы и прочее. Чтобы определить количество сбойных секторов винчестер нужно полностью просканировать специальными утилитами. Диск с bad блоками в некоторых случаях, возможно отремонтировать, в других только снять информацию. Восстановление данных производится с подключением к PC-3000 и вычитыванием полной копии диска с исправлением ошибок чтения.

(Поверхность магнитных пластин жесткого диска)

Как определить наличие сбойных секторов: При достижении количества бэд блоков критического уровня, компьютер может зависать, выпадать в синий экран, диск может работать через раз или не открываться в проводнике. Могут не открываться некоторые файлы и папки, на ранних стадиях, при появлении этих признаков еще можно своими силами перенести информацию. Если же продолжать использовать накопитель, он может перестать определяться системой и тут помочь сможет только специалист. Рекомендуем регулярно сканировать диск на наличие бэд блоков и следить за показаниями SMART. В случае если система предупреждает о возможных ошибках, лучше сразу сделать резервную копию и быть на сто процентов уверенным в сохранности информации.

Неисправность контроллера жесткого диска (плата электроники).

Неисправность контроллера жесткого диска

Контроллер (плата электроники) жесткого диска отвечает за обработку и преобразование полученных данных от головок. При включении питания контроллер считывает служебную информацию диска и в случае если она корректна, жесткий диск определяется правильно в BIOS и начинает работу.

(Плата электроники жесткого диска)

Признаки неисправности платы электроники: Обычно при такой неисправности этом двигатель не запускается и звуков не издаёт. Данная неисправность обычно возникает в результате электрического пробоя, статического электричества, неисправного блока питания компьютера или неверного подключения полярности разъёма питания HDD. В таких случаях восстановление данных с жестких дисков производится с помощью замены платы с перепайкой (перепрошивкой) ПЗУ контроллера или ремонтом исходного контроллера, в случае если это возможно.

Неисправность блока магнитных головок жесткого диска.

Магнитные головки используются для чтение данных с пластин жесткого диска. Повреждение считывающих элементов жесткого диска довольно часто встречающаяся несиправность . Магнитные головки при работе диска поддерживаются на вращающихся блинах набегающим потоком воздуха. Поэтому даже небольшой удар или тем более падение во время считывания, опасно соприкосновением считывающих элементов с поверхностью диска и поломкой или дальнейщей некорретной работе. В довольно некоторых моделях жестких дисков неисправности БМГ, вызваны времнем и старением, и потерей своиств кристаллов.

Все элементы в блоке магнитных головок конструктивно связанны между собой, поэтому при выходе их строя даже одной считывающей головки, чтобы снять информацию полностью, меняется весь блок в сборе. Для восстановления данных требуется ламинарный бокс, чтобы создать условия для предотвращения попадания пыли. Вышедший из строя БМГ заменяется на новый из донорского накопителя, иногда чтобы полностью считать данные требуется несколько подобных дисков. 

(Поврежденные магнитные головки жесткого диска)

Как определить выход из строя магнитных головок: В основном отказ происходит внезапно или после ударов и падений. Жесткий диск издает нетипичные звуки, периодические щелчки, может не определяться системой. Щелчки происходят от того, что неисправная считывающая головка не может определить разметку и выйти в рабочее состояние. Главное в этом случае тут же выключить компьютер и неиспользовать диск, так как неисправная головка может погнуться и оставить царапину или запил на диске, после чего информацию уже не восстановить даже на специальном оборудовании. Особенно это актуально, когда пользователи пытаются восстановить данные программами, а в это время диск не работает или что еще хуже царапает поверхность.

В лаборатории по восстановлению данных качественное восстановление данных hdd заменой неисправного БМГ на аналогичный с диска донора, в чистой комнате. Наличие большой базы донорских накопителей позволяет не тратить время на поиски, а быстро восстановить данные с любого диска.

Выход из строя коммутатора жесткого диска.

Коммутатор жесткого диска работает усилителем слабого сигнала от блока магнитных головок. В современных винчестерах применяется достаточно тонкая электроника и все это вместе с высокой плотностью записи, делает элементы диска не слишком надежными. Все случаи, связанные с выходом из строя коммутатора можно разделить на помолку связанную отдельно с выходом из строя микросхемы коммутатора. И более серьезное повреждение, когда в случае замыкания или электрического пробоя выгорает вся плата электроники вместе с коммутатором. В первом случае перепаивается отдельно сама микросхема коммутатора, во втором случае производиться полная замена всего блок магнитных головок, так как он конструктивно выполнен нераздельно с коммутатором. Замена БМГ производиться в специальных условиях (в беспылевом помещении), а так же меняется плата электроники жесткого диска, иногда требуется редактирование внутренней микропрограммы винчестера.

(Коммутатор — предусилитель жесткого диска)

Как определить неисправность коммутатора: Как правило, выход из строя коммутатора вызван внешним воздействием, часто случается от перепадов напряжения, отсутствие источника бесперебойного питания или дешевого блока питания компьютера, в котором не организованно правильное заземление. Сам диск может иметь внешние признаки — сгоревший элементы на плате электроники, так и не выглядеть поврежденным. Определить отказ коммутатора самостоятельно при осмотре, без тестирования диска не совсем простое дело. В лаборатории восстановления данных имеются специальные тестеры и все необходимые запчасти, платы электроники, БМГ к разным дискам, что позволяет точно определить причину выхода из строя жесткого диска и произвести восстановление данных в кратчайшие сроки. В случае такой поломки, восстановление данных с жесткого диска производится с заменой всего блока магнитных головок, и вычитыванием информации на программно-аппаратном комплексе PC-3000 (Ace lab) на исправный носитель.

Клин двигателя жесткого диска.

Заклинивание подшипника жесткого диска, клин двигателя

Клин двигателя диска — неисправность, затрагивающая в основном жесткие диски Toshiba и Seagate Barracuda, но встречающаяся и других моделях. Признаки клина двигателя: диск не раскручивается, издает тихие гудящие звуки. Накопитель не определяется или может определяться в BIOS. Восстановление данных с жесткого диска в большинстве случаев сводится к его ремонту или перестановки магнитных пластин с донора и последующему переносу данных на исправный носитель.

В случае клина подшипника двигателя возможно два варианта:

1. Ось вала двигателя может заклинить о стопорную шайбу подшипника

2. Ось вала клинит по поверхности втулки подшипника.

(Пересадка магнитных пластин с заклинившего жесткого диска)

В первом случае с помощью специального оборудования удаляется стопорная шайба и ось двигателя освобождается. Во втором случае, магнитные пластины в чистой комнате пересаживаются в другой гермоблок с последующим центрированием магнитных пластин и сохранением междисковой фазы. Этот процесс очень сложный и дорогостоящий. После восстановления данных жесткого диска, винчестер эксплуатации не подлежит и его ремонт невозможен.

Залипание блока магнитных головок (БМГ).

Считывающие магнитные головки находятся на минимальном расстоянии от блинов жесткого диска. Высокотехнологичная механика и точное позиционирование головок позволяет современным накопителям иметь большую плотность записи. Однако обратной стороной высоких технологий является низкая ударозащищенность. При сильном ударе или падении винчестера с большой высоты, головки могут соприкасаться с блинами и повреждаться. Особенно актуально это в жестких дисках ноутбуках и плееров форм фактора от 2.5 дюйма и меньших размеров. В силу малых размеров и относительно несильного мотора при внешнем воздействии головки залипают на внешней поверхности, и двигатель не в состоянии раскрутить шпиндель и сдвинуть его с места. Пробовать раскрутить его руками не стоит, если головки прилипли, они могут запросто оторваться при попытке прокрутить шпиндель. В таких случаях жесткий диск издает легкое жужжание или писк электромотор пытается раскрутиться. Компьютером накопитель не определяется, хотя в некоторых моделях Seagate диск виден в BIOS. Для восстановления данных производиться снятие и выведение головок специальным инструментом. В случае если они серьезно повреждены производиться замена БМГ с аналогичного диска донора.

(Залипание магнитных головок на жестком диске 2.5″)

Как определить залипание магнитных пластин. Залипание БМГ не происходит само по себе, обычно это бывает вызвано ударом или падением с значительной высоты. Признаки следующие: шпиндель не раскручивается, диск издает слабый писк или ничего не происходит, накопитель при этом не определяется не в BIOS не операционной системой, не подает признаков жизни. Если у вас произошло залипание магнитных головок, не пытайтесь разобрать диск и пытаться раскрутить вал вручную. Без чистой комнаты и специальных съемников можно повредить пластины и головки и потерять данные навсегда. Компания по восстановлению информации располагает всем необходимым оборудованием, чтобы восстановить данные с диска с этой проблемой качественно и в кратчайшие сроки, так же обширная база доноров позволяет не тратить время на их поиск, а сразу пустить заказ в работу.

Ремонт жестких дисков Seagate Barracuda 7200.11, ES.2

Восстановление данных с жестких дисков Seagate 7200.11

Сравнительно новые серии жестких дисков Seagate очень популярны (речь идет о сериях Barracuda 7200.11,  Barracuda ES.2 а также серии DiamondMax 22 выпускающихся под маркой Maxtor). К сожалению, все эти серии не могут похвастаться высокой надежностью. Разговоры о многочисленных отказах появились ещё осенью 2008 года. При этом отказ невозможно спрогнозировать, так как причиной отказа, как правило, является ошибка микропрограммы. Симптомы могут быть самыми различными, обычно компьютер может вдруг начать «тормозить» или зависать, и после перезагрузки винчестер уже не определяется системой. Это следствие саморазрушения микрокода винчестера. Избежать этого можно, своевременно обновив микропрограмму винчестера. Для этого необходимо перейти на сайт производителя, где есть подробная инструкция по тому, как провести эту процедуру.

Восстановление жестких дисков Seagate после сбоя микропрограммы

В случае если отказ уже произошел, перепрошить микропрограмму жесткого диска штатными средствами уже не получится. Хорошо если в этом случае на диске не оказалось важных данных, диск можно обменять по гарантии у продавца, но что делать, если на диске хранилась ценная информация, и копий этой информации не осталось.

Во-первых, следует помнить, что информация не пропала, она по-прежнему находится на диске. И всегда есть возможность ее восстановить. Восстановление жесткого диска seagate после Мухи CC. В свою очередь можно дать общие рекомендации:

1. Не используйте эти команды, если у диска проблемы с записью,  установлена неродная плата или диск имеет физические повреждения (упал со стола, ударили и т.д.). Сообщение “LED:000000CC FAddr:0024A7E5” означает что при выполнении микропрограммы произошла ошибка. И не всегда по коду ошибки можно сказать, причину выхода из строя накопителя.

2. До выполнения всяких операций с диском, необходимо сохранить копию служебной микропрограммы, для того, что бы в случае если операция не удалась, вернуть все на свои места, в противном случае есть риск потерять данные>

3. Если вы не дружите с электроникой, доверьте это дело тем людям, которые понимаю, что они делают.

В противном случае есть риск лишиться своих данных, или усугубить ситуацию.

Ниже приведен список моделей жестких дисков Seagate Barracuda,  Barracuda ES.2 а также серии DiamondMax 2, наиболее подверженные сбоям микропрограммы.

Barracuda 7200.11

ST31000340AS, ST3750330AS, ST3750630AS, ST3640330AS, ST3640530AS, ST3500320AS, ST3500620AS, ST3500820AS, ST31500341AS, ST31000333AS, ST3640323AS, ST3640623AS, ST3320613AS, ST3320813AS, ST3160813AS

SD15, SD16, SD17, SD18, SD19, AD14

Barracuda ES.2

ST31000340NS, ST3750330NS, ST3500320NS, ST3250310NS

 

DiamondMax 22

STM31000340AS, STM3750330AS, STM3500320AS, STM31000334AS, STM3320614AS, STM3160813AS

 

Добавить комментарий

Закрыть меню