Физические неисправности HDD

Все проблемы с жесткими дисками можно условно разделить на два подтипа: логические и физические.

Логические проблемы были рассмотрены в отдельной статье, сейчас же мы рассмотрим случаи с физическими проблемами.

К физическим проблемам можно отнести:

  1. Дефекты поверхности.
  2. Повреждение служебных модулей.
  3. Неисправность платы электроники (PCB).
  4. Неисправности двигателя.
  5. Залипание магнитных головок на поверхности дисков.
  6. Выход из строя блока магнитных головок (БМГ).

Прежде чем приступить к описанию неисправностей, рассмотрим, из чего состоит жесткий диск.

Основным компонентом, хранящим пользовательские данные, является магнитный диск либо пакет дисков. Магнитные диски изготавливаются из алюминия либо стекла и покрыты ферромагнитным материалом, чаще всего на основе двуокиси хрома.

Запись на магнитные диски производится при помощи блока магнитных головок, имеющих свой сервопривод и коммутатор-предусилитель. Все вышеперечисленные компоненты находятся внутри гермоблока, заполненного чистым воздухом, и защищены от попадания внутрь пыли и влаги.

hdd_1

Наружным компонентом жесткого диска является печатная плата(PCB), на которой находятся такие элементы, как основной контроллер, ОЗУ, ПЗУ, а также контроллер управления шпиндельным двигателем и БМГ.

В процессе бесплатной диагностики в первую очередь осматривается корпус жесткого диска на предмет повреждений, которые могут свидетельствовать об ударе либо падении устройства (в данном случае следующим этапом будет вскрытие гермоблока и оценка состояния поверхности дисков, блока магнитных головок и рециркуляционного фильтра). Далее тщательно осматривается печатная плата и все радиоэлементы на ней, состояние контактов. Прозваниваются цепи питания на предмет короткого замыкания, при необходимости обмотки шпиндельного двигателя, и, если все в порядке, диск подключается к программно-аппаратному комплексу восстановления данных и подается питание. Оценивается работа шпиндельного двигателя, также на данном этапе выявляется такой дефект, как залипание магнитных головок на поверхности дисков. При дальнейшей диагностике при помощи ПАК проверяется целостность служебных модулей, состояние БМГ, качество чтения пользовательской зоны и иные параметры.

Закончив диагностику, мы имеем полный диагноз и план работ по восстановлению пользовательских данных.

Дефекты поверхности. Наиболее неблагоприятный случай для восстановления данных. Дефекты могут быть вследствие естественного износа ферромагнитной поверхности диска, поэтому предпринимаются многократные попытки чтения данных с поверхности таких секторов. В некоторых случаях это приносит положительный результат. Также дефекты поверхности могут образоваться в результате попадания в гермоблок частиц пыли из-за нарушения герметичности гермоблока либо после вскрытия жесткого диска в неподобающих условиях. Также это возможно из-за контакта считывающей головки с поверхностью магнитного диска в результате удара. В таком случае нарушается гладкость поверхности, чтение в таких зонах невозможно и чревато выходом из строя магнитной головки в результате трения и перегрева.

Повреждение служебных модулей. В каждом конкретном случае задача решается индивидуально. Условно служебные модули можно разделить на три группы:

  1. Уникальные для конкретного экземпляра жесткого диска. В случае повреждения требуется полный анализ содержимого модуля, степени разрушения и ручное восстановление данных.
  2. Уникальные для данного семейства жестких дисков. Поврежденные модули данного типа можно заменить модулями от такого же исправного диска.
  3. Некритичные модули — в процессе восстановления данных ими можно пренебречь.

Неисправность PCB. В случае неисправности печатной платы берется такая же плата от диска-донора, на нее перепаивается микросхема ПЗУ от диска-пациента и производится попытка запуска жесткого диска, после чего проводится дальнейшая диагностика. Однако в некоторых современных жестких дисках отдельная микросхема ПЗУ отсутствует и ключевые служебные модули хранятся в масочном ПЗУ в корпусе процессора диска. В данном случае прибегают либо к ремонту печатной платы, если это возможно, либо к попытке запуска диска с донорской платой с дальнейшей вычиткой служебных модулей с поверхности магнитных дисков, сборкой образа ПЗУ и записью данного образа в масочное ПЗУ донорской платы, после чего производится дальнейшая диагностика и при возможности вычитка пользовательских данных.

Неисправность двигателя. К данной категории условно можно отнести и заклинивание вала шпиндельного двигателя. Для успешного восстановления данных в случае заклинивания в некоторых моделях жестких дисков прибегают к расклиниванию вала по специальным методикам. В случае неудачи прибегают к пересадке пакета магнитных дисков в донорский корпус с исправным двигателем. Однако это сопряжено с большими сложностями по балансировке магнитных дисков на шпинделе. В случае выхода из строя обмоток шпиндельного двигателя возможна выпрессовка самого двигателя с последующей его заменой, что исключает необходимость балансировки магнитных дисков на шпинделе.

Залипание магнитных головок на поверхности дисков. Залипание происходит по причине внезапного отключения питания, когда скорость вращения диска резко снижается, а магнитные головки не успели переместиться в парковочную зону. Из-за снижения скорости потока воздуха магнитная головка приближается к поверхности жесткого диска, и, за счет того, что поверхность диска и слайдера магнитной головки идеально гладкие, считывающие головки прилипают к поверхности диска и при последующем включении накопителя не позволяют диску вращаться. Для снятия считывающих головок с поверхности дисков используют различные методики и специальные съемники. В большинстве случаев в пятне контакта образуется нечитаемый сектор, и в современных дисках достаточно часто некоторые головки выходят из строя. После снятия головок с поверхности дисков проверяется их состояние, и, если они исправны, приступают к вычитке данных в технологических режимах с постоянным контролем процесса, чтобы не допустить залипания поверхности дисков в случае нарушения ориентации магнитных головок.

hdd_0

Выход из строя блока магнитных головок

Возможны две ситуации:

  1. Выход из строя одной либо нескольких магнитных головок. В данном случае при модификации микропрограммы жесткого диска в технологическом режиме возможна вычитка пользовательских данных по исправным головкам. В зависимости от модели жесткого диска возможно восстановление от 20 до 70% пользовательских данных. Данный вариант при его приемлемой стоимости подходит для восстановления фотографий и иных файлов небольшого размера. В случае необходимости полного восстановления информации прибегают к пересадке блока магнитных головок от диска донора. Из-за постоянно возрастающей плотности записи иногда приходится использовать до 10 донорских комплектов магнитных головок для получения приемлемого качества чтения. Также прибегают к процедурам адаптации донорских магнитных головок под конкретный экземпляр жесткого диска.
  2. Выход из строя всего блока магнитных головок чаще всего связан с выходом из строя коммутатора-предусилителя, расположенного на самом БМГ внутри гермоблока, который очень чувствителен к перепадам напряжения, температур, а также статическим разрядам. В данном случае получение пользовательских данных возможно только после пересадки блока магнитных головок от диска-донора. Стоит отметить, что пересадка БМГ не является ремонтом и используется исключительно для восстановления данных, после чего ни диск-пациент, ни диск-донор не пригодны к дальнейшей эксплуатации по своему прямому назначению. Исключением является лишь повторное использование донорского БМГ для восстановления пользовательских данных в случае его удовлетворительного состояния.

В заключение можно сказать, что восстановление данных с винчестера возможно почти всегда, за исключением случаев серьезного повреждения поверхности магнитных дисков. Однако до такого состояния диск можно довести либо при бездумных попытках запустить неисправный диск после удара или падения, либо в результате неквалифицированного вмешательства в гермоблок без использования ламинарного бокса (чистой комнаты) и специальных инструментов.