Как продлить жизнь жёстким дискам (часть 1)

[Ruterk]

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 -30? до +85? 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.

[Ruterk]

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 -1?) до 20 часов (при -25?). 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).

Илья Зайдель, binform@list.ru
R.LAB восстановление жесткого диска.
http://rlab.ru/