1.2 Программные и аппаратные неисправности магнитных жёстких дисков и твердотельных накопителей

Все неисправности винчестеров можно подразделить на программные и аппаратные. Аппаратные требуют ремонта диска для того, чтобы вытащить из него данные, а программные неисправности – неисправности, связанные с soft’ом HDD.

Возможные аппаратные неисправности жёстких дисков

Рисунок 6 Магнитный диск

Неисправные («битые») сектора жёсткого диска – точечные повреждения магнитных пластин HDD, неисправные сектора, к которым отсутствует программный доступ. 

Признаки: медленная и нестабильная работа жёсткого диска, появление ошибок записи на диск. 

Способы исправления: возможно программное блокирование небольших повреждённых участков с переадресацией на резервный участок жёсткого диска (обычно в резерв автоматически выделяется от 8 до 16 мегабайт). При большом количестве повреждённых секторов стоит задуматься о замене жёсткого диска. С повреждённого диска необходимо с каждого сектора перекопировать информацию на новый исправный носитель. В сервисных центрах для этого используют специальные программно-аппаратные комплексы для минимизации потерь пользовательской информации.

Рисунок 7 Блок магнитных головок

Неисправность блока магнитных головок. Блок магнитных головок необходим для считывания информации с магнитных блинов жёсткого диска. В основном, неисправность блока магнитных головок возникает при ударе или падении жёсткого диска с достаточно большой высоты. 

Признаки: при запуске жёсткого диска, слышатся непрерывные щелчки. После некоторого времени двигатель жёсткого диска останавливается. Щелчки возникают из-за того, что магнитная головка не обнаруживает серво разметку, и происходит ре-калибровка блока магнитных головок (головка возвращается к началу блина). 

Способы исправления: данная поломка исправляется только заменой блока магнитных головок на идентичный блок с другого жёсткого диска - «донора». После этого желательно сделать по секторную копию на исправный жёсткий диск (не факт, что операционная система будет корректно определять информацию на отремонтированном жёстком диске).

Рисунок 8 Контроллер

Выход из строя контроллера жёсткого диска. Обычно контроллер выходит из строя из-за выгорания радиоэлементов или контактных дорожек. Возможные причины выгораний: электрические пробои, статическое электричество, неисправный блок питания или кабель питания жёсткого диска.  Признаки: жёсткий диск не издаёт никаких звуков, так как двигатель жёсткого диска не запускается.  Способы устранения: замена отдельных элементов микросхемы контроллера или полная замена контроллера исправной микросхемой, взятой с жёсткого диска - «донора», взятого с аналогичной модели.

Рисунок 9 Коммутатор предусилитель

Поломка коммутатора-предусилителя. Данное устройство служит для усиления сигнала, идущего от считывающих магнитных головок к контроллеру жёсткого диска. 

Признаки: жёсткий диск определяется аппаратно (виден в BIOS), но считывание информации с него невозможно. 

Способы устранения: данная поломка устраняется только полной заменой блока магнитных головок.

Рисунок 10 Жёсткий диск с залипшим БМГ

Залипание блока магнитных головок. При данной поломке магнитные головки при выключении жёсткого диска не возвращаются в область парковки (специальное пространство за пределами рабочей зоны магнитных головок). При отключении жёсткого диска магнитная головка падает на поверхность блина, что может привести к царапинам на магнитной поверхности и появлению «битых» секторов. Причиной залипания может быть как удар или падение жёсткого диска, так и просто производственный брак. 

Признаки: слабый скрип при отключении и включении жёсткого диска. 

Способы устранения: вывод головок в область парковки вручную с помощью специальных инструментов при единичных случаях; при постоянном залипании необходимо заменить блок магнитных головок.

Рисунок 11 Магнитный диск с царапинами

Царапины и запилы на магнитных блинах. Данная неисправность обычно возникает при соприкосновении магнитных головок с поверхностью магнитных блинов из-за залипания блока магнитных головок, смещении блока магнитных головок, загибе самих магнитных головок. 

Признаки: при запуске двигателя жёсткого диска слышен чётко различимый металлический скрежет и ритмичный стук. 

Способы устранения: полная замена блока магнитных головок на аналогичный, взятый из жёсткого диска - «донора» той же модели, что и реципиента. После замены блока магнитных головок, необходимо провести посекторное копирование на исправный жёсткий диск.

Заклинивание двигателя жёсткого диска. Данная поломка обычно происходит из-за смещения оси вала двигателя и задевании стопорной шайбы или поверхности втулки подшипника. 

Признаки: при запуске двигателя блины не раскручиваются (нет характерного гула), при этом слышится отчётливое гудение. Жёсткий диск определяется (жёсткий диск виден в BIOS), но информация с него не считывается (если диск системный, то не загружается операционная система).  Способы устранения: ручное расклинивание двигателя с помощью специальных инструментов, при более сложных случаях поломки – перестановка магнитных блинов в другой гермоблок с исправным двигателем (с последующим центрированием магнитных блинов).

Программные неисправности жёстких дисков

Поломка HDD может быть не только из-за аппаратных неисправностей, но и на программном уровне. Рассмотрим эти и другие программные неисправности жёстких дисков подробнее.

Soft bad (софт bad повреждённый сектор) - сбойный (не читающийся) или ненадёжный сектор диска; кластер, содержащий сбойные сектора, или кластер помеченный таковым в структурах файловой системы (операционной системой, дисковой утилитой или же вирусом, для собственного использования)

Наиболее вероятные причины появления — недозапись блоков данных в секторы из-за отключения питания.

Также bad-блоки возникают вследствие погрешностей изготовления (заводские) или во время работы диска. Блоки головок парят в потоке воздуха, возникающем при быстром вращении дисков. Любой удар или сбой может привести к тому, что головки упадут на поверхность, повредив её участок. Так возникает БЭД. Эти повреждённые сектора нарушают целостность информации, хранящейся на диске. Bad-сектора могут появляться из-за спонтанного перемагничивания или отключения питания жёсткого диска во время записи. При попытке прочитать такие bad-сектора диск выводит сообщение о несовпадении контрольной суммы или ошибке CRC. Информация, записанная в эти сектора, при этом безвозвратно теряется. На физическом уровне данные сектора полностью исправны, и на них можно записывать новую информацию.

Для исправления данной проблемы используются утилиты сканирования и исправления ошибок записи.

Повреждение серво разметки - При данной неисправности становится недоступной для чтения некоторая область диска, попытки чтения сопровождаются задержками и стуком головок. Диском ещё можно пользоваться и даже можно достичь полной функциональности, откорректировав списки сбойных треков в служебной области диска.

Для восстановления корректной работы жёсткого диска обычно ограничивают область с повреждённой серво разметкой с двух сторон таким образом, чтобы она была не доступна для операционной системы.

Полное восстановление жёсткого диска возможно только при применении серворайтера – специального прибора для нанесения серво разметок на магнитные пластины.

Потеря информации в ПЗУ платы контроллера - В ПЗУ платы контроллера обычно находится стартовая микропрограмма и служебная информация, необходимая для работы. Потеря этих данных ведёт к полной неработоспособности жёсткого диска.

Решение данной неисправности обычно производится заменой платы контроллера и перепрограммированием ПЗУ. Для считывания информации можно временно установить идентичную плату контроллера с диска-донора.

Повреждение служебных файлов - В первых секторах жёсткого диска располагаются системная информация:

MBR (master boot record) – главная загрузочная запись, необходимая для корректного определения жёсткого диска программным обеспечением.

“Partition Table” – таблица разделов жёсткого диска в составе MBR.

Нарушение целостности данных файлов может привести к потери доступа к пользовательской информации. Основными причинами нарушения целостности служебных файлов являются: вирусные заражения, скачки электричества, спонтанное перемагничивание загрузочных секторов.

При небольшом повреждении служебных файлов, их можно восстановить программными методами. Для этого сканируются загрузочные сектора, поверхность жёсткого диска на предмет служебных меток, с помощью которых можно восстановить “Partition Table”.

Разрушение файловой системы - При существенном повреждении файловой таблицы раздела, операционная система полностью теряет доступ к логическому диску (диск, по сути, не отформатирован).

При повреждении или уничтожении файловой таблицы непосредственно область данных, в большинстве случаев, не страдает. Операционная система определяет логический диск как пустой, но информация остаётся на месте.

Главное в таком случае -  не переформатировать жёсткий диск. Заново форматированный жёсткий диск будет определяться операционной системой как свободный для записи. При записи же новых данных, старые будут безвозвратно потеряны.

Для восстановления файловой таблицы также используются специальные утилиты, которые сканируют кусочки повреждённой файловой таблицы и поверхность пластин, сопоставляют их по специальным алгоритмам и, в большинстве случаев, корректно восстанавливают файловую таблицу.

Аппаратные неисправности твердотельных накопителей

Как и жёсткие диски, твердотельные накопители тоже имеют свои неисправности: поломка или выгорание контроллера, неисправность в микросхеме памяти, повреждения микропрограммы или сбой в трансляции, поломки разъёмов интерфейса, дефекты платы.

Ошибки, связанные с повреждением секторов хранения SSD

Как правило, это ситуации, когда компьютер пытается прочитать или сохранить файл, но это занимает слишком много времени и заканчивается плачевно.

Общие симптомы повреждения секторов хранения (bad blocks):

• Файл не может быть прочитан или записан на жёсткий диск

• Файловая система ПК нуждается в восстановлении

• Активные приложения часто зависают или аварийно закрываются

• Частые ошибки во время переноса файлов

В случае, если наблюдается любой из этих симптомов, то лучше всего запустить Crystal Disk info или Smart Reporter Lite или Hard Disk Sentinel и проверить, если есть какие-либо физические проблемы с диском. Если ПК вылетает в процессе загрузки, но после нескольких попыток перезапуска начинает нормально работать, тогда скорее всего виноват диск. Это может быть повреждение секторов хранения или признак умирающего диска, так что лучше сделать резервную копию данных, прежде чем они потеряются навсегда.

Программные неисправности твердотельных накопителей

К данному типу неисправностей можно отнести: случайное форматирование, переустановку операционной системы, удаление файлов, различные повреждения файловых систем. Основное отличие неисправностей логического характера является то, что твердотельный диск полностью исправен и не имеет дефектов на поверхности. Для восстановления данных применяются специализированные программы и программно-аппаратные комплексы, работающие в режиме «только чтение», чтобы исключить деструктивное влияние на восстанавливаемые данные. Как правило, данные, можно восстановить полностью. Диск доступен только для чтения (но не для записи) Твердотельный накопитель может отказать вам, выполнять любые операции, которые требуют записи данных на диск. Тем не менее, он все ещё может работать в режиме только для чтения. Для всех изменений и целей, диск кажется мёртвой, но ваши данные легко могут быть перенесены в другое место хранения. Частые вылеты во время загрузки.