Записки ремонтника: жесткие диски, какими вы их не знали

В первых моих статьях мы весьма подробно рассмотрели твердотельные накопители — флешки, карты памяти и SSD. В массовый обиход этот тип накопителей вошел недавно, всего 5-6 лет назад, и многие пользователи еще, к счастью, не столкнувшиеся с их поломками, довольно смутно представляют себе слабые места и меры предосторожности. Это, кстати, показали и отклики на статьи.

Но наиболее распространенными, незаменимыми и заслуженными накопителями являются, конечно же, жесткие диски (они же HDD, они же винчестеры). Вот уже более двадцати лет — примерно с 1988 года, когда было развернуто массовое производство HDD, ни один ПК не обходится без этого компонента. Увы, самого ненадежного из всех. Хуже винчестера в этом плане разве что дискеты, но они, к счастью, практически вышли из употребления. Вряд ли найдется сколько-нибудь опытный пользователь, не пострадавший от сбоев или отказов HDD. Поэтому ремонт и восстановление данных с этого типа носителей — устоявшееся и уважаемое занятие.

Я начал заниматься жесткими дисками в далеком уже 2002 году. Тогда массово «летели» диски Fujitsu пресловутой MPG-серии: из-за неудачного, излишне активного флюса, разъедающего процессор на плате, они отказывали почти поголовно. Коллапс наступал через 6-9 месяцев работы. Ремонтники, первыми освоившие технологию «прожарки» плат и правки модулей служебной зоны (типовые расценки $15-25 за диск), были тогда на коне. Пациентов им несли пачками, и за лето можно было заработать на машину, а за год — на квартиру (это не байки, знаю таких людей лично).

Тот самый диск Fujitsu MPG3204AH, выпущенный в 2001 году. После ремонта он проработал до наших дней. Емкость 20 Гбайт, устроен по нынешним меркам весьма примитивно. Сейчас даже странно вспоминать, что люди с ним мучились (редакция приносит извинения за качество этой и некоторых других иллюстраций в данном материале и выражает надежду, что это компенсируется их информативностью)

Я пошел по их стопам: освоил ремонтную технологию, купил комплекс PC-3000, работающий еще на шине ISA и под DOS, дал несколько объявлений в печати и по Сети, оповестил знакомых — и дело пошло. «Фуджики» оказались неплохой учебной базой, да еще и доход давали. Основной контингент — студенты, научные работники, медики, музыканты и журналисты.

Регулярно, раз в 2-3 недели, звонили озабоченные мужчины с одним и тем же вопросом: «Литые диски чините?» Я отвечал: «Чиню, но только размером до 5 дюймов». Все HDD имеют корпус — «банку» алюминиевого литья, и в то время еще встречались накопители Quantum BigFoot пятидюймового форм-фактора. Недоумение собеседника (что это за диски, для игрушечных машинок, что ли?) быстро рассеивалось…

Диски того поколения давно уже сошли со сцены. Новые времена — новые песни. Выросшая в сотню раз емкость (с 10-20 Гбайт до 2-3 Тбайт), новые конструктивные решения, интерфейсы и области применения HDD дали ремонтникам большой опыт и, как водится, поставили немало проблем. Приведу свои заметки о некоторых из них.

Слева направо: диски 1993, 2002, 2007 и 2010 г.в. Электронная плата постоянно сокращалась в размерах, а число деталей на ней уменьшалось. Все это — во имя экономии: при жестокой конкуренции по-другому не выжить. Увы, но к концу 2011 года число производителей HDD, похоже, сократится до минимума

А это, для контраста, плата современного диска с интерфейсом SCSI. В подобных изделиях на электронике не экономят: прибыль с серверного сегмента и так неплохая, можно заявлять пятилетнюю гарантию

⇡#Ремонтник и шлейфы SATA

Начнем не с самих дисков, а с того, что к ним подключается. Регулярно, примерно раз в месяц натыкаюсь на бракованные шлейфы у дисков с интерфейсом Serial ATA. Это приводит к ошибкам передачи данных, зависаниям компьютера и невозможности загрузиться. После замены шлейфов на новые фирменные все пропадает. Несколько лет назад, когда собирал материал по обращению с винчестерами, такого не наблюдалось, и я отметил надежность шлейфа SATA, противопоставив его параллельной «гребенке».

Увы, с тех пор качество шлейфов, которые вкладываются в коробки с материнскими платами (ими сборщики ПК обычно и пользуются), заметно упало: кто-то в очередной раз решил сэкономить. Китайцев рисом не корми — дай где-нибудь упростить технологию и снизить на полушку себестоимость изделий. Норовят удешевлять те компоненты, которые сразу не проверишь, — состав припоя или флюса, сечение проводов, покрытие контактов. Вот в последнем, видно и накосячили: в шлейфе контакты заглублены и практически не видны, ничего не стоит поставить латунные ламельки, избежав положенного по стандарту золочения. Через полгода латунь, понятное дело, окисляется (соединение не газоплотное) и контакт нарушается. Данные при передаче портятся со всеми вытекающими последствиями.

На самом диске сэкономить сложнее: контактная гребенка там на виду и все компьютерщики знают, как выглядит золоченый контакт (ровный, чуть матовый блеск). Да и контроль на заводах серьезный. Вот и навалились на шлейфы, благо на их «брендовость» мало кто обращает внимание. Внешне все шлейфы трудноразличимы, аксессуар массовый и копеечный, мысль о браке в голову не приходит.

Теперь об этом придется помнить: электроника — наука о контактах. Грамотный компьютерщик всегда должен иметь новый фирменный шлейф (а лучше несколько, разной длины) в запасе. При непонятных «глюках» накопителя, возникающих на пустом месте, первым делом надо поменять шлейф.

«Косяки» возможны не только с контактами, но и с проводами. Коллеги поделились наблюдением: сняв изоляцию у неработающего шлейфа SATA, они обнаружили, что заземляющий проводник окислился и отошел от экрана витой пары (их в кабеле две, каждая со своим экраном). Это резко снижало помехозащищенность и приводило к ошибкам передачи. После очистки и перепайки все исправилось. Хотя, конечно, если есть возможность, кабель лучше просто заменить.

Есть и другая проблема — уже не «китайская», а связанная со сменой стандартов. Шлейфы SATA ранних выпусков (2003-2006 годы) держались на контактных вилках одним трением. Разработчики посчитали, что это недостаточно надежно (сохранялась угроза случайных расстыковок), отчего вторая версия шлейфов (начиная с 2007 года) получила на обоих концах пружинные защелки. Казалось бы, прекрасно — еще одна причина отказов устранена. Но не все так просто.

Так выглядят старая (слева) и новая версии шлейфов SATA

На многих дисках предыдущего поколения, в том числе и активно используемых (2008 г.в.), разъем SATA не имеет выступа под защелку, отчего шлейфы новой версии садятся на него слабо и не фиксируются — защелка не срабатывает. Сползти наконечник может от чего угодно — хоть от вибрации дисковой корзины, хоть от упругости свернутого в спираль шлейфа. Понятно, что это резко снижает надежность подключения и потому недопустимо. Здесь подойдет только «старый» шлейф без защелок с его тугой посадкой (вариант фиксации соединения термоклеем — на жаргоне «соплями» — я не рассматриваю, хотя у сборщиков он довольно популярен). Кстати, ремонтники в своих стендах используют шлейфы именно первой версии, как наиболее универсальные (да и возиться с защелками порой времени нет).

Старая версия шлейфа (справа) имеет на разъеме внутренний выступ, именно он отвечает за плотную посадку. В новой версии этот выступ убрали, а фиксация производится защелкой, цепляющейся за выступ на самом диске

Припоминается случай, когда от подобных проблем «полетел» клиентский компьютер. Комплектный желтый шлейф от материнской платы (естественно, с защелками) слабо прижимался к ответной планке диска, отчего на нем стали расти софт-бэды (сектор записывается с неверной контрольной суммой и при чтении дает ошибку UNC, хотя сами данные правильные). Дефекты, как назло, пришлись на реестр, и Windows перестала загружаться с выдачей BSOD — синего «экрана смерти».

Я развернул «полевой госпиталь», вычитал все софт-бэды длинным чтением и записал обратно. Все заработало, диск как новый. Желтый шлейф, конечно, пришлось заменить другим — красным и без защелок. Винчестерам без плотного контакта в линиях интерфейса никуда. Электронщики называют такой контакт «сухим» и очень ценят: там нет переходных процессов и, следовательно, сигнал практически не деградирует.

Советую при сборке или ремонте компьютера проверять все шлейфы — они должны садиться на вилки разъемов достаточно туго, с заметным усилием. Я провожу стыковку 2-3 раза с каждого конца, чтобы стереть случайные загрязнения и оксидную пленку с ламелей (кто знает, золочение там, нитрид титана или вовсе голая латунь — китайцы такие шутки любят). Отсюда необходимость иметь в запасе надежные шлейфы разных версий и длин (20-30-50-80-100 см).

Наилучшим всегда будет шлейф минимальной длины. Недаром фирменные рабочие станции (HP, Dell) обычно собраны на заказных, очень коротких SATA-шлейфах, бывало, что и 15-сантиметровых. Кстати, по стандарту внутренний разъем SATA должен выдерживать всего 50 циклов стыковки-расстыковки, так что коммутационный ресурс у него сравнительно небольшой (внешний разъем eSATA — другое дело, его стойкость целых 10 тысяч циклов).

«Толстый» и «тонкий» шлейфы. Бывают и еще тоньше: нет такой вещи, которую китайцы не могли бы ухудшить

Кроме длины, плоские шлейфы SATA различаются еще и по толщине. Она колеблется от 5 до 10 мм, что связано с сечением токопроводящих жил (от 30AWG до 26AWG — маркировка калибра обычно присутствует на кабеле), а также с плотностью экранирующей оплетки (ее занижение — любимый трюк китайцев, экономящих медь всеми способами). Разумеется, стоит всегда использовать наиболее толстый кабель — это повышает уровень сигнала и снижает наводки от помех. На тонком длинном шлейфе иной диск может и не опознаться либо будет работать с перебоями — виной тому малая нагрузочная способность интерфейсных микросхем.

Маркировка шлейфов SATA. Обращайте внимание на цифры, стоящие перед AWG: чем они меньше, тем лучше — токопроводящие жилы толще

Шлейфы SATA, прилагаемые к материнским платам, нередко имеют угловой разъем на одном из концов. Подключённый к диску, он снижает вероятность случайной расстыковки, экономит место в системном блоке и облагораживает монтаж. Однако угловой разъем не любит кривых рук: если его случайно дернуть, можно сломать контактную планку на диске, а это — негарантийный случай и непростой ремонт.

Последствия небрежного обращения с кабелем SATA. Планка разрушена, контактные ламели буквально висят в воздухе. Ремонт разъема нецелесообразен

Опознать некачественный шлейф можно по SMART. Ненадежный контакт порождает ошибки передачи, отчего растет атрибут #199 UltraDMA CRC Error Count. Также стоит обратить внимание на атрибуты #5, #197, #198 — их рост нередко свидетельствует о деградации самого диска (подробнее об атрибутах SMART см. ниже. — прим. редакции).

⇡#Ремонтник и шлейфы PATA

Область применения параллельного интерфейса постоянно сужается, но до отмирания ему еще далеко. Например, винчестеры PATA 2,5″ выпускаются до сих пор — ведь в старый ноутбук контроллер SATA не поставишь. Да и DVD-приводов PATA еще полно. Так что с 80-жильными шлейфами работать приходится нередко. Вот случай из недавней практики.

Позвонил постоянный клиент — не загружается система, пишет что-то про «invalid disk», срочно нужна помощь. По моей инвентарной базе, в этом компьютере стоит старенький диск PATA от Hitachi, серии DLAT. Они довольно просты и чинятся даже на выезде. Тем более, договор продлевать пора…

Приехал. Смотрю — диск в BIOS опознается, но с искажениями в названии модели. Естественно, и загрузка не идет. Это характерно для потери разряда в передаваемом по PATA слове. Виноват обычно поврежденный шлейф либо сломанный (погнутый, вдавленный) штырек в контактной гребенке на диске. Последнее случается при небрежной сборке, когда колодку вставляют в разъем с перекосом или вообще вверх ногами (нашим молодцам-сборщикам все нипочем — даже несовпадение ключа и прорези в оправе).

В системный блок года два никто не лазил, так что штырьки исключаются. Значит, проблема со шлейфом: порвался один из проводников либо ослабла посадка разъемов на кабель (там банальные ножевые контакты, прорезающие изоляцию, если «хорошо» дернуть шлейф, то они могут и отойти). Поменял шлейф на новый (всегда надо иметь с собой) — все заработало. Ремонт не требуется, все счастливы. Но как мог шлейф PATA самопроизвольно испортиться? Все компьютеры в конторе от одной фирмы, собраны однотипно. Шлейф сложен конвертиком и туго зафиксирован нейлоновой стяжкой. Так вот, эта стяжка от времени (а может, и от жары) задубела, жесткость повысилась. Стремясь восстановить естественную для себя круглую форму, стяжка и продавила крайние проводки шлейфа. Элементарно, Ватсон.

Грамотно сложенный шлейф PATA. Он оптимально подходит для компактного системного блока, где жесткий диск и разъем на материнской плате разделяет всего пара сантиметров

Вывод: в сборке компьютера нет мелочей, если вы хотите долгой беспроблемной работы. В частности, шлейфы PATA лучше всего фиксировать мягкой упаковочной проволокой в пластиковой изоляции. Альтернатив ей не вижу: про стяжку уже сказано (к тому же она неразборная, придется перекусывать, если что, а это тоже риск повредить шлейф — были случаи), резинки быстро сохнут и рассыпаются, скотч отклеивается. В фирменных компьютерах (например, HP) применяются специальные плоские прижимы с защелкой, но в продаже я их не встречал.

Шлейф PATA по стандарту должен иметь длину 18 дюймов, или 46 см (все другие варианты, от 15 до 90 см — самодеятельность производителей, не гарантирующая качества). Для большинства системных блоков такая длина избыточна, и излишки стоит собирать в гармошку, сгибая шлейф под углом 90° или 180°. Проследите, чтобы он не задевал вентиляторы и не мешал общей циркуляции воздуха. Это немаловажный аспект охлаждения системного блока: на каждой материнской плате есть греющиеся компоненты без индивидуального обдува, такие как модули памяти и некоторые контроллеры, и «экранирование» шлейфом не идет им на пользу.

Уже на излете «карьеры» PATA появились шлейфы, неплохо защищенные от перегибов и не осложняющие вентиляцию внутри корпуса. Правда, стоили они чуть ли не на порядок дороже

Ну и последнее о выходящем из употребления кабеле: избегайте его резких перегибов, не допускайте вмятин, а также натяжений вблизи разъёмов. Проводники в шлейфе PATA очень тонкие и легко рвутся при небрежном обращении. Зачастую дефект внешне незаметен (эластичная изоляция скрывает разрыв), а поведение диска может быть весьма разнообразно. Это продемонстрировал и описанный выше казус. В подобных случаях первое, что следует сделать, — заменить шлейф. Запасной новый шлейф всегда надо иметь под рукой, благо он стоит несколько рублей.

⇡#Пять разумных действий с диском SATA

Ваш любимый жесткий диск внезапно начал вести себя странно, тормозить или зависать? При этом не было ударов, перегрева, питание качественное, да и показания SMART в норме? Посмотрим, что может сделать грамотный и аккуратный пользователь, прежде чем бежать в гарантийку или к ремонтнику?

1. Заменить шлейф SATA новым, желательно фирменным и толстым. Проводники должны быть калибра AWG26 — это обычно написано на оплетке, ширина такого кабеля 8-10 мм. Шлейфы AWG30 шириной 5-6 мм НЕ подойдут. Если есть выбор по длине — взять самый короткий (как правило, хватает 20-30 см, хотя в продаже чаще бывают 50 см). Подключить шлейф к другому порту на материнской плате или внешнем контроллере SATA. После этого параметр SMART #199 (С7) UltraDMA CRC Error Count не должен расти!

2. Очистить разъем SATA на самом диске (7 плоских контактов, из них две пары сигнальных и три контакта земли — более длинных) от грязи и окислов. Пользоваться изопропиловым безводным спиртом и салфеткой из микрофибры. То же сделать с соседним разъемом питания (15 контактов).

3. Открутить плату электроники с диска (может потребоваться отвертка-звездочка Torx T9 или T6 в новых моделях), найти посеребренные контактные площадки на обратной стороне платы. Их две: 14-20 контактов для данных, 3-4 контакта — шпиндельный двигатель. Все площадки должны быть светлыми, если потемнели (рыжие, коричневые, темно-серые) — мягким ластиком стереть окислы до блеска, протереть салфеткой со спиртом. Аккуратно прикрутить плату к диску. Момент затяжки винтов небольшой, до 30 Н*см (держать отвертку тремя пальцами). Иначе края шлица сомнутся, что впоследствии может заметить гарантийный отдел — «признаки ремонта неуполномоченными лицами», и привет.

Данная проблема встречается даже у новых, только что купленных дисков. Окислению контактов на плате способствуют перепады температуры и влажности при длительной транспортировке, в основном по морю. Сказывается и хранение на плохо отапливаемых складах эконом-класса, и загрязненный воздух в наших городах (особенно вредны сернистые выхлопы от плохого бензина и угольный дым).

Окисленные контактные площадки (справа внизу) на плате диска Seagate 7200.10, который больше года пролежал на складе. Если бы диск не стал донором головок, плата явно бы нуждалась в чистке

Я время от времени продаю лишние диски на «Молотке» и прочих барахолках, и предпродажная подготовка, помимо тщательных тестов, включает в себя описанную выше процедуру. В одном из 15-20 случаев находятся особо въедливые покупатели: разглядев по винтам, что плата снималась, они считают, что им подсунули «осетрину второй свежести», и требуют возврата денег. Что ж, покупатель всегда прав.

Плата диска после «пионера»-ремонтника. Энтузиазм плюс отсутствие нормального инструмента, а итог — искореженные винты

4. Если зависания остались или компьютер перезагружается — проверить северный и южный мосты на материнской плате. Возможно, что-то перегревается, тогда нужно улучшить охлаждение (поменять термопасту под радиатором, усилить обдув и т.п.). Конечно, следует проверить и блок питания на стабильность напряжений под нагрузкой. Поменять ветку питания, подходящую к проблемному диску, выбрав при этом разъем, ближайший к БП. Отключить всех остальных потребителей с этой ветки. Увеличить в BIOS задержку старта диска до 3-4 сек — это сгладит всплеск нагрузки на блок питания и поможет выровнять напряжение, особенно по линии 12 В.

5. Если проблема осталась (в частности, в журнале событий ОС появляются записи типа «обнаружена ошибка контроллера»), то дальнейшие действия — обновить драйвера SATA-контроллера и прошить BIOS на последнюю версию. На чипсетах nForce может помочь отключение очереди команд NCQ, для этого надо снять галочку с Enable Command Queuing в свойствах SATA-контроллера на канале, к которому подключен проблемный диск.

Вторая часть материала будет опубликована завтра, 26.10.2011.