Привет всем! В прошлой статье мы рассмотрели . А сегодня мы рассмотрим как посмотреть здоровье жесткого диска, например для того, чтобы знать что с ним в ближайшее время ничего не случится. Ну или случилось и вы ещё успеваете сохранить данные.
Для начала скачиваем бесплатную программу:
Запускаем и:
- Выбираем диск, здоровье которого вы хотите проверить
- Далее нажимаем на лупу
- И жмем SMART
В ячейке Attribute Name название smart теста. Более подробную информацию вы можете узнать в файле, нажав на кнопку скачать. Это информация с википедии. Так же в файле будет указаны критические названия и несущественные. Если у вас критические наименования превысили норму, то задумайтесь о смене жесткого диска.
Она русская и менее функциональная.
Так же и обращаем внимание на температуру. Я вот делал эксперимент по этому поводу, ssd стоит у меня на боковой стенке (у корпуса zalman есть специальное крепление), а второй жесткий диск на своем месте, да ещё и впереди стоит кулер, который дополнительно его охлаждает. Так вот, с кулером и без, разница в 4 градуса. Так что я буду ssd переставлять ближе к кулеру. Ведь когда выходит жесткий диск из строя, первая причина это температура.
Критические значения
Особое внимание уделите следующим параметрам:
- 01 (01) Raw Read Error Rate (ошибки чтения) - на сколько часто появляются ошибки при чтении с диска данных.
- 03 (03) Spin-Up Time (время раскрутки) - на сколько быстро раскрутится пластина из состояния покоя, до рабочего состояния.
- 05 (05) Reallocated Sectors Count (переназначенные сектора) - количество переназначенных секторов. Если количество переназначенных секторов закончится, то появятся .
- 07 (07) Seek Error Rate (ошибки позиционирования) - если головка становится не точно на дорожку, это свидетельствует о повреждении механики. Причиной этого может быть перегрев. Чем чаще головка не попадает на дорожку, тем выше значение.
- 10 (0A) Spin-Up Retry Count (повторные попытки раскрутки) - так же при неисправности механики. Ошибка появляется, когда диск не может раскрутится до рабочей скорости.
- 196 (C4) Reallocation Event Count (события переназначения) - на сколько много производилось переназначение битых секторов на резервные.
- 197 (C5) Current Pending Sector Count (нестабильные сектора) - на сколько много секторов претендентов на переназначения. Эти сектора ещё не являются битыми, но у них слабый отклик.
- 198 (C6) Uncorrectable Sector Count (неисправные ошибки секторов) - из-за поврежденной механики, показывает количество неудачных раз чтения секторов.
- 220 (DC) Disk Shift (сдвиг диска) - из-за удара, пластины могут быть сбиты с оси.
На этом все. Не критические ошибки и описание вы найдете скачав в документе выше. Вот таким образом можно проверить здоровье жесткого диска с помощью этих 2х программ. А какой пользоваться, вам решать.
При выводе параметров S.M.A.R.T значение Value должно превышать Threshold (критическое значение параметра), данное значение должно быть высоким.
Зеленый маркер атрибута свидетельствует о том, что параметр атрибута соответствует нормальному.
Желтый маркер свидетельствует о небольшом расхождении.
Красный - это сильные расхождения, с таким параметром жесткий диск может выйти из строя в любую минуту, хранение на нем данных небезопасно.
Raw Read Error Rate - этот атрибут отображает частоту ошибок при чтении с диска.
Spin Up Time - атрибут раскрутки диска до рабочего состояния, некачественный блок питания может влиять на разницу с эталонным значением.
Start/Stop Count - количество запусков и остановок жесткого диска.
Reallocated Sector Count - счетчик перераспределенных секторов, показывающий количество резервных секторов способных заменить сбойные, наиболее значимый для работоспособности винчестера параметр. При обнаружении системой винчестера ошибки чтения/записи, сектор перезаписывается в резервную область, этот параметр наиболее четко показывает работоспособность вашего винчестера и самое главное исправить этот атрибут нельзя никакими программами. При критически низком показателе этого параметра, стоит задуматься о смене жесткого диска.
Seek Error Rate - значение частоты ошибок при позиционировании головок, сообщает о перегреве винчестера или неустойчивом положении в корзине, решение возможно в более надежном закреплении жесткого диска.
Power-on Hours Count - атрибут отображающий количество часов во включенном состоянии.
Spin Retry Count - количество повторов раскрутки диска при неудачной предыдущей.
Recalibration Retries - этот атрибут указывает какое количество повторений калибровки было совершено, при условии, что первая попытка была неудачной. Указывает на проблемы с механической чатстью жесткого диска.
Device Power Cycle Count - количество полных циклов включения/выключения устройства.
Emergency Retract Count - атрибут парковки головок при чрезвычайных ситуациях, пропажа питание или сильное его понижение, бывает при плохом контакте разъема питания или глюках платы HDD.
Load/unload Cycle Count - количество циклов вывода головок в рабочее положение.
HDA Temperature - температура жесткого диска.
Reallocation Event Count - счетчик операций ремаппинга, показывает количество попыток перенесения сбоящих секторов в резервную область.
Current Pending Errors Count - счетчик секторов считывание которых затруднено, к данным секторам относятся сектора которые не удалось прочитать с первого раза так называемые бэд-блоки, исправить возможно принудительной записью в них информации и ее прочтением, эту процедуру можно совершить программой HddScan.
Uncorrectable Errors Count - счетчик некорректируемых ошибок, указывает на дефекты поверхности жесткого диска.
UltraDMA CRC Errors - ошибки внешнего интерфейса, возникающие при некачественном шлейфе SATA.
Multi Zone Error Rate - частота появления ошибок при записи данных.
Жесткий диск - сложное электронно-механическое устройство, имеющее свою технологию самодиагностики, которая может предсказать о скором выходе из строя вашего жесткого диска. Что обычно является очень грустным событием...
Технология S.M.A.R.T. (англ. S elf M onitoring A nalysing and R eporting T echnology ) - технология оценки состояния жёсткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики, а также механизм предсказания времени выхода его из строя.
Мы не будем рассматривать данную технологию во всех подробностях, т.к. это слишком широкий вопрос и у каждого из производителей накопителей своё видение и количество отслеживаемых параметров. Рассмотрим наиболее важные с практической точки зрения.
Для этого нам потребуется программа для просмотра отслеживаемых параметров.
В ней на вкладке "Хранение данных->SMART" выбираем жёсткий диск и в окне показываются отслеживаемые параметры:
01 Raw Read Error Rate - количество ошибок при чтении. У современных дисков очень большая плотность хранения данных, поэтому с ошибками они считывают данные постоянно, а информация восстанавливается за счёт кода коррекции ошибок ECC. Именно эти ошибки и считает этот параметр. В жёстких дисках фирмы Seagate эти некритичные ошибки показываются, остальные производители предпочитают об этом скромно умалчивать. Для дисков Seagate можно считать очень хорошим состояние когда параметры Raw Read Error Rate и Hardware ECC Recovered равны. Это значит что сколько было ошибок столько и было исправлено с помощью кода коррекции. Если же эти значения не равны то всё же не стоит бояться. Это не критичный параметр и диск может прожить ещё годы без каких либо проблем.
03 Spinup Time - время раскрутки диска до рабочего состояния. Беспокоиться стоит только если значение меньше половины от начального. Но тут ещё есть несколько нюансов, таких как сколько пластин в жестком диске. Максимум в настоящее время это 5 пластин (Hitachi), разумеется для раскрутки такого пакета дисков понадобится времени больше чем для 1-ой пластины. Силу инерции никто не отменял.
04 Start/Stop Count - общее количество стартов/остановок шпинделя. Для Seagate количество остановок шпинделя при переходе в режим энергосбережения.
05 Reallocated Sector Count - число переназначенных секторов. То есть когда диск обнаруживает ошибку чтения/записи, он помечает сектор «переназначенным», и переносит данные в специально отведённую резервную область. Вообще это страшный параметр, если значение его равно более 10 то это как минимум значит что пора вроверять всю поверхность диска чтобы понять будет ли этот процесс продолжаться. Судя по практике переназначенными секторами страдают ноутбучные диски гдето через год использования. Потому как они работают в очень жестких условиях. Я не говорю об ударах - большинство от этого более-менее защищены. Причина - температура. Корпус ноутбука обычно плохо продувается и диск перегревается, затем мы выключаем ноутбук и идём куда? Ну правильно, на улицу! А там -10 по цельсию. Вот как раз скорость нагрева-остывания и разрушает нежный магнитный слой на пластинах диска. По спецификациям всех производителей дисков так называемый "временной градиент температур", то есть скорость изменения температуры должна быть не более 20 град/час - в рабочем состоянии и не более 30 град/час в выключенном. Это правило нарушается всегда, но для ноутбуков особенно часто и жестоко.
09 Power-on Time Count (Power-on Hours) - количество времени проведённого во включённом состоянии. Обычно у современных дисков измеряется в часах (у Fujitsu в секундах). У старых дисков Maxtor, не у тех которые сейчас выпускаются Seagate под этой маркой, а у оригинальных Maxtor время изменяется в минутах. Это весьма полезный параметр если вы покупаете старый диск, то хочется же знать сколько он в своей жизни отработал. А кроме того обычно это время совпадает с временем работы компьютера и можно определить сколько человек проводит за компьютером в среднем. Как показывает практика и мой опрос на одном из крупных форумов посвящённых компьютерному железу диски с временем наработки более 20000 часов (примерно 2.5 года постоянной работы) уже имеют какие то дефекты, например те же "переназначенные" секторы и не так уж далеки от старческой смерти. Из тех же спецификаций производителей можно узнать что диски предназначенные для настольных компьютеров не предназначены для круглосуточной работы, а рассчитаны на работу в режиме 8/5, то есть 8 часов 5 дней в неделю. Это получается около 2400 часов в год. И получается что гарантия рассчитана для 3-х лет - 7200 часов, для 5 лет - 12000 часов. Не так то уж и много, учитывая что в году 8760 часов.
0A Spinup Retry Count - Число повторных попыток раскрутки дисков до рабочей скорости в случае, если первая попытка была неудачной. Если значение атрибута увеличивается, то вероятнее всего повреждение механической части/подшипников. Встречается очень редко, современные диски делают с гидродинамическими подшипниками и в случае неисправности такого подшипника он заклинивает сразу и намертво или работает долго и счастливо. Не так давно этим сильно страдали диски Toshiba и в меньшей степени Western Digital. Заклинивание происходит от перегрева.
0С Power Cycle Count - число циклов включения/выключения диска.
С2 Temperature - температура диска. К сожалению датчики температуры стоят у дисков разных производителей в разных местах, поэтому бывают и завышения и занижения реальной температуры. Но в среднем как показало недавнее исследование Google оптимальная рабочая температура находится в пределах от 35 до 45 градусов. Выше 50 градусов эксплуатация крайне не рекомендуется, но такую температуру и даже выше часто можно увидеть в ноутбуках.
Число секторов, являющихся кандидатами на замену. Они не были ещё определены как плохие, но считывание с них отличается от чтения стабильного сектора, это так называемые подозрительные или нестабильные сектора. В случае успешного последующего прочтения сектора он исключается из числа кандидатов. В случае повторных ошибочных чтений накопитель пытается восстановить его и выполняет операцию переназначения. Значение не равное нулю встречается обычно если на диске уже есть переназначенные сектора. Если это так, то с высокой вероятностью можно сказать что диск активно "сыпется", то есть разрушается магнитный слой пластин жесткого диска.
Кол-во нескорректированных ошибок, то есть серьёзное повреждение поверхности диска. Появляются такие ошибки когда заканчивается место в резервной зоне диска для переназначения секторов. Так же могут появляться при резком отключении питания в момент когда диск записывает данные - это так называемые "программные бэд блоки". Если их количество один два, а остальные параметры касающиеся поверхности диска в норме то беспокоиться не стоит. Если же велико, то данные надо спасать и готовить "тело на вынос". :)
С7 Ultra ATA CRC Error Rate - количество ошибок при передаче во внешнем интерфейсе. Обычно в этом виноват кабель или плохой контакт кабеля с разъёмами, особенно проявляется на SATA дисках. Встречается весьма часто.
С8 Write Error Rate - ошибки при записи на диск. Встречается редко. Обычно на очень старых дисках. Если есть ошибки то это означает физический износ привода головок жесткого диска. Или же при серьёзных повреждения поверхности диска. (когда количество переназначенных секторов и нескоректированных ошибок превышают все разумные значения).
Вот мы и кратенько рассмотрели основные параметры системы самодиагностики жестких дисков. Если есть желание узнать об этом подробнее то можно обратиться к материалам википедии:
К сожалению SMART не всегда может предсказать смерть диска. Как показало исследование всё того же Google около 50% дисков умирают резко и без видимых причин. Но в одном эта технология точно полезна. По ней можно быстро узнать состояние поверхности диска, то есть параметры:
05 Reallocated Sector Count
C5 Current Pending Sector Count
С6 Offline Uncorrectable Sector Count
И очень полезно знать время которое за свою жизнь проработал диск, чтобы примерно угадать что от него можно ждать.
А теперь немного о будущем. В продаже уже появилось достаточное количество предложений действительно "жестких дисков" . Они выполнены на микросхемах твердотельной памяти типа flash и гораздо более надёжны и по механическим воздействиям и по температуре. Однако производители ещё не договорились о стандарте системы самодиагностики для этого вида накопителей. Но она будет гораздо проще чем для старых добрых электромеханических дисков. И главное с гораздо более высокой вероятностью будет предсказывать возможность выхода из строя! Флэш память более предсказуема в этом смысле. Чтож, будем ждать этого светлого будущего!
Рано или поздно (лучше, конечно, если рано) любой пользователь задает себе вопрос о том, как долго еще протянет установленный у него на компьютере жесткий диск и не пора ли присмотреть ему замену. Удивительного в этом ничего нет, поскольку жесткие диски в силу своих конструктивных особенностей являются наименее надежными среди компьютерных комплектующих. При этом именно на HDD у большинства пользователей хранится львиная доля самой разнообразной информации: документов, снимков, разнообразного ПО и т.д., вследствие чего неожиданный выход диска из строя - всегда трагедия. Конечно, нередко информацию на внешне «мертвых» жестких дисках можно восстановить, но не исключено, что эта операция влетит вам «в копеечку», да и нервов будет стоить немалых. Поэтому гораздо эффективнее попытаться предупредить потерю данных.
Как? Очень просто… Во-первых, не забывать о регулярном резервном копировании данных, а во-вторых, контролировать состояние дисков с помощью специализированных утилит. Несколько программ такого плана в ракурсе решаемых задач мы и рассмотрим в данной статье.
Контроль SMART-параметров и температуры
Все современные HDD и даже твердотельные накопители (SSD) поддерживают технологию S.M.A.R.T. (от англ. Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology - технология самоконтроля, анализа и отчетности), которая была разработана основными производителями жестких дисков для увеличения надежности их продукции. Данная технология базируется на непрерывном мониторинге и оценке состояния жесткого диска встроенной аппаратурой самодиагностики (специальными сенсорами), а ее основное предназначение - своевременное выявление возможного выхода накопителя из строя.
Мониторинг состояния HDD в реальном времени
Ряд информационнодиагностических решений для диагностики и тестирования «железа», а также специальные мониторинговые утилиты используют технологию S.M.A.R.T. для наблюдения за текущим состоянием различных жизненно важных параметров, описывающих надежность и производительность жестких дисков. Они считывают соответствующие параметры непосредственно с сенсоров и термодатчиков, которыми оснащены все современные жесткие диски, анализируют полученные данные и отображают их в виде краткого табличного отчета с перечнем атрибутов. При этом часть утилит (Hard Drive Inspector, HDDlife, Crystal Disk Info и т.п.) не ограничивается отображением таблицы атрибутов (значения которых для неподготовленных пользователей непонятны) и дополнительно выводит краткую информацию о состоянии диска в более доступном для понимания виде.
Диагностировать состояние жесткого диска с помощью такого рода утилит проще простого - достаточно ознакомиться с краткой базовой информацией об установленных HDD: с основными данными о дисках в Hard Drive Inspector, неким условным процентом здоровья жесткого диска в HDDlife, индикатором «Техсостояние» в Crystal Disk Info (рис. 1) и т.д. В любой из подобных программ предоставляется минимум необходимой информации о каждом из установленных на компьютере HDD: данные о модели винчестера, его объеме, рабочей температуре, отработанном времени, а также уровне надежности и производительности. Эта информация дает возможность сделать определенные выводы о работоспособности носителя.
Рис. 1. Краткая информация о «здоровье» рабочего HDD
Следует настроить запуск мониторинговой утилиты одновременно со стартом операционной системы, скорректировать интервал времени между проверками S.M.A.R.T.-атрибутов, а также включить отображение температуры и «уровня здоровья» жестких дисков в системном трее. После этого для контроля за состоянием дисков пользователю достаточно будет время от времени поглядывать на индикатор в системном трее, где будет отображаться краткая информация о состоянии имеющихся в системе накопителей: уровне их «здоровья» и температуре (рис. 2). Кстати, рабочая температура - это не менее важный показатель, чем условный показатель здоровья HDD, ведь жесткие диски могут внезапно выйти из строя вследствие банального перегрева. Поэтому если жесткий диск нагревается выше 50 °C, то разумнее будет обеспечить ему дополнительное охлаждение.
Рис. 2. Отображение состояния жесткого диска
в системном трее программой HDDlife
Стоит отметить, что в ряде таких утилит предусмотрена интеграция с проводником Windows, благодаря чему на иконках локальных дисков в случае их исправности отображается зеленый значок, а при возникновении проблем значок становится красным. Так что забыть о состоянии здоровья жестких дисков вам вряд ли удастся. При таком постоянном мониторинге вы не сможете пропустить момент, когда с диском начнут возникать какието проблемы, ведь в случае выявления утилитой критических изменений атрибутов S.M.A.R.T. и/или температуры она заботливо оповестит об этом пользователя (сообщением на экране, звуковым сообщением и т.д. - рис. 3). Благодаря этому можно будет успеть скопировать данные с внушающего опасение носителя заблаговременно.
Рис. 3. Пример сообщения о необходимости немедленной замены диска
Использовать на практике решения S.M.A.R.T.-мониторинга для наблюдения за состоянием жестких дисков совершенно необременительно, ведь все подобные утилиты работают в фоновом режиме и требуют минимум аппаратных ресурсов, поэтому их функционирование ни в коей мере не помешает основному рабочему процессу.
Контроль S.M.A.R.T.-атрибутов
Продвинутые пользователи, разумеется, вряд ли ограничатся для оценки состояния жестких дисков просмотром краткого вердикта одной из представленных выше утилит. Оно и понятно, ведь по расшифровке атрибутов S.M.A.R.T. можно выявить причину сбоев и при необходимости предусмотрительно предпринять какието дополнительные меры. Правда, для самостоятельного контроля S.M.A.R.T.-атрибутов потребуется хотя бы кратко ознакомиться с технологией S.M.A.R.T.
В состав поддерживающих эту технологию жестких дисков ивключены интеллектуальные процедуры самодиагностики, поэтому они способны «сообщать» о своем текущем состоянии. Данная диагностическая информация предоставляется как коллекция атрибутов, то есть конкретных характеристик жесткого диска, используемых для анализа его производительности и надежности.
Бо льшая часть важных атрибутов имеет один и тот же смысл для дисков всех производителей. Значения данных атрибутов при нормальной работе диска могут варьироваться в некоторых интервалах. Для любого параметра производителем определено некое минимально безопасное значение, которое не может быть превышено при нормальных условиях эксплуатации. Однозначно определить критически важные и критически неважные для диагностики параметры S.M.A.R.T. проблематично. Каждый из атрибутов имеет свою информационную ценность и свидетельствует о том или ином аспекте в работе носителя. Однако в первую очередь следует обращать внимание на следующие атрибуты:
- Raw Read Error Rate - частота ошибок чтения данных с диска, возникших по вине оборудования;
- Spin Up Time - среднее время раскрутки шпинделя диска;
- Reallocated Sector Count - число операций переназначения секторов;
- Seek Error Rate - частота появления ошибок позиционирования;
- Spin Retry Count - число повторных попыток раскрутки дисков до рабочей скорости в случае неудачности первой попытки;
- Current Pending Sector Count - количество нестабильных секторов (то есть секторов, ожидающих процедуру переназначения);
- Offline Scan Uncorrectable Count - общее количество нескорректированных ошибок во время операций чтения/записи секторов.
Обычно атрибуты S.M.A.R.T. отображаются в табличном виде с указанием имени атрибута (Attribute), его идентификатора (ID) и трех значений: текущего (Value), минимального порогового (Threshold) и самого низкого значения атрибута за всё время работы накопителя (Worst), а также абсолютного значения атрибута (Raw). Каждый атрибут имеет текущее значение, которое может быть любым числом от 1 до 100, 200 или 253 (общих стандартов для верхних границ значений атрибутов не предусмотрено). Значения Value и Worst у совершенно нового винчестера совпадают (рис. 4).
Рис. 4. Атрибуты S.M.A.R.T. у нового HDD
Приведенная на рис. 4 информация позволяет сделать вывод, что у теоретически исправного винчестера текущие (Value) и наихудшие (Worst) значения должны быть максимально близкими друг к другу, а значение Raw у большинства параметров (за исключением параметров: Power-On Time, HDA Temperature и некоторых других) должно приближаться к нулю. Текущее значение может со временем изменяться, что в большинстве случаев отражает ухудшение параметров жесткого диска, описываемых атрибутом. Это можно увидеть на рис. 5, где представлены фрагменты таблицы атрибутов S.M.A.R.T. для одного и того же диска - данные получены с интервалом в полгода. Как видим, в более свежей версии S.M.A.R.T. увеличилась частота ошибок при чтении данных с диска (Raw Read Error Rate), происхождение которых обусловлено аппаратной частью диска, и частота ошибок при позиционировании блока магнитных головок (Seek Error Rate), что, возможно, свидетельствует о перегреве винчестера и его неустойчивом положении в корзине. Если текущее значение какого-нибудь атрибута приближается или становится меньше порогового, то жесткий диск признается ненадежным, и его следует срочно менять. Например, падение значения атрибута Spin-Up Time (среднее время раскрутки шпинделя диска) ниже критического значения, как правило, сообщает о полном износе механики, вследствие чего диск больше не в состоянии поддерживать заданную производителем скорость вращения. Поэтому необходимо контролировать состояние HDD и периодически (например, раз в 2-3 месяца) проводить диагностику S.M.A.R.T. и сохранять полученную информацию в текстовом файле. В дальнейшем эти данные можно будет сравнить с текущими и сделать определенные выводы о развитии ситуации.
Рис. 5. Таблицы атрибутов S.M.A.R.T., полученные с полугодовым интервалом
(более свежая версия S.M.A.R.T. внизу)
При просмотре S.M.A.R.T.-атрибутов в первую очередь стоит обращать внимание на критически важные параметры, а также на параметры, выделенные отличными от базового цвета (чаще синего или зеленого) индикаторами. В зависимости от текущего состояния атрибута в выводимой утилитой S.M.A.R.T. таблице он обычно маркируется тем или иным цветом, что облегчает понимание ситуации. В частности, в программе Hard Drive Inspector цветовой индикатор может иметь зеленый, желтозеленый, желтый, оранжевый или красный цвет - зеленый и желтозеленый цвета говорят о том, что всё нормально (значение атрибута не менялось или несущественно менялось), а желтый, оранжевый и красный цвета сигнализируют об опасности (хуже всего красный цвет, который говорит о том, что значение атрибута достигло своего критического значения). Если какойто из критически важных параметров отмечен значком красного цвета, то нужно срочно заменить винчестер.
Просмотрим в программе Hard Drive Inspector таблицу S.M.A.R.T.-атрибутов того самого диска, краткая оценка которого мониторинговыми утилитами нами была приведена ранее. Из рис. 6 видно, что значения всех атрибутов в норме и все параметры промаркированы зеленым цветом. Аналогичную картину покажут и утилиты HDDlife и Crystal Disk Info. Правда, более профессиональные решения для анализа и диагностики HDD не столь лояльны и часто маркируют S.M.A.R.T.-атрибуты более придирчиво. К примеру, такие известные утилиты, как HD Tune Pro и HDD Scan, в нашем случае с подозрением отнеслись к атрибуту UltraDMA CRC Errors, который отображает число ошибок, возникающих при передаче информации по внешнему интерфейсу (рис. 7). Причина возникновения таких ошибок обычно связана с перекрученным и некачественным SATA-шлейфом, который, возможно, следует заменить.
Рис. 6. Таблица S.M.A.R.T.-атрибутов, полученная в программе Hard Drive Inspector
Рис. 7. Результаты оценки состояния S.M.A.R.T.-атрибутов
утилитами HD Tune Pro и HDD Scan
Для сравнения ознакомимся со S.M.A.R.T.-атрибутами очень древнего, но пока еще работающего HDD с периодически возникающими проблемами. Программе Crystal Disk Info доверия он не внушил - в индикаторе «Техсостояние» состояние диска было оценено как тревожное, а атрибут Reallocated Sector Count (Переназначенные сектора) оказался выделенным желтым цветом (рис. 8). Это весьма важный с точки зрения «здоровья» диска атрибут, обозначающий число секторов, переназначенных при обнаружении диском ошибки чтения/записи, при этой операции данные с поврежденного сектора переносятся в резервную область. Желтый цвет индикатора у параметра говорит о том, что оставшихся резервных секторов, которыми можно заменить сбойные, осталось мало, и вскоре переназначать вновь появляющиеся сбойные сектора окажется нечем. Проверим также, как оценивают состояние диска более серьезные решения, например широко используемая профессионалами утилита HDDScan, - но и здесь видим точно такой же результат (рис. 9).
Рис. 8. Оценка проблемного жесткого диска в CrystalDiskInfo
Рис. 9. Результаты S.M.A.R.T.-диагностики HDD в HDDScan
Значит, с заменой такого жесткого диска тянуть явно не стоит, хотя он еще и может некоторое время послужить, правда операционную систему на данный жесткий диск устанавливать, конечно, нельзя. Стоит отметить, что при наличии большого числа переназначенных секторов скорость чтения/записи падает (вследствие лишних движений, которые приходится совершать магнитной головке), и диск начинает заметно тормозить.
Сканирование поверхности на bad-сектора
К сожалению, на практике одним контролем SMART-параметров и температуры не обойтись. При появлении мельчайших свидетельств о том, что с диском чтото не так (в случае периодического зависания программ, например при сохранении результатов, появлении сообщений об ошибках чтения и т.д.) необходимо просканировать поверхность диска на наличие нечитаемых секторов. Для проведения подобной проверки носителя можно воспользоваться, например, утилитами HD Tune Pro и HDDScan или диагностическими утилитами от производителей винчестеров, однако эти утилиты работают только со своими моделями жестких дисков, а потому рассматривать их мы не будем.
При использовании подобных решений существует опасность повреждения данных на сканируемом диске. С одной стороны, с информацией на диске, если накопитель действительно окажется неисправным, в ходе сканирования может случиться все что угодно. С другой стороны, нельзя исключать некорректных действий со стороны пользователя, по ошибке запускающего сканирование в режиме записи, в ходе которого происходит посекторное затирание данных с винчестера определенной сигнатурой, и на основании скорости этого процесса делается вывод о состоянии жесткого диска. Поэтому соблюдение определенных правил предосторожности совершенно необходимо: перед запуском утилиты нужно создать резервную копию информации и в ходе проверки действовать строго по инструкции разработчика соответствующего ПО. Для получения более точных результатов перед сканированием лучше закрыть все активные приложения и выгрузить возможные фоновые процессы. Кроме того, следует иметь в виду, что при необходимости тестирования системного HDD нужно загрузиться с флэшки и с нее запускать процесс сканирования либо совсем снять жесткий диск и подсоединить его к другому компьютеру, с которого и запускать тестирование диска.
В качестве примера с помощью HD Tune Pro проверим на плохие сектора поверхность HDD, который выше не внушил доверия утилите Crystal Disk Info. В этой программе для запуска процесса сканирования достаточно выбрать нужный диск, активировать вкладку Error Scan и щелкнуть на кнопке Start . После этого утилита приступит к последовательному сканированию диска, считывая сектор за сектором и отмечая на карте диска сектора разноцветными квадратиками. Цвет квадратиков в зависимости от ситуации может быть зеленым (нормальные сектора) или красным (bad-блоки) либо будет иметь некий промежуточный между этими цветами оттенок. Как видим из рис. 10, в нашем случае полноценных bad-блоков утилита не нашла, но тем не менее налицо солидное количество секторов с той или иной задержкой чтения (судя по их цвету). В дополнение к оному в средней части диска имеется небольшой блок секторов, цвет которого близок к красному - данные сектора пока утилитой не признаны сбойными, но они уже близки к этому и перейдут в категорию сбойных в самое ближайшее время.
Рис. 10. Сканирование поверхности на bad-сектора в HD Tune Pro
Протестировать носитель на плохие сектора в программе HDDScan сложнее, да и опаснее, поскольку в случае неверно выбранного режима информация на диске будет безвозвратно утрачена. Первым делом для запуска сканирования создают новую задачу, щелкнув по кнопке New Task и выбрав в списке команду Suface Tests . Затем нужно удостовериться, что выбран режим Read - этот режим устанавливается по умолчанию и при его использовании тестирование поверхности жесткого диска производится по чтению (то есть без удаления данных). После этого нажимают на кнопку Add Test (рис. 11) и дважды щелкают на созданной задаче RD-Read . Теперь в открывшемся окне можно наблюдать процесс сканирования диска на графике (Graph) или на карте (Map) - рис. 12. По завершении процесса получим примерно такие же результаты, что выше были продемонстрированы утилитой HD Tune Pro, но с более четкой интерпретацией: сбойных секторов нет (они отмечаются синим цветом), но в наличии три сектора со временем отклика более 500 мс (помечены красным цветом), которые и представляют реальную опасность. Что касается шести оранжевых секторов (время отклика от 150 до 500 мс), то это можно считать в пределах нормы, поскольку такая задержка отклика зачастую вызывается временными помехами в виде, например, работающих фоновых программ.
Рис. 11. Запуск тестирования диска в программе HDDScan
Рис. 12. Результаты сканирования диска в режиме Read с помощью HDDScan
В дополнение следует отметить, что при наличии небольшого количества bad-блоков можно попытаться улучшить состояние жесткого диска, убрав плохие сектора путем сканирования поверхности диска в режиме линейной записи (Erase) с помощью программы HDDScan. После такой операции некоторое время диск еще может эксплуатироваться, но, конечно, не в качестве системного. Однако уповать на чудо не стоит, поскольку HDD уже начал сыпаться, и нет никаких гарантий, что в ближайшее время количество дефектов не возрастет и накопитель окончательно не выйдет из строя.
Программы для S.M.A.R.T.-мониторинга и тестирования HDD
HD Tune Pro 5.00 и HD Tune 2.55
Разработчик: EFD Software
Размер дистрибутива: HD Tune Pro - 1,5 Мбайт; HD Tune - 628 Кбайт
Работа под управлением: Windows XP/Server 2003/Vista/7
Способ распространения: HD Tune Pro - shareware (15-дневная демо-версия); HD Tune - freeware (http://www.hdtune.com/download.html)
Цена: HD Tune Pro - 34,95 долл.; HD Tune - бесплатно (только для некоммерческого применения)
HD Tune - удобная утилита для диагностики и тестирования HDD/SSD (см. таблицу), а также карт памяти, USB-дисков и ряда других устройств хранения данных. Программа отображает детальную информацию о накопителе (версия прошивки, серийный номер, объем диска, размер буфера и режим передачи данных) и позволяет установить состояние устройства с использованием данных S.M.A.R.T. и мониторинга температуры. Кроме того, с ее помощью можно провести тестирование поверхности диска на наличие ошибок и оценить производительность устройства, проведя серию тестов (тесты скорости последовательного и случайного чтения/записи данных, тест файловой производительности, тест кэша и ряд Extra-тестов). Также утилита может использоваться для настройки AAM и безопасного удаления данных. Программа представлена в двух редакциях: коммерческой HD Tune Pro и бесплатной облегченной HD Tune. В редакции HD Tune доступен только просмотр детальной информации о диске и таблицы атрибутов S.M.A.R.T., а также сканирование диска на ошибки и тестирование на скорость в режиме чтения (Low level benchmark - read).
За мониторинг S.M.A.R.T.-атрибутов в программе отвечает вкладка Health - считывание данных с сенсоров производится через установленный промежуток времени, результаты отображаются в таблице. Для любого атрибута можно просмотреть историю его изменений в численном виде и на графике. Данные мониторинга автоматически записываются в лог, но никаких уведомлений пользователя при критических изменениях параметров не предусмотрено.
Что касается сканирования поверхности диска на предмет наличия поврежденных секторов, то за эту операцию отвечает вкладка Error Scan . Сканирование может быть быстрым (Quick scan) и глубоким - при быстрой проверке проверяется не весь диск, а только какая-то его часть (зона сканирования определяется через поля Start и End). Поврежденные сектора отображаются на карте диска в виде красных блоков.
HDDScan 3.3
Разработчик: Artem Rubtsov
Размер дистрибутива: 3,64 Мбайт
Работа под управлением: Windows 2000(SP4)/XP(SP2/SP3)/Server 2003/Vista/7
Способ распространения: freeware (http://hddscan.com/download/HDDScan-3.3.zip)
Цена: бесплатно
HDDScan - утилита для низкоуровневой диагностики жестких дисков, твердотельных накопителей и Flash-дисков с интерфейсом USB. Основное предназначение данной программы - тестирование дисков на наличие bad-блоков и сбойных секторов. Также утилита может использоваться для просмотра содержимого S.M.A.R.T., мониторинга температуры и изменения некоторых настроек жесткого диска: управления шумом (AAM), управления питанием (APM), принудительного запуска/остановки шпинделя накопителя и др. Программа работает без установки и может запускаться с портативного носителя, например флэшки.
Отображение S.M.A.R.T.-атрибутов и мониторинг температуры в HDDScan производится по требованию. Отчет S.M.A.R.T. содержит информацию о производительности и «здоровье» накопителя в виде стандартной таблицы атрибутов, температура накопителя отображается в системном трее и в специальном информационном окне. Отчеты можно распечатывать или сохранять в MHT-файле. Возможно проведение S.M.A.R.T.-тестов.
Проверка поверхности диска производится в одном из четырех режимов: Verify (режим линейной верификации), Read (линейного чтения), Erase (линейной записи) и Butterfly Read (режим чтения Butterfly). Для проверки диска на наличие bad-блоков обычно используется тест в режиме чтения (Read), с помощью которого происходит тестирование поверхности без удаления данных (вывод о состоянии накопителя делается на основании скорости посекторного чтения данных). При тестировании в режиме линейной записи (Erase) информация на диске затирается, но зато данный тест может несколько подлечить диск, избавив его от сбойных секторов. В любом из режимов тестировать можно весь диск полностью либо определенный его фрагмент (зона сканирования определяется указанием начального и конечного логических секторов - Start LBA и End LBA соответственно). Результаты тестирования представляются в виде отчета (вкладка Report) и отображаются на графике (Graph) и карте диска (Map) с указанием в числе прочего количества сбойных секторов (Bads) и секторов, время отклика которых при тестировании заняло более 500 мс (помечены красным цветом).
Hard Drive Inspector 4.13
Разработчик: AltrixSoft
Размер дистрибутива: 2,64 Мбайт
Работа под управлением: Windows 2000/XP/2003 Server/Vista/7
Способ распространения: shareware (14-дневная демо-версия - http://www.altrixsoft.com/ru/download/)
Цена : Hard Drive Inspector Professional - 600 руб.; Hard Drive Inspector for Notebooks - 800 руб.
Hard Drive Inspector - удобное решение для S.M.A.R.T.-мониторинга внешних и внутренних HDD. В данный момент на рынке программа предлагается в двух редакциях: базовой Hard Drive Inspector Professional и портативной Hard Drive Inspector for Notebooks; последняя включает всю функциональность версии Professional, и в то же время учитывает специфику мониторинга жестких дисков ноутбуков. Теоретически существует еще версия SSD, но она распространяется только в OEM-поставках.
Программа обеспечивает автоматическую проверку S.M.A.R.T.-атрибутов через указанные промежутки времени и по завершении выдает свой вердикт относительно состояния накопителя с отображением значений неких условных индикаторов: «надежности», «производительности» и «отсутствия ошибок» вместе с числовым значением температуры и температурной диаграммой. Также приводятся технические данные о модели диска, его емкости, общем свободном месте и времени работы в часах (днях). В расширенном режиме можно посмотреть информацию о параметрах диска (размер буфера, название прошивки и т.д.) и таблицу атрибутов S.M.A.R.T. Предусмотрены разные варианты информирования пользователя в случае критических изменений на диске. Дополнительно утилита может быть использована для снижения уровня шума, производимого жесткими дисками, и снижения энергопотребления HDD.
HDDlife 4.0
Разработчик: BinarySense, Ltd
Размер дистрибутива: 8,45 Мбайт
Работа под управлением: Windows 2000/XP/2003/Vista/7/8
Способ распространения: shareware (15-дневная демо-версия - http://hddlife.ru/rus/downloads.html)
Цена : HDDLife - бесплатно; HDDLife Pro - 300 руб.; HDDlife for Notebooks - 500 руб.
HDDLife - простая утилита, предназначенная для контроля состояния жестких дисков и SSD (с версии 4.0). Программа представлена в трех редакциях: бесплатной HDDLife и двух коммерческих - базовой HDDLife Pro и портативной HDDlife for Notebooks.
Утилита осуществляет мониторинг S.M.A.R.T.-атрибутов и температуры через заданные промежутки времени и по результатам анализа выдает компактный отчет о состоянии диска с указанием технических данных о модели диска и его емкости, отработанном времени, температуре, а также отображает условный процент его здоровья и производительности, что позволяет сориентироваться в ситуации даже новичкам. Более опытные пользователи дополнительно могут посмотреть таблицу S.M.A.R.T.-атрибутов. В случае проблем с жестким диском предусмотрена возможность настройки уведомлений; можно настроить программу так, чтобы при нормальном состоянии диска результаты проверки не отображались. Возможно управление уровнем шума HDD и энергопотреблением.
CrystalDiskInfo 5.4.2
Разработчик: Hiyohiyo
Размер дистрибутива: 1,79 Мбайт
Работа под управлением: Windows XP/2003/Vista/2008/7/8/2012
Способ распространения: freeware (http://crystalmark.info/download/index-e.html)
Цена: бесплатно
CrystalDiskInfo - простая утилита для S.M.A.R.T.-мониторинга состояния жестких дисков (включая многие внешние HDD) и SSD. Несмотря на бесплатность программа обладает всем необходимым функционалом для организации контроля состояния дисков.
Мониторинг дисков производится автоматически через указанное число минут или по требованию. По окончании проверки в системном трее отображается температура контролируемых устройств; детальная информация об HDD с указанием значений S.M.A.R.T.-параметров, температуры и вердикта программы о состоянии устройств доступна в главном окне утилиты. Имеется функционал для настройки пороговых значений для некоторых параметров и автоматического уведомления пользователя в случае их превышения. Возможно управление уровнем шума (AAM) и питанием (APM).
К сожалению, немалая часть современных HDD нормально работает чуть больше года, потом начинаются разного рода проблемы, которые со временем могут привести к потере данных. Подобной перспективы вполне можно избежать, если внимательно следить за состоянием жесткого диска, например, с помощью рассмотренных в статье утилит. Однако забывать о регулярном резервировании ценных данных также не стоит, поскольку мониторинговые утилиты, как правило, удачно прогнозируют выход диска из строя по вине «механики» (согласно статистике компании Seagate, из-за механических компонентов выходят из строя около 60% HDD), но они не в состоянии предсказать гибель накопителя вследствие неполадок с электронными компонентами диска.
Технология S.M.A.R.T. родилась в далеком 1995 году, так что возраст у нее почтенный. Предполагалось, что атрибуты SMART (давайте для простоты писать аббревиатуру без точек), формируемые микропрограммой жесткого диска, позволят программно оценивать состояние накопителя, а также дадут механизм для предсказания выхода его из строя. Последнее в те времена было достаточно актуально: срок жизни дисков в серверах, например, исчислялся годом-полутора, и знать, когда готовить замену, было нелишним.
Со временем многое поменялось: что-то отмерло, какие-то стороны развились сильнее (например, контроль механики диска). Первоначальный набор из десятка простейших атрибутов усложнился и разросся в несколько раз, порой менялся их смысл, многие производители ввели собственные атрибуты с не всегда ясным функционалом. Появилась масса программ для анализа SMART (как правило, невысокого качества, но с эффектным интерфейсом, да еще и за деньги) и т.п.
Так что не мешает описать современное состояние SMART. Начнем с критически важных атрибутов, ухудшение которых почти всегда свидетельствует о проблемах с накопителем. Именно их первым делом смотрят ремонтники при диагностике HDD.
- #01 Raw Read Error Rate — частота ошибок при чтении данных с диска, происхождение которых обусловлено аппаратной частью диска. Для всех дисков Seagate, Samsung (семейства F1 и более новые) и Fujitsu 2,5″ это — число внутренних коррекций данных, проведенных ДО выдачи в интерфейс; на пугающе огромные цифры можно не обращать внимания.
- #03 Spin-Up Time — время раскрутки пакета пластин из состояния покоя до рабочей скорости. Растет при износе механики (повышенное трение в подшипнике и т.п.), также может свидетельствовать о некачественном питании (например, просадке напряжения при старте диска).
- #05 Reallocated Sectors Count — число операций переназначения секторов. Когда диск обнаруживает ошибку чтения/записи, он помечает сектор переназначенным и переносит данные в резервную область. Вот почему на современных HDD нельзя увидеть bad-блоки — все они спрятаны в переназначенных секторах. Этот процесс называют remapping, на жаргоне — ремап. Поле Raw Value атрибута содержит общее количество переназначенных секторов. Чем оно больше, тем хуже состояние поверхности диска.
- #07 Seek Error Rate — частота ошибок при позиционировании блока магнитных головок (БМГ). Рост этого атрибута свидетельствует о низком качестве поверхности или о поврежденной механике накопителя. Также может повлиять перегрев и внешние вибрации (например, от соседних дисков в корзине).
- #10 Spin-Up Retry Count — число повторных попыток раскрутки дисков до рабочей скорости в случае, если первая попытка была неудачной. Если значение атрибута растет, то велика вероятность проблем с механикой.
- #196 Reallocation Event Count — число операций переназначения. В поле Raw Value атрибута хранится общее число попыток переноса информации со сбойных секторов в резервную область диска (она, как правило, не слишком велика — несколько тысяч секторов). Учитываются как успешные, так и неудачные операции.
- #197 Current Pending Sector Count — текущее число нестабильных секторов. Здесь хранится число секторов, являющихся кандидатами на замену. Они не были еще определены как плохие, но считывание с них происходит с затруднениями (например, не с первого раза). Если «подозрительный» сектор будет в дальнейшем считываться успешно, то он исключается из числа кандидатов. В случае же повторных ошибочных чтений накопитель попытается восстановить его и выполнить ремап.
- #198 Uncorrectable Sector Count — число секторов, при чтении которых возникают неисправимые (внутренними средствами) ошибки. Рост этого атрибута указывает на серьезные дефекты поверхности или на проблемы с механикой накопителя.
- #220 Disk Shift
— сдвиг пакета пластин относительно оси шпинделя. В основном возникает из-за сильного удара или падения диска. Единица измерения неизвестна, но при сильном росте атрибута диск не жилец.
Также следует принимать во внимание и информационные атрибуты , способные много чего поведать об «истории» диска.
- #02 Throughput Performance — средняя производительность диска. Если значение атрибута уменьшается, то велика вероятность, что у накопителя есть проблемы.
- #04 Start/Stop Count — число циклов запуск-остановка шпинделя. У дисков некоторых производителей (например, Seagate) — счетчик включения режима энергосбережения.
- #08 Seek Time Performance — средняя производительность операции позиционирования головок. Снижение значения этого атрибута свидетельствует о неполадках в механике привода головок (в первую очередь о замедленном позиционировании).
- #09 Power-On Hours (POH) — время, проведённое во включенном состоянии. Показывает общее время работы диска, единица измерения зависит от модели (не только 1 час, но и 30 мин, и даже 1 минута).
- #11 Recalibration Retries — число повторов рекалибровки в случае, если первая попытка была неудачной. Рост этого атрибута указывает на проблемы с механикой диска.
- #12 Device Power Cycle Count — число полных циклов включения-выключения диска.
- #13 Soft Read Error Rate — частота появления «программных» ошибок при чтении данных. Сюда можно отнести ошибки программного обеспечения, драйверов, файловой системы, неверную разметку диска — в общем, почти все, что не относится к аппаратной части.
- #190 Airflow Temperature — температура воздуха внутри корпуса HDD. Для дисков Seagate атрибут выдается в нормировке 100º минус температура (тем самым критический нагрев соответствует значению 45), а модели Western Digital используют нормировку 125º минус температура.
- #191 G - sense error rate — число ошибок, возникших из-за внешних нагрузок. Атрибут хранит показания встроенного акселерометра, который фиксирует все удары, толчки, падения и даже неаккуратную установку диска в корпус компьютера.
- #192 Power - off retract count — число зафиксированных повторов включения/выключения питания накопителя.
- #193 Load/Unload Cycle Count — число циклов перемещения БМГ в специальную парковочную зону/в рабочее положение.
- #194 HDA temperature — температура механической части диска, в просторечии банки (HDA — Hard Disk Assembly). Информация снимается со встроенного термодатчика, которым служит одна из магнитных головок, обычно нижняя в банке. В битовых полях атрибута фиксируются текущая, минимальная и максимальная температура. Не все программы, работающие со SMART, правильно разбирают эти поля, так что к их показаниям стоит относиться критично.
- #195 Hardware ECC Recovered — число ошибок, скорректированных аппаратной частью диска. Сюда входят ошибки чтения, ошибки позиционирования, ошибки передачи по внешнему интерфейсу. На дисках с SATA-интерфейсом значение нередко ухудшается при повышении частоты системной шины — SATA очень чувствителен к разгону.
- #199 UltraDMA (Ultra ATA) CRC Error Count — число ошибок, возникающих при передаче данных по внешнему интерфейсу в режиме UltraDMA (нарушения целостности пакетов и т.п.). Рост этого атрибута свидетельствует о плохом (мятом, перекрученном) кабеле и плохих контактах. Также подобные ошибки появляются при разгоне шины PCI, сбоях питания, сильных электромагнитных наводках, а иногда и по вине драйвера.
- #200 Write Error Rate/ Multi-Zone Error Rate — частота появления ошибок при записи данных. Показывает общее число ошибок записи на диск. Чем больше значение атрибута, тем хуже состояние поверхности и механики накопителя.
Как видим, большинство «интересных» атрибутов отражает функционирование механики накопителя. Технология SMART действительно позволяет предсказывать выход диска из строя в результате механических неисправностей, что, по статистике, составляет около 60% всех отказов. Полезен и мониторинг температур: перегрев головок резко ускоряет их деградацию, так что превышение опасного порога (45-55º в зависимости от модели) — сигнал срочно улучшить охлаждение диска.
Вместе с тем не следует переоценивать возможности SMART. Современные диски нередко «дохнут» на фоне отличных атрибутов, что связано с тонкими процессами дефект-менеджмента в условиях высокой плотности записи и не всегда, мягко говоря, качественных компонентов (разнобой в отдаче головок сегодня — обычное дело). Тем более SMART не способен предсказать последствия таких «форс-мажоров», как скачок напряжения, перегрев платы электроники или повреждение накопителя от удара.
Практически у всех атрибутов наибольший интерес представляет поле Raw Value: «сырые» значения наиболее информативны. Их нормировка (степень приближения к абстрактному порогу) часто ничего не дает и только запутывает дело. Поэтому и программы, полагающиеся на эти проценты, нельзя считать вполне надежными. Типичный случай для них — ложные тревоги. Программа сообщает, что новый, недавно установленный накопитель того и гляди «склеит ласты». А все дело в том, что в начале эксплуатации некоторые атрибуты SMART быстро меняются и примитивная экстраполяция приводит к пугающим пользователя прогнозам.
Я советую бесплатную программу HDDScan— она корректно понимает все атрибуты, в том числе и новые, правильно разбирает температурные показатели. Отчет выводится в виде аккуратной xml-таблицы с цветовой индикацией, которую можно сохранить или распечатать.
SMART диска WD пятилетнего возраста. О его близкой кончине свидетельствуют ненулевые значения атрибутов 1 и 200 (для WD они особенно чреваты), а также тот факт, что после ремапа атрибут 197 снова растет. Это значит, что возможности исправления дефектов исчерпаны
Крайне полезна у HDDScan возможность считывать SMART у внешних накопителей, столь распространенных сегодня. Практически ни одна другая программа этого не умеет, ведь на пути данных стоит контроллер, преобразующий интерфейс PATA/SATA в USB или FireWire. Автор целенаправленно работал в этом направлении, и ему удалось охватить широкий спектр контроллеров. Не забыты и диски с интерфейсом SCSI, до сих пор широко применяемые в серверах (атрибуты у них особые — например, выводится общее число записанных или считанных байтов за всю жизнь накопителя).
Функционал HDDScan полностью отвечает потребностям ремонтника. Когда первичную диагностику принесенного внешнего диска можно провести, не разбирая корпус, — это удобно, экономит время, а порой и сохраняет гарантию.
SMART, снятый со SCSI-диска. Здесь исторически сложились совсем другие атрибуты
⇡ Барьеры HDD
Механика давно стала ахиллесовой пятой HDD, и даже не столько из-за чувствительности к ударам и вибрации (это еще можно компенсировать), сколько из-за медлительности. Самые быстрые «дерганья» блоком магнитных головок (2-3 мс у лучших серверных моделей) в тысячи раз уступают скоростям электроники.
И принципиально ничего тут не улучшишь. Поднимать скорость вращения пакета дисков некуда, 15000 об./мин уже предел. Японцы несколько лет назад подступались к 20000 об./мин (вполне гироскопная скорость), но в итоге отказались — не выдерживают материалы, конструкция получается слишком дорогая и для массового производства слабо пригодная. В малых же сериях винчестеры выйдут золотыми, такие никто не купит — это не гироскопы, которые заменить нечем.
Выходит, уткнулись в барьер. Механику на кривой козе не объедешь. Единственный выход — поднимать плотность записи, поперечную и продольную. Продольная плотность (вдоль дорожки) влияет на производительность накопителя, т.е. на поток данных к остальным узлам компьютера. Но все равно, даже достигнутые 100-130 Мбайт/с — это для нынешних компьютеров слишком мало. Например, рядовая оперативная память (DRAM) имеет реальную производительность около 3 Гбайт/с, а кеш процессора — еще больше. Разница на порядки, и она сильно сказывается на общем быстродействии. Конечно, никто не требует от энергонезависимого накопителя, емкость которого в сотни раз превышает DRAM, такой же производительности. Но даже простое удвоение было бы заметно любому пользователю.
Поперечная плотность записи — это густота дорожек на пластине, в современных HDD она превышает 10000 на 1 миллиметр. Получается, что сама дорожка имеет ширину менее 100 нм (между прочим, нанотехнологии в чистом виде). Это позволяет резко поднять емкость в расчете на одну поверхность, а также ускоряет позиционирование за счет изощренных алгоритмов (их разработка потянула бы на пару докторских диссертаций).
Как итог, за последние годы емкость и производительность HDD значительно выросли. Все это стало возможным благодаря технологии перпендикулярной записи, которая существует уже более 20 лет, но до массового внедрения дозрела только в 2007 году. Причем емкость тогда выросла даже сильнее, чем требуется: первые терабайтные диски встретили вялый отклик пользователей. Народ просто не понимал, куда приспособить таких монстров, тем более что они поначалу строились на пяти пластинах, были капризными, шумными и горячими (речь о тогдашних флагманах Hitachi).
Потом, конечно, люди разобрались, торренты заработали в полную силу, да и количество пластин поуменьшилось. В то же время плотность записи выросла до 500-750 Гбайт на пластину (имеются в виду диски настольного сегмента с форм-фактором 3,5″). Вот-вот в массовое производство пойдут терабайтные пластины, что даст возможность выпустить винчестеры объемом до 4 Тбайт (больше четырех пластин в стандартном корпусе высотой 26,1 мм не уместить; хитачевские пятипластинные первенцы большого развития не получили).
Трехтерабайтный диск WD Caviar Green WD30EZRX, наиболее емкий на сегодня. Имеет четырехпластинный дизайн, выпускается ровно год (с 20 октября 2010 г.). Как полагается, весной и летом дешевел, но в последние дни резко подорожал из-за наводнения в Таиланде (там расположены сборочные заводы WD, и стихия блокировала подвоз комплектующих)
Увы, скорость позиционирования выросла, мягко говоря, несильно, а у массовых моделей так вообще осталась на прежнем уровне, а то и упала в угоду… тишине. Маркетологи доказали, что потребитель голосует кошельком за гигабайты в расчете на один доллар, а не за миллисекунды доступа. Поэтому и небыстры дешевые диски по сравнению с породистыми серверными собратьями. Медлительность хорошо проявляется в скорости загрузки ОС, когда надо читать с диска большое количество мелких файлов, разбросанных по пластинам. Здесь главную роль играет скорость вращения шпинделя и мощный привод БМГ, дающий возможность больших ускорений.
Между прочим, «быстрые» диски легко отличить даже на вес — они заметно тяжелее «медленных». Полноразмерная банка с утолщенными стенками, способствующая геометрической стабильности и подавлению вибраций, скоростной шпиндельный двигатель, мощные магниты позиционера, двухслойная крышка повышенной жесткости — все это прибавляет такому накопителю десятки и сотни граммов. Еще больше отрыв в серверных моделях на 15000 об./мин, где пластины уменьшенного размера окружены внушительным объемом литого алюминия, а общий вес «харда» доходит до килограмма.
Высокопроизводительный диск WD Raptor со скоростью вращения шпинделя 10 000 об./мин. При емкости 150 Гбайт весит 740 г (массовые модели той же емкости — 400-500 г). Обратите внимание на размер магнитов и толщину стенок
С удешевлением твердотельных SSD, использующихся, в первую очередь, под операционную систему, нужда в высокопроизводительных HDD стала снижаться, а сами они постепенно выделяются в особый сегмент рынка (такова, например, «черная» серия у WD). Подобными дисками комплектуются профессиональные рабочие станции с ресурсоемкими приложениями, критичными к скорости доступа. Рядовые же пользователи брать достаточно дорогие накопители не торопятся, предпочитая объем производительности.
На другом конце спектра — популярные «зеленые» модели с намеренно замедленным вращением шпинделя (5400-5900 об./мин вместо 7200) и небыстрым позиционированием головок. Дешевые, тихие, холодные и достаточно надежные, эти винчестеры идеально подходят для хранения мультимедийных данных в домашних компьютерах, внешних корпусах и сетевых хранилищах. На наших прилавках все эти Green и LP сильно потеснили другие линейки, так что в мелких «точках» порой ничего больше и не найдешь.
⇡ Расточительность магнитной записи
Намагниченность доменов жесткого диска, как и в середине двадцатого века, меняют с помощью магнитной головки, поле которой возбуждается переменным электрическим током и действует на магнитный слой через зазор. Также эта технология требует быстрого вращения пластин, прецизионного контроля положения головки и т.д. Двигатель и позиционер жесткого диска, а также управляющая ими электроника потребляют заметную мощность, да и стоят немало. Но главное — на само возбуждение магнитного поля тратится очень много энергии.
Расточительность стандартного метода магнитной записи трудно оценить, работая на персональном компьютере. Жесткие диски массовых серий даже при активной работе потребляют менее 10 Вт, что на фоне прочих комплектующих (100 Вт и более) почти незаметно. Но ваши взгляды сразу переменятся после посещения серверной комнаты какого-нибудь крупного банка, а чтобы получить впечатлений на всю оставшуюся жизнь, достаточно подойти к дисковой стойке суперкомпьютера. В шуме сотен и тысяч жестких дисков, обдувающих их вентиляторов и прецизионных кондиционеров становится понятно, сколько энергии в глобальном масштабе тратится на такую работу.
Недаром для систем хранения данных энергоэффективность в списке характеристик выходит на первый план. Вот уже и Google переводит свои дата-центры на баржи в море (вот где настоящие офшоры!). Оказывается, охлаждение СХД забортной водой радикально сокращает операционные затраты, в первую очередь за счет экономии на кондиционерах.
⇡ О питании жестких дисков
Будет ли работать обычная 220-вольтовая лампочка от 230 В? Конечно, будет. А от 240 В? Тоже. Вопрос — сколько она протянет? Понятно, что меньше или существенно меньше — это зависит от конкретной лампочки. Ей суждена яркая, но короткая жизнь.
Примерно та же ситуация и с жесткими дисками. Наивные производители проектировали их, полагаясь на стандартные +5 В и +12 В. Однако в типичном компьютерном блоке питания (БП) стабилизируется лишь линия 5 В. К чему же это приводит?
При высокой нагрузке на процессор (а современные «камни» потребляют немало) и недостаточной мощности БП линия 5 В проседает, и система стабилизации отрабатывает это дело, повышая напряжение до номинального значения. Одновременно повышается и напряжение 12 В (из-за отсутствия стабилизации по нему). В результате и так нестойкий к нагреву HDD работает еще и при повышенном напряжении, которое подается на самые греющиеся узлы — микросхему управления двигателем (на жаргоне ремонтников — «крутилка») и привод головок (т.н. «звуковая катушка»). Итог — смотри рассуждение о лампочке.
Сгоревшая «крутилка» на плате как результат повышенного напряжения и плохого охлаждения. Нередко микросхема сгорает в буквальном смысле, с пиротехническими эффектами и выгоранием дорожек на плате. Такое ремонту не подлежит
Отсюда советы по блоку питания. Чем больше его мощность, тем лучше (в разумных пределах: запас более 30-35% по отношению к реальному потреблению снижает КПД блока, так что вы будете греть комнату). Менее мощный, но фирменный БП лучше более мощного, но безродно-китайского. Помните — разгоняют не только процессоры. В первом приближении, 420 «китайских» ватт эквивалентны 300 «правильным».
По-хорошему, надо бы еще учитывать возраст БП: после 2-3 лет эксплуатации его реальная мощность заметно снижается, а выходные напряжения дрейфуют. Разумеется, в некачественных изделиях, работающих на честном китайском слове, процессы старения выражены гораздо резче. Хорошо еще, если подобный блок тихо умрет сам, а не утащит за собой в агонии половину системного блока!
Максимально допустимым считается 12,6 В (+5% от номинала). Однако у многих дисков c ростом напряжения наблюдается нелинейно-резкий нагрев упомянутых выше узлов — «крутилки» и «катушки». Поэтому я рекомендую строже контролировать БП с помощью внешнего вольтметра (датчики на материнской плате, измеряющие напряжение для BIOS и программ типа AIDA, могут быть весьма неточны).
Измерять напряжение лучше всего на разъемах Molex и обязательно под полной нагрузкой: процессор занят вычислениями с плавающей точкой, видеокарта — выводом динамичной трехмерной графики, а диск — дефрагментацией. При 12,2-12,4 В стоит призадуматься, 12,4-12,6 В — поволноваться, 12,6-13 В — бить тревогу, а в случае 13 В и выше — копить деньги на новый диск или положить гарантийный талон на видное место…
Конденсаторы (2200 мкФ, 25 В), напаянные на цепи питания HDD (желтый провод — +12 В, красный — +5 В, черный — земля). В данном случае они уменьшают пульсации напряжения, от которых блок питания издает раздражающий высокочастотный писк
Если напряжение по линии 12 В сильно завышено, а вы не боитесь паяльника и способны отличить транзистор от диода, то можете включить последний в разрыв питания HDD (напомню, линии 12 В соответствует желтый провод). Диод сыграет роль ограничителя — на его p-n переходе упадут «лишние» 0,2-0,7 В (в зависимости от типа диода), и диску станет полегче. Только диод надо брать достаточно мощный, чтобы он выдерживал пусковой ток в 2-3 А.
И без фанатизма: результирующее напряжение не должно опускаться ниже 11,7 В. В противном случае возможна неустойчивая работа диска (множественные рестарты) и даже порча данных. А некоторые модели (в частности, Seagate 7200.10 и 7200.11) могут вообще не запуститься.
⇡ Миграция с флеш
Память NAND Flash появилась много позднее, чем HDD, и переняла ряд его технологий — взять хотя бы коды ECC. Далее оба направления развивались параллельно и сравнительно независимо. Но в последнее время наметился и обратный процесс: миграция технологий с флеш-памяти на жесткие диски. Конкретно речь идет о выравнивании износа.
Как известно, любой флеш-чип имеет ограниченный ресурс по числу стираний-записей в одну ячейку. В какой-то момент стереть ее уже не удается, и она навсегда застывает с последним записанным значением. Поэтому контроллер считает количество записей в каждую страницу и в случае превышения копирует ее на менее изношенное место. В дальнейшем вся работа ведется с новым участком (этим заведует транслятор), а старая страница остается как есть и не используется. Данная технология получила название Wear Leveling. Так вот, износ есть и в жестких дисках, но там он механический и температурный. Если магнитная головка все время висит над одной дорожкой (скажем, постоянно изменяется тот или иной файл), то растет вероятность повреждения дорожки при случайных толчках или вибрации диска (например, от соседних накопителей в корзине). Головка может коснуться пластины и повредить магнитный слой со всеми вытекающими печальными последствиями. Даже если вредного контакта нет, неподвижная головка локально нагревается и пусть обратимо, но деградирует. Запись в данное место происходит менее надежно, растет вероятность последующего неустойчивого считывания (а при современных огромных плотностях записи любое отклонение параметров губительно).
Эти соображения достаточно очевидны, и прошивка серверных дисков с интерфейсом SCSI/SAS (а они весьма горячи) давно научилась перемещать головки в простое, дабы они не перегревались. Но еще лучше вместе с головкой «перебрасывать» и информацию по пластине — в этом случае описанные эффекты подавляются максимально, а надежность накопителя растет. Вот Western Digital и ввел подобный механизм в новых моделях VelociRaptor. Это дорогие высокопроизводительные диски со скоростью вращения шпинделя 10000 об./мин и пятилетней гарантией, так что Wear Leveling там уместен.
VelociRaptor снаружи и внутри. Привлекает внимание мощный радиатор. Пластины же имеют уменьшенный диаметр — это характерно для современных скоростных дисков.
Кроме того, вся линейка VelociRaptor нацелена на использование в высоконагруженных системах, в первую очередь серверах, где запись на диск ведется очень интенсивно и зачастую в одни и те же файлы (типичный пример — логи транзакций). Массовым «ширпотребным» дискам высокие нагрузки не грозят, греются они тоже умеренно, так что подобный изыск там вряд ли появится. Впрочем, поживем — увидим.
⇡ Аdvanced Format и его применение
Вот уже более 20 лет все жесткие диски имеют одинаковый размер физического сектора: 512 байт. Это минимальная порция записи на диск, позволяющая гибко управлять распределением дискового пространства. Однако с ростом объема HDD все сильнее стали проявляться недостатки такого подхода — в первую очередь неэффективное использование емкости магнитной пластины, а также высокие накладные расходы при организации потока данных.
Поэтому диски большой емкости (терабайт и выше) стали производиться по технологии Advanced Format , которая оперирует «длинными» физическими секторами в 4096 байт. Разметка магнитных пластин под AF весьма выгодна для производителя: меньше межсекторных промежутков, выше полезная емкость дорожки и всей пластины (а это, наряду с магнитными головками, самый дорогой компонент HDD). Именно Advanced Format позволил выпустить на рынок недорогие винчестеры, столь популярные ныне у потребителей аудио- и видеоконтента. AF-дисками емкостью 1-3 Тбайт комплектуются не только компьютеры, но и масса внешних накопителей, сетевых хранилищ и медиаплееров.
Один из первых дисков 3,5″ с Advanced Format, выпущенный в 2009 г
Но даром ничего не дается, новые диски уже начинают приносить в ремонт. Похоже, надежность все-таки просела. Ведь единичный сбой диска или дефект поверхности портит теперь в 8 раз больше данных пользователя, чем обычно. При физическом секторе в 4 Кбайт и эмуляции «коротких» секторов в 512 байт не будет читаться от 1 до 8 секторов. Операционная система на это реагирует понятно как: авария, все пропало! В итоге мелкая проблема на пластинах вырастает для пользователя в зависание или чего еще хуже.
Я считаю, на дисках с AF не стоит держать ОС, прикладные программы и базы данных со множеством мелких файлов. Пока что их удел — мультимедийные данные, некритичные к выпадениям.
В первую очередь рекомендую заглянуть на форум HARDW.net . Его раздел «Накопители информации» посещает множество профессиональных ремонтников и энтузиастов (почти 40 тыс. участников). Там можно найти ответы практически по любой теме, связанной с HDD, за исключением самых новых «нераскопанных» моделей. Начните с подраздела «Песочница»: на простые (в понимании профессионалов) вопросы там отвечают подробно и содержательно, а не отшивают, как в других местах, — «несите к ремонтнику».
Еще больше информации, правда, на английском языке, можно найти на портале HDDGURU . Помимо ремонтно-диагностического ПО и статей по отдельным вопросам (например, как поменять головки у диска), там есть международный форум ремонтников, а также огромный архив ресурсов по HDD (firmware, документация, фото и т.п.). Портал прививает широкий взгляд на вещи, он будет интересен подготовленным и мотивированным людям. Во всяком случае, в закрытых конференциях ремонтников ссылки на него пробегают постоянно.
Сошлюсь и на свою статью «Как продлить жизнь жестким дискам» в трех частях. Она дает начальные сведения по обращению с HDD, и хотя написана более трех лет назад, устарела мало — диски за это время принципиально не изменились, разве что стали еще менее надежными из-за свирепой экономии. Производители, застигнутые мировым кризисом, снижали свои затраты по всем направлениям, что и послужило причиной ряда громких провалов 2008-2009 гг. Об одном из них речь пойдет в продолжении этого материала, которое выйдет в ближайшее время.