Третьего дня попал в руки неисправный жесткий диск (HDD) Seagate Barracuda 7200.12 объемом на 500 GB. Seagate Barracuda 7200.12 вышел на рынок в 2011 году и можно сказать, был одним из самых популярных и современных на тот момент дисков. В соотношении цена/качества не было равных.

В этой статье я хочу коротко рассказать про устройство жесткого диска - из чего он состоит. Уверен, это будет интересно не только мне, но и вам! Раньше, когда мне попадались такие жесткие диски (неисправные), я их не разбирал, а просто выбрасывал. О чем сейчас немного жалею.

Но почему эта статья именно сейчас? Все достаточно просто, на данный момент (2018 год) жесткие диски такого типа (или даже современней) стоят повсеместно, и мало кто не знает, что это такое – жесткий диск (HDD). Но время идет и на смену им приходят современные SSD диски, которые более скоростные. Обычные же HDD постепенно теряют свои позиции, уступая SSD. Но пока SSD диски очень дорогие, даже небольшого объема, полностью заменят HDD они еще не скоро. О SSD дисках я расскажу в следующей статье. Надеюсь, к тому времени мне попадет такой один не исправный, что бы я мог разобрать его.

Для начала, давайте дадим определение HDD и начнем наш разбор.

Накопитель на жестких магнитных дисках (hard (magnetic) disk drive, HDD ) – запоминающее устройство для хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным запоминающим устройством в большинстве компьютеров.

Разборка жесткого диска

Вот так он выглядит внешне:

Вид сверху

Вид снизу

Не будем долго останавливаться на этом, скажу лишь одно, что при визуальном осмотре мы видим черный алюминиевый корпус и печатную плату управления с разъемами.

Дня начала снимем печатную плату:

Тут уже поинтересней, не правда ли?

На крышке, которая чуть-чуть попала в кадр, присутствует резиновая прокладка (1 ), которая защищает от попадания пыли в корпус диска.

Конечно, сразу бросается в глаза жесткая алюминиевая пластина (2 ), покрытая слоем оксида магния, на которой хранится вся информация. В зависимости от объема (500 GB, 1000 GB), могут использоваться несколько магнитных пластин. На нашем же жестком диске, такая пластина всего одна.

Над пластиной стоит считывающая головка (3 ), которая из-за очень быстрого вращения пластины, не касается диска. А все, потому что при таких скоростях, образуется воздушная прослойка, вот она и не дает считывающей головке задеть диск.

Во время работы шпиндель (4 ), на котором закреплена пластина, вращается со скоростью от 3600 до 15000 оборотов в минуту. Просто сумасшедшая скорость.

Считывающая головка стоит между двумя очень мощными неодимовыми магнитами (5 ).

Неодимовый магнит – очень мощный постоянный магнит, с высокой стойкостью к размагничиванию. За 10 лет такой магнит потеряет только 0.1-2% своей намагниченности. Подвержен коррозии, поэтому часто покрыт никелем из-за чего имеет металлический блеск.

Тут мы больше ничего не сможем разглядеть, идем дальше. Снимаем все элементы жесткого диска:

Вот так нагляднее

Тут у нас и пластина, и шпиндель, и пара магнитов и головка с катушкой. Качество фото к сожалению оставляют желать лучшего, но что поделать.

На этом, пожалуй, всё. Спасибо за просмотр.

Разбор жесткого диска следует проводить в стерильной и чистой обстановке и обязательно в специальных перчатках. Любая соринка или пылинка может окончательно вывести из строя устройство, поэтому позаботьтесь заранее о резервной копии важной для вас информации. Стандартный жесткий диск от ноутбука или компьютера выглядит так, как представлено ниже.

Обычно задняя часть – это обратная часть контроллера, держащего на винтах «звездочка». Такие же винты присутствуют и на передней части корпуса. Иногда дополнительный винт прячется под заводской наклейкой. Открутив все видимые винты, откройте аккуратно крышку, не делая резких движений. Под крышкой будут находиться составляющие HDD, которые отвечают за считывание и запись данных, то есть головка и дисковые пластины.

В зависимости от того, какой именно объем у диска, и также от его ценовой категории, головок и дисков может быть несколько (от одной до четырех). Каждая пластина надета на шпиндель двигателя, а располагается по типу «этажности». Отделены они друг от друга переборкой и втулкой. Дисков может быть в два раза меньше, чем головок, потому что у каждой пластины обе стороны созданы для чтения и записи.

Диски крутятся с помощью работы двигателя, управляющего контроллером благодаря шлейфу. Принцип работы головки простой, поскольку она вращается вдоль диска и не касается его, а только считывает намагниченные области. Все взаимодействия основаны на принципе электромагнита. Сзади у головки находится катушка, в которую поступает ток. Она размещена посередине двух постоянных магнитов. На напряженность электромагнитного поля влияет сила электрического тока, вследствие этого штанга выбирает необходимый ей угол наклона. Вся эта конструкция зависит от отдельного контроллера.

На контроллере находятся определенные элементы:

Чипсет;
контроллеры;
кэш;
модуль передачи данных;
малюсенький процессор;
микросхемы.

С бодрым днём, друзья! Прочитав эту статью, вы несколько продвинетесь в области понимания процессов, происходящих с жестким диском при нарушении его геометрии.

Исследуя вопрос, я просмотрел набор роликов на ютюбе, который выдался по запросу «как работает жестких диск». Автор перебрал, где-то, первые 50 роликов и, в некоторых из них, встретил объяснения одного явления. А именно: почему после того, как мы открывали диск через какое-то время работы, он «покрывается бэдами». Объясняли это пылью. Пыль — это, бесспорно, зло для диска, но, если внимательнее присмотреться, то бэды возникают не в случайных местах, а в строго определенных. Есть еще одна из самых частых неисправностей данного вида - жесткий диск не трогали, а он перестал работать. То есть, он, как и в первом, описанном случае, «покрылся бэдами» не абы где, а строго по определенной схеме: частично перестали читаться области, которые чаще всего записываются, при этом на всём остальном пространстве диска - ни одного дефекта! А если такой диск попробовать «починить» тотальной записью поверхности, то он практически весь будет в бэдах. Такую ситуацию попаданием пыли и, как следствие, возникновением царапины, объяснить нельзя.

Подумалось, было бы хорошо, поставить подробные опыты, показывающие связь изменения поведения жесткого диска до и после внесения механического нарушения, то есть снятия/установки крышки. В недалеком будущем автор уже запланировал серию таких опытов, но а пока опишу судьбу героя в общих чертах - без лабораторных экспериментальных обоснований.

Так что же происходит, когда мы отпускаем/затягиваем винты крепления блока головок (коромысла)? Происходит смещение оси вращения. Такое смещение влечет за собой появление биения трека. Давайте попробуем нарисовать геометрию полученной ситуации.

На старых дисках скорость вычислений в программе слежения за треком была низкой и при биении больше какого-то значения не успевала реагировать на убегающий из-под головки трек и диск начинал стучать.

Но! Жесткий диск у нас не в плоскости, а в объеме! Еще происходит наклон оси поворота.

Следовательно, для одних головок смещение получается меньше, от изначального положения, а у других больше. А еще нижняя головка будет прижиматься сильнее, а верхняя слабее. Как следствие, у нижней высота полета над магнитной поверхностью уменьшится, а у верхней увеличится. Это все равно что мы привыкли читать текст на одном расстоянии, а теперь расстояние увеличилось, следовательно нужно изменить фокусировку, чтобы снова хорошо читать текст. А что если фокус уже выкрутили на максимум, а текст все ровно не читается? Получаем BAD- сектора!

Следующий вопрос, которым задастся пытливый читатель - это почему, собственно, смещение положения оси вращения вообще на что-то влияет? Дело в том, что разметка дорожек (тут можно много рассказать про разницу между физическим и логическим форматированием, но оставим этот рассказ на будущее) производится уже на полностью собранном диске. Поэтому, взаимное расположение окружностей-дорожек и центров вращения как бы фиксируются и треки из-под головки не «убегают» . Если мы изменим расстояние между осями, то как было показано выше (рисунок 1) появятся биения.

Раньше программа управления жестким диском не умела учитывать смещение оси вращения, потому как сумма биений подшипника на коромысле и подшипника шпиндельного двигателя для неповрежденного диска была меньше размера дорожки. Как только сумма биений стала больше, то потребовалась уже реализация программного предсказания биения и его компенсации путем смещения головки звуковой катушкой в сторону, противоположную уходу головки с трека.

Бывает еще ситуация, когда система предсказания биений ломается, это приводит к тому, что диск перестает читаться… Но об этом как-нибудь в другой раз, так как в большинстве дисков помрачение гадалок с астрологами приводит к замедлению скорости чтения и еще большему замедлению скорости записи, а не полной утрате способности читать.

Все было замечательно, пока данные записывались одной и той же головкой. Но, начиная примерно с дисков в 1 Гигабайт на одну поверхность стали применять раздельные головки для чтения и для записи. И у нас появилось уже две дуги!

По одной дуге идет головка чтения, а по другой головка записи. При смещении между центрами вращения головка записи перестанет попадать на тот трек, на который она попадала раньше. Другими словами, программа думает, что она пишет дорожку номер 10, а в реальности идет запись дорожки номер 9! А, так как данные на соседних дорожках немного повернуты друг относительно друга и/или в расчете контрольной суммы сектора используется его номер, то диск такой сектор признать исправным уже не сможет.

Получаем вывод: в результате изменения расстояния между осями вращения запись данных приводит к тому, что в местах, куда данные должны быть записаны, они остаются старыми, а соседние данные повреждаются!

Однако, справедливости ради, этот вывод слишком идеален. В реальности данные пишутся зигзагами, поэтому будут повреждены обе дорожки, одна, которую мы пишем, а другая соседняя. Но и читаются они тоже зигзагом (от биения обоих/двух подшипников), поэтому получается картина: многократные повторы чтения позволяют вычитать часть секторов.

Но на дисках с объемами более 250 гигабайт на одну поверхность ситуация еще более усложнилась в связи с появлением системы контроля высоты полета головки путем нагрева пружины резистором, которая измеряет эту высоту по качеству сигнала с поверхности. Так вот, когда у нас некоторые места ориентирования повреждены, то высота полета вычисляется неверно и вся головка либо впиливается в поверхность, либо летит слишком высоко и не видит данных (выше приводил пример с фокусным расстоянием и чтением текста)!

А нонче, не то, что давеча: еще и пьезо позиционеры добавились со своими особенностями поведения в случае смещения осей - мрак!

Думаю, пытливый читатель уже понял, как всё сложно взаимосвязано и, что на жесткий диск лучше не дышать… Нет, дышать всё-таки можно, на закрытый диск!:) В любом случае, мы осуществили скромную попытку интеграции экспериментального опыта, изучения патентов и т. п. В будущем, автор попробует поставить хорошо доказательные опыты на разных дисках, подтверждающие и дополняющие выводы этой заметки.

Разборка внешнего жесткого диска, процесс в большинстве случаев не сложный и быстрый. Но как оказалось, так бывает не со всеми дисками. Попав мне в руки внешний жесткий диск HP pd500a все было чуть сложнее. Диск после падения не хотел определятся через USB – порт и достать ничего нельзя было. Приняв решение разобрать и попробовать прямое подключение к компьютеру через SATA – кабель, для извлечения хоть каких то файлов.

В большинстве дисков достаточно просто вытянуть верхнюю часть и мы добирались до самого жесткого диска. В данном случае было ни все так просто. После нескольких попыток, корпус не поддавался и для того, что бы ничего не сломать я поискал информацию, как разобрать внешний жёсткий диск в интернете, но кроме инструкции по подключению к компьютеру, ничего больше не нашёл. Поэтому, решил написать небольшое руководство, возможно кому то оно пригодится. Забегая на перёд, хочу сказать что на жестком диске нету возможности подключения стандартного SATA , USB впаян на саму плату.

Сразу было понятно что корпус держится на пластиковых защелках. Взяв медиатор для разборки, я начал искать где зацепиться что бы отсоединить корпус.

Разборка кармана внешнего жёсткого диска HP

На первый взгляд простой и удобный корпус на котором нет ничего лишнего.

Как я уже говорил, не увидев никакой крышки или детали которая бы просто и без усилий снималась, я начал искать где зацепится медиаторам. Покрутив несколько минут в руках, я увидел слегка заметные два отверстия на верхней части корпуса.

Место откуда будем начинать найдено. Взяв в руки медиатор (можно воспользоваться простой пластиковой карточкой, но не используйте отверток и остальных металлических предметов, а то повредите корпус ), пробуем отсоединить крепления.

Поддев и пройдя по всей длине верхней части корпуса, крышка должна слегка приподняться.

Закончив с верхней частью похожим способом походим медиатором по обеим сторонам корпуса, нашего внешнего жёсткого диска. В некоторых местах возможно нужно приложить усилия, но не перестарайтесь что бы не сломать пластиковые защелки.

Сняв верхнюю часть крышки остается только извлечь сам жёсткий диск с корпуса и поснимать резиновые подставки, которые служат для того, что бы диск не создавал лишнего шума при работе.

Для того, что бы достать HDD, просто подымаем его вверх. Никаких креплений больше нету, так что может смело его доставать.

Вот так, он должен выглядеть в разобранном виде. На верхней части корпуса, которая на скриншоте справа, Вы можете увидеть девять защелок которые так крепко держали наш корпус.

Как я говорил ранее, что USB – порт впаян на саму плату, а стандартного SATA нет.

Как Вы поняли подключить диск и проверить его не удалось, поэтому, пришлось отправить его на сервис. Также, хочу сказать, что не стоит без надобности разбирать Ваш внешний жесткий диск от компании. В любом случае, даже если Вы сделаете все аккуратно, после разборки могут появиться небольшие щели и маленькие царапины на самом корпусе.

Вот такое вышло не большое руководство по разборке внешних жестких дисков от фирмы HP. Если что-то не получилось, оставляйте комментарии, попытаюсь вам помочь. Так же не забывайте подписываться на RSS или по Email, чтобы следить за обновлениями на .

Разборка внешнего жёсткого диска HP pd500a

В руки нашего маленького Дрона попал винчестер на 1 Тб от Western Digital (WD10EARS). В интернете уже сотни тестов винчестеров, но мало кто разбирает винчестер до винтика. А давайте, мы свой экземпляр разберём?)

Шестигранной отвёрткой открутить винты у нас не удалось, поэтому пришлось прибегнуть к грубой физической силе, и… электроинструменту! На самом деле, под рукой не оказалось подходящей шестигранки.

Винты так просто без боя сдаваться не хотели…

А последний винт удалось открутить, отогнув защитную крышку.

Нашего маленького Дрона это не остановило!

Вдоль кромки верхней защитной крышки расположен силиконовый (похоже) уплотнитель. Приклеен весьма качественно, оторвать не удалось.

Вот они… жесткие диски с зеркальной поверхностью. К сожалению, как только мы сняли крышку, вся поверхность покрылась мелкими пылинками…

Считывающие головки расположены в специальном держателе в пазах. Такое размещение предотвращает повреждение пластин при транспортировке, а также когда винчестер просто отключен.

Весьма увесистый винчестер…

Снимаем плату с обратной стороны винчестера. Между винчестером и обратной стороной корпуса размешена специальная губчатая прокладка, которая гасит вибрации.

Двигатель управляется 4-мя контактами, а рабочие головки целой контактной группой. Интерфейс контактов весьма продуманный.

Управление электродвигателем

Управляющие контакты рабочих головок

Компонентная база печатной платы

Это, судя по всему кеш-память винчестера, производства hynix

Плата целиком

Замечаем фирменную маркировку, произведено компанией Foxconn!

Вид с обратной стороны

Механизм рабочих головок находится между двумя магнитами. Судя по всему, магниты неодимовые и обладают достаточной силой.

Катушка рабочих головок. С помощью этой катушки генерируется электромагнитное поле, которое позволяет механизму головок перемещаться в магнитном поле статических магнитов.

Прекрасное инженерное решение, красота форм и линий… идеально отполированная поверхность.

Электроника рабочих головок. Посмотрите на размер контактов и самого чипа, представьте, какова должна быть точность в процессе производства.

Провода питания катушки

Парковочные пазы. Обратите внимание, в винчестере на 1 Тб используется всего 2 диска и 4 рабочие головки. Диски имеют заурядную толщину, до 3 мм. Плотность записи при этом очень большая. Повреждение даже самого маленького участка диска повлёчёт потерю десятков, сотен мегабайт данных.

Нижний магнит

Магнитное поле настолько сильное, что держа за магнит, который не прикручен, можно поднять весь винчестер.

В заключение

В целом, винчестер на 1 Тб от Western Digital (модель WD10EARS) имеет довольно простую и продуманную конструкцию (что очень даже хорошо), и в то же время, в нём практически все компоненты требуют ювелирной точности и полной герметизации внутренней камеры. Вскрытый в домашних условиях, такой винчестер, больше уж точно работать не будет!

Мы его разобрали исключительно для того, чтобы показать его внутреннее строение. Не спешите нас ругать! Винчестер к нам попал уже практически нерабочий. Дальнейшее хранение информации на нём уже невозможно, т.к. появляются всё новые и новые битые секторы. Этот девайс уже достаточно прослужил своему владельцу, отработав свою цену до копейки.

Какова его дальнейшая судьба? Посмотрим,… возможно, нам удастся подобрать ему новое амплуа, новый образ.