Для чего на жестком диске четыре контакта

Третий разъём 4 пина на SATA диске, зачем он?

Во времена IDE контроллеров, жёстким дискам с помощью перемычек указывали какой диск является основным (Master), а и какой вторичным (Slave). Дискам с интерфейсом Serial ATA (SATA) каких-либо дополнительных действий с перемычками не требуется, тем не менее, место под их установку на некоторых из них предусмотрено. Зачем это нужно?

На самом деле, выполняют они совсем иную функцию, чем это было задумано для IDE контроллеров. Например, данный 4-х контактный разъем на первой версии дисков Seagate с интерфейсом SATA служил исключительно для технологических целей и никакие пользовательские действия с ним не предусматривались. Туда подключалось заводское оборудования, для прошивки и тестирования.

Через этот разъём умельцы реанимировали накопители Seagate Barracuda после «мухи CC». В своё время была такая распространённая проблема с внезапной смертью этих дисков.

В дальнейшем, на у тех же Seagate, но с интерфейсом SATA-II, установкой перемычек можно было ограничивать режим работы интерфейса до SATA150 (вместо SATA300). Это требовалось для обеспечения совместимости с некоторыми SATA-контроллерами, в основном на чипсетах VIA (кто о них сейчас уже помнит?).

Установкой джамперов можно включить/выключить функции SSC (Spread Spectrum Clocking) и RPS (Reduced Power Spinup), в случае использования RAID-массивов для реализации поочерёдного запуска жестких дисков. В подавляющем большинстве случаев лучше всё оставить как есть и никакие джамперы не устанавливать, а уж тем более не пытаться подключать туда вентиляторы (встречаются и такие умники).

Если считаете статью полезной,
не ленитесь ставить лайки и делиться с друзьями.

Комментариев: 1

почему не где нет подробной инфы об этих контактах? было бы интересно узнать про реанимацию.

Источник

Анатомия накопителей: жёсткие диски

Он магнитный. Он электрический. Он фотонный. Нет, это не новое супергеройское трио из вселенной Marvel. Речь идёт о хранении наших драгоценных цифровых данных. Нам нужно где-то их хранить, надёжно и стабильно, чтобы мы могли иметь к ним доступ и изменять за мгновение ока. Забудьте о Железном человеке и Торе — мы говорим о жёстких дисках!

Итак, давайте погрузимся в изучении анатомии устройств, которые мы сегодня используем для хранения миллиардов битов данных.

You spin me right round, baby

Механический накопитель на жёстких дисках (hard disk drive, HDD) был стандартом систем хранения для компьютеров по всему миру в течение более 30 лет, но лежащие в его основе технологии намного старше.

Первый коммерческий HDD компания IBM выпустила в 1956 году, его ёмкость составляла аж 3,75 МБ. И в целом, за все эти годы общая структура накопителя не сильно изменилась. В нём по-прежнему есть диски, которые используют для хранения данных намагниченность, и есть устройства для чтения/записи этих данных. Изменился же, и очень сильно, объём данных, который можно на них хранить.

В 1987 году можно было купить HDD на 20 МБ примерно за 350 долларов; сегодня за такие же деньги можно купить 14 ТБ: в 700 000 раз больший объём.

Мы рассмотрим устройство не совсем такого размера, но тоже достойное по современным меркам: 3,5-дюймовый HDD Seagate Barracuda 3 TB, в частности, модель ST3000DM001, печально известную своим высоким процентом сбоев и вызванных этим юридических процессов. Изучаемый нами накопитель уже мёртв, поэтому это будет больше похоже на аутопсию, чем на урок анатомии.

Основную массу жёсткого диска составляет литой металл. Силы внутри устройства при активном использовании могут быть довольно серьёзными, поэтому толстый металл препятствует изгибанию и вибрациям корпуса. Даже в крошечных 1,8-дюймовых HDD в качестве материала корпуса используются металл, однако обычно они делаются не из стали, а из алюминия, потому что должны быть как можно более лёгкими.

Перевернув накопитель, мы видим печатную плату и несколько разъёмов. Разъём в верхней части платы используется для двигателя, вращающего диски, а нижние три (слева направо) — это контакты под перемычки, позволяющие настраивать накопитель под определённые конфигурации, разъём данных SATA (Serial ATA) и разъём питания SATA.

Serial ATA впервые появился в 2000 году. В настольных компьютерах это стандартная система, используемая для подключения приводов к остальной части компьютера. Спецификация формата претерпела множество ревизий, и сейчас мы пользуемся версией 3.4. Наш труп жёсткого диска имеет более старую версию, но различие заключается только в одном контакте в разъёме питания.

В подключениях передачи данных для приёма и получения данных используется дифференцированный сигнал: контакты A+ и A- используются для передачи инструкций и данных в жёсткий диск, а контакты B — для получения этих сигналов. Подобное использование спаренных проводников значительно снижает влияние на сигнал электрического шума, то есть устройство может работать быстрее.

Если говорить о питании, то мы видим, что в разъёме есть по паре контактов каждого напряжения (+3.3, +5 и +12V); однако большинство из них не используется, потому что HDD не требуется много питания. Эта конкретная модель Seagate при активной нагрузке использует менее 10 Вт. Контакты, помеченные как PC, используются для precharge: эта функция позволяет вытаскивать и подключать жёсткий диск, пока компьютер продолжает работать (это называется горячей заменой (hot swapping)).

Контакт с меткой PWDIS позволяет удалённо перезагружать (remote reset) жёсткий диск, но эта функция поддерживается только с версии SATA 3.3, поэтому в моём диске это просто ещё одна линия питания +3.3V. А последний контакт, помеченный как SSU, просто сообщает компьютеру, поддерживает ли жёсткий диск технологию последовательной раскрутки шпинделей staggered spin up.

Перед тем, как компьютер сможет их использовать, диски внутри устройства (которые мы скоро увидим), должны раскрутиться до полной скорости. Но если в машине установлено много жёстких дисков, то внезапный одновременный запрос питания может навредить системе. Постепенная раскрутка шпинделей полностью устраняет возможность таких проблем, но при этом перед получением полного доступа к HDD придётся подождать несколько секунд.

Сняв печатную плату, можно увидеть, как она соединяется с компонентами внутри устройства. HDD не герметичны, за исключением устройств с очень большими ёмкостями — в них вместо воздуха используется гелий, потому что он намного менее плотный и создаёт меньше проблем в накопителях с большим количеством дисков. С другой стороны, не стоит и подвергать обычные накопители открытому воздействию окружающей среды.

Благодаря использованию таких разъёмов минимизируется количество входных точек, через которые внутрь накопителя могут попасть грязь и пыль; в металлическом корпусе есть отверстие (большая белая точка в левом нижнем углу изображения), позволяющее сохранять внутри давление окружающей среды.

Теперь, когда печатная плата снята, давайте посмотрим, что находится внутри. Тут есть четыре основных чипа:

Открыть накопитель просто, достаточно открутить несколько болтов Torx и вуаля! Мы внутри…

Учитывая, что он занимает основную часть устройства, наше внимание сразу привлекает большой металлический круг; несложно понять, почему накопители называются дисковыми. Правильно их называть пластинами; они изготавливаются из стекла или алюминия и покрываются несколькими слоями различных материалов. Этот накопитель на 3 ТБ имеет три пластины, то есть на каждой стороне одной пластины должно храниться 500 ГБ.

Изображение довольно пыльное, такие грязные пластины не соответствуют точности проектирования и производства, необходимого для их изготовления. В нашем примере HDD сам алюминиевый диск имеет толщину 0,04 дюйма (1 мм), но отполирован до такой степени, что средняя высота отклонений на поверхности меньше 0,000001 дюйма (примерно 30 нм).

Базовый слой имеет глубину всего 0,0004 дюйма (10 микронов) и состоит из нескольких слоёв материалов, нанесённых на металл. Нанесение выполняется при помощи химического никелирования с последующим вакуумным напылением, подготавливающих диск для основных магнитных материалов, используемых для хранения цифровых данных.

Этот материал обычно является сложным кобальтовым сплавом и составлен из концентрических кругов, каждый из которых примерно 0,00001 дюйма (примерно 250 нм) в ширину и 0,000001 дюйма (25 нм) в глубину. На микроуровне сплавы металлов образуют зёрна, похожие на мыльные пузыри на поверхности воды.

Каждое зерно обладает собственным магнитным полем, но его можно преобразовать в заданном направлении. Группирование таких полей приводит к возникновению битов данных (0 и 1). Если вы хотите подробнее узнать об этой теме, то прочитайте этот документ Йельского университета. Последними покрытиями становятся слой углерода для защиты, а потом полимер для снижения контактного трения. Вместе их толщина составляет не больше 0,0000005 дюйма (12 нм).

Скоро мы увидим, почему пластины должны изготавливаться с такими строгими допусками, но всё-таки удивительно осознавать, что всего за 15 долларов можно стать гордым владельцем устройства, изготовленного с нанометровой точностью!

Однако давайте снова вернёмся к самому HDD и посмотрим, что же в нём есть ещё.

Жёлтым цветом показана металлическая крышка, надёжно крепящая пластину к электродвигателю привода шпинделя — электроприводу, вращающему диски. В этом HDD они вращаются с частотой 7200 rpm (оборотов/мин), но в других моделях могут работать медленнее. Медленные накопители имеют пониженный шум и энергопотребление, но и меньшую скорость, а более быстрые накопители могут достигать скорости 15 000 rpm.

Чтобы снизить урон, наносимый пылью и влагой воздуха, используется фильтр рециркуляции (зелёный квадрат), собирающий мелкие частицы и удерживающий их внутри. Воздух, перемещаемый вращением пластин, обеспечивает постоянный поток через фильтр. Над дисками и рядом с фильтром есть один из трёх разделителей пластин: помогающих снижать вибрации и поддерживать как можно более равномерный поток воздуха.

В левой верхней части изображения синим квадратом указан один из двух постоянных стержневых магнитов. Они обеспечивают магнитное поле, необходимое для перемещения компонента, указанного красным цветом. Давайте отделим эти детали, чтобы видеть их лучше.

То, что выглядит как белый пластырь — это ещё один фильтр, только он очищает частицы и газы, попадающие снаружи через отверстие, которое мы видели выше. Металлические шипы — это рычаги перемещения головок, на которых находятся головки чтения-записи жёсткого диска. Они с огромной скоростью движутся по поверхности пластин (верхней и нижней).

Посмотрите это видео, созданное The Slow Mo Guys, чтобы увидеть, насколько они быстрые:

В конструкции не используется чего-то вроде шагового электродвигателя; для перемещения рычагов по соленоиду в основании рычагов проводится электрический ток.

Обобщённо их называют звуковыми катушками, потому что они используют тот же принцип, который применяется в динамиках и микрофонах для перемещения мембран. Ток генерирует вокруг них магнитное поле, которое реагирует на поле, созданное стержневыми постоянными магнитами.

Не забывайте, что дорожки данных крошечны, поэтому позиционирование рычагов должно быть чрезвычайно точным, как и всё остальное в накопителе. У некоторых жёстких дисков есть многоступенчатые рычаги, которые вносят небольшие изменения в направление только одной части целого рычага.

В некоторых жёстких дисках дорожки данных накладываются друг на друга. Эта технология называется черепичной магнитной записью (shingled magnetic recording), и её требования к точности и позиционированию (то есть к попаданию постоянно в одну точку) ещё строже.

На самом конце рычагов есть очень чувствительные головки чтения-записи. В нашем HDD содержится 3 пластины и 6 головок, и каждая из них плавает над диском при его вращении. Для этого головки подвешены на сверхтонких полосках металла.

И здесь мы можем увидеть, почему умер наш анатомический образец — по крайней мере одна из головок разболталась, и что бы ни вызвало изначальный повреждение, оно также погнуло один из рычагов. Весь компонент головки настолько мал, что, как видно ниже, очень сложно получить её качественный снимок обычной камерой.

Однако мы можем разобрать отдельные части. Серый блок — это специально изготовленная деталь под названием «слайдер»: когда диск вращается под ним, поток воздуха создаёт подъёмную силу, поднимая головку от поверхности. И когда мы говорим «поднимает», то имеем в виду зазор шириной всего 0,0000002 дюйма или меньше 5 нм.

Чуть дальше, и головки не смогут распознавать изменения магнитных полей дорожки; если бы головки лежали на поверхности, то просто поцарапали бы покрытие. Именно поэтому нужно фильтровать воздух внутри корпуса накопителя: пыль и влага на поверхности диска просто сломают головки.

Крошечный металлический «шест» на конце головки помогает с общей аэродинамикой. Однако чтобы увидеть части, выполняющие чтение и запись, нам нужна фотография получше.

На этом изображении другого жёсткого диска устройства чтения и записи находятся под всеми электрическими соединениями. Запись выполняется системой тонкоплёночной индуктивности (thin film induction, TFI), а чтение — туннельным магнеторезистивным устройством (tunneling magnetoresistive device, TMR).

Создаваемые TMR сигналы очень слабы и перед отправкой должны проходить через усилитель для повышения уровней. Отвечающий за это чип находится рядом с основанием рычагов на изображении ниже.

Как сказано во введении к статье, механические компоненты и принцип работы жёсткого диска почти не изменились за многие годы. Больше всего совершенствовалась технология магнитных дорожек и головок чтения-записи, создавая всё более узкие и плотные дорожки, что в конечном итоге приводило к увеличению объёма хранимой информации.

Однако механические жёсткие диски имеют очевидные ограничения скорости. На перемещение рычагов в нужное положение требуется время, а если данные разбросаны по разным дорожкам на различных пластинах, то на поиски битов накопитель будет тратить довольно много микросекунд.

Прежде чем переходить к другому типу накопителей, давайте укажем ориентировочные показатели скорости типичного HDD. Мы использовали бенчмарк CrystalDiskMark для оценки жёсткого диска WD 3.5″ 5400 RPM 2 TB:

В первых двух строчках указано количество МБ в секунду при выполнении последовательных (длинный, непрерывный список) и случайных (переходы по всему накопителю) чтения и записи. В следующей строке показано значение IOPS, то есть количество операций ввода-вывода, выполняемых каждую секунду. В последней строке показана средняя задержка (время в микросекундах) между передачей операции чтения или записи и получением значений данных.

В общем случае мы стремимся к тому, чтобы значения в первых трёх строчках были как можно больше, а в последней строчке — как можно меньше. Не беспокойтесь о самих числах, мы просто используем их для сравнения, когда будем рассматривать другой тип накопителя: твердотельный накопитель.

Источник

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.

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.

Источник