Жесткий диск-это расходный материал и подлежит замене в случае выхода из строя.Электромеханический жесткий диск выходит из строя по причине постояных ударов,сбоев в питании,проблемах в контроллере и ряде других причин.


Винчестеры - они же жесткие диски

Жесткие диски (винчестеры), как электромеханические устройства, являются одним из самых ненадежных компонентов современного компьютера. Несмотря на то, что в большинстве случаев срок службы последних соизмерим, и даже превосходит время их эксплуатации до момента морального устаревания и замены более новыми моделями, все же отдельные экземпляры выходят из строя в течение первых месяцев эксплуатации.
Выход жесткого диска из строя - самое худшее, что может случиться с вашим компьютером, так как при этом часто необратимо теряются накопленные на нем данные. Если резервная копия по какой-то причине отсутствует, то суммарный ущерб от поломки заметно превышает номинальную стоимость современных винчестеров.Многие фирмы, пользуясь ситуацией, предлагают свои услуги по восстановлению информации с вышедшего из строя накопителя.
Очевидно, это обходится недешево и целесообразно только тогда, когда на диске находилось что-то действительно ценное. В противном случае легче просто смириться с потерей. Ремонт жестких дисков требует специального оборудования и практически невозможен в домашних условиях. Так, например, для вскрытия контейнера необходима особо чистая от пыли комната. Казалось бы, положение безнадежно и нечего даже помышлять о восстановлении поломанного диска в домашних условиях. Но, к счастью, не все поломки настолько серьезны, и во многих случаях можно обойтись для ремонта подручными (а иногда чисто программными) средствами.

Замена жесткого диска в ноутбуке: Отключаем питание, вынимаем батарею. На нижней стороне ноутбука можно увидеть отдельную крышку, обозначенную значком цилиндра. Выкручиваем удерживающие шурупы, поддеваем крышку и снимаем ее. Жесткий диск размещен на специальной платформе-салазках. Если они прикручены, то также выкручиваем шурупы. Теперь достаточно аккуратно потянуть винчестер в противоположную от разъема сторону. Поддевать его чем-либо не следует – на салазках предусмотрен специальный пластмассовый «язычок» для выдвижения устройства. Остается отсоединить устройство от платформы и в обратной последовательности установить замену.- Читайте подробнее на FB.ru: http://fb.ru/article/53844/kak-vyipolnyaetsya-zamena-jestkogo-diska-v-noutbuke

Гибридные жесткие диски SSHD наступают:

Сегодня стало уже совершенно очевидно, что традиционные жесткие диски обречены на вымирание. На прошедшей выставке Computex Taipei 2007 большинство производителей флэш-памяти представили твердотельные диски нового поколения на основе флэш-памяти (Solid State Disk, SSD), которые имеют ряд значительных преимуществ в сравнении с традиционными HDD-дисками, поэтому неминуемо вытеснят последние с рынка. Конечно, вытеснение HDD-дисков новыми SSD-дисками произойдет не сразу, но этот процесс неизбежен. И точно так же, как в свое время цифровые фотокамеры вытеснили в нишевые сегменты пленочные аналоги, а ЖК-мониторы — ЭЛТ-монитор, место HDD-дисков будет неизбежно занято SSD-дисками.

Уже сейчас SSD-диски выпускаются многими производителями флэш-памяти, а их максимальный объем достиг 128 Гбайт. Количество циклов записи для SSD-дисков стало сопоставимо с аналогичными характеристиками для HDD-дисков, и их массовому распространению мешает лишь одно обстоятельство. Они пока еще очень дороги и по такому параметру, как стоимость за один гигабайт емкости, серьезно проигрывают традиционным HDD-дискам.

В то же время в продаже уже появился особый тип дисков — гибридные диски (Hybrid Hard Drive, HHD), которые представляют собой сочетание флэш-памяти и традиционного диска «в одном флаконе» и могут считаться своеобразным переходным вариантом от HDD- к SSD-дискам.

Гибридные жесткие диски имеют ряд бесспорных преимуществ по сравнению с традиционными жесткими дисками. Это и более высокая скорость работы, и меньшее энергопотребление, и пониженный уровень шума, и более высокая надежность.

Но главное из перечисленных преимуществ гибридных дисков заключается в их низком энергопотреблении.

Вращающийся диск — один из наиболее энергозатратных компонентов компьютера. Встроенная в жесткий диск энергонезависимая флэш-память используется в качестве емкого энергонезависимого буфера (NV Cash) для операций записи и чтения данных (см. рисунок). При записи данные направляются непосредственно в буфер. Когда буфер близок к переполнению, диск «просыпается» и забирает данные. Благодаря этому гибридный диск позволяет как минимум вдвое снизить уровень энергопотребления (что особенно актуально для портативных ПК).

Минимальный объем флэш-памяти, которая встраивается в гибридные диски, составляет 128 Мбайт, однако для того, чтобы получить ощутимый эффект от использования флэш-памяти в гибридных дисках, рекомендуется устанавливать порядка 4 Гбайт.

Отметим, что поскольку при использовании встроенной флэш-памяти сокращается количество обращений к жесткому диску, то снижается и уровень шума, создаваемого вращающимся диском. Кроме того, поскольку гибридные жесткие диски имеют меньшее энергопотребление, то соответственно уменьшается тепловыделение, а следовательно, можно не использовать вентилятор для охлаждения жесткого диска.

 

Структурная схема гибридного диска

Важно также то, что гибридный жесткий диск, в котором «блины» находятся в неактивном состоянии (не вращаются) большую часть времени, имеет более продолжительное время жизни и меньшую вероятность отказа.

Точно так же, как существует несколько типов флэш-памяти, имеется и несколько способов организации гибридных дисков. Самый простой способ — использовать в качестве буфера встроенный флэш-диск, то есть микросхему, содержащую флэш-память и ее контроллер, обеспечивающий работу с памятью типа NOR, как с обычным ATA-диском. Данный способ не требует каких-либо изменений в архитектуре жесткого диска, однако является достаточно дорогим решением.

Второй вариант реализации заключается в том, чтобы использовать в качестве буфера флэш-память типа NAND. Это решение дешевле встроенного флэш-диска, однако нужно учесть необходимость разработать ПО для управления такой памятью. Кроме того, существуют различные типы NAND-памяти, требующие использования разных контроллеров.

Третий вариант реализации гибридных дисков заключается в том, чтобы применять NAND-память вкупе с соответствующим контроллером. При этом решается проблема несовместимости микросхем памяти разных изготовителей, но в данном случае потребуется использовать не одну, а две микросхемы.

Отметим, что гибридные диски во многом напоминают технологию Intel Turbo Memory (ранее она назвалась Robson) компании Intel, которая реализована в ноутбуках на платформе Santa Rosa. В данном случае флэш-память типа NAND, выполняющая функцию буфера, располагается не на жестком диске, а на системной плате. Правда, несмотря на схожесть технологии Robson и технологии гибридных дисков, взаимодействие между флэш-памятью, процессором и диском осуществляется в технологии Intel Turbo Memory несколько иначе, чем в гибридных дисках.

Понятно, что для обеспечения возможности работы с гибридными жесткими дисками нужна соответствующая поддержка со стороны операционной системы. На данный момент средства работы с гибридными жесткими дисками, так же как и с технологией Robson, имеются только в новой операционной системе Microsoft Vista (технология Ready Drive). Технология ReadyDrive будет запоминать типовую последовательность обращения к данным на жестком диске, а затем оптимизировать этот процесс путем размещения часто используемых данных в кэш-памяти. Запуск приложений при этом можно ускорить в два-три раза. Технология ReadyDrive также распределяет приоритеты для приложений, чтобы ускорить работу основных приложений при наличии фоновых задач.

Гибридные диски будут продаваться под маркой ReadyDrive, которая является товарным знаком Microsoft. Гибридные жесткие диски можно устанавливать и в компьютеры с другими операционными системами, однако преимущества в этом случае проявляться не будут.

Прототипы первых моделей гибридных HHD-дисков были представлены еще год назад. К примеру, в 2006 году на конференции для разработчиков Windows Hardware Engineering Conference (WinHEC), проходившей Сиэтле (шт. Вашингтон), компании Samsung и Seagate продемонстрировали прототипы гибридных HHD-дисков со встроенными чипами флэш-памяти. И Samsung и Seagate позиционировали эти гибридные диски для применения в ноутбуках.

В ходе демонстрации новых дисков обращение к пластинам диска при работе офисных приложений происходило один раз в три-четыре минуты, что позволяло снизить энергопотребление диска на 70-90%.

Уже в апреле текущего года компания Samsung объявила о начале поставок первых в мире серийно выпускаемых моделей гибридных жестких дисков — накопителей серии MH80.

Линейка накопителей серии MH80, выполненных в корпусах формфактора 2,5 дюйма, включает модели емкостью 80, 120 и 160 Гбайт. В зависимости от модели объем встроенного модуля флэш-памяти составляет от 128 до 256 Мбайт. Контроллеры накопителей серии MH80 поддерживают технологию ReadyDrive, реализованную в новой ОС Windows Vista. Согласно информации разработчиков, уровень энергопотребления гибридных накопителей будет на 70-90% ниже по сравнению с аналогичным показателем обычных жестких дисков, а использование технологии Samsung ReadyBoot позволит сократить время загрузки ОС примерно вдвое.

Отметим, что в дисках Samsung MH80 используется флэш-память типа OneNAND, которая работает гораздо быстрее, чем обычная память NAND.

OneNAND-память представляет собой SLC (Single Level Cell) NAND-память c логикой, позволяющей эмулировать интерфейс NOR флэш-памяти. В одной микросхеме ячейки флэш-памяти объединены высокоскоростной SRAM-буфер и логический интерфейс, причем это единственный тип NAND-памяти, разработанный для сопряжения с флэш-памятью типа NOR. Вдобавок такая конструкция минимизирует потери хранящихся данных при отключении питания.

От памяти NOR новый тип памяти унаследовал высокую скорость чтения и записи данных. Кроме того, OneNAND позволяет хранить и быстро копировать в оперативную память исполняемый код, что характерно для микросхем NAND.

Память OneNAND читает данные значительно быстрее, чем традиционная NAND-память, и записывает быстрее, чем обычная NOR-память.

В частности, скорость чтения OneNAND памяти составляет 108 Мбайт/с, а скорость записи — 10 Мбайт/с.

Разберемся с SSD:

Что же такое SSD диск ? Solid State Drive или Solid State Disk ) твердотельный накопитель, энергонезависимое, перезаписываемое запоминающее устройство без движущихся механических частей с использованием флэш-памяти. SSD полностью эмулирует работу жёсткого диска.


Посмотрим что у SSD внутри и сравним с его близким родственником USB Flash.

Как видно из фотографии - отличий не так уж и много. По сути SSD накопитель - это та же большая флэшка. В отличие от флэшек, в SSD используется микросхема DDR DRAM кеш-памяти, в связи с спецификой работы и возросшей в несколько раз скоростью обмена данными между контроллером и интерфейсом SATA.

Контроллер SSD

Главной задачей контроллера является обеспечение операций чтения/записи, и управление структурой размещения данных. Основываясь на матрице размещения блоков, в какие ячейки уже проводилась запись, а в какие еще нет, контроллер должен оптимизировать скорость записи и обеспечить максимально длительный срок службы SSD-диска. Вследствие особенностей построения NAND-памяти, работать с ее каждой ячейкой отдельно нельзя. Ячейки объединены в страницы объемом по 4 Кбайта, и записать информацию можно только полностью заняв страницу. Стирать данные можно по блокам, которые равны 512 Кбайт. Все эти ограничения накладывают определенные обязанности на правильный интеллектуальный алгоритм работы контроллера. Поэтому, правильно настроенные и оптимизированные алгоритмы контролера могут существенно повысить производительность и долговечность работы SSD-диска.

В контроллер входят следующие основные элементы:


Processor – как правило 16 или 32 разрядный микроконтроллер. Выполняет инструкции микропрограммы, отвечает за перемешивание и выравнивание данных на Flash, диагностику SMART, кеширование, безопасность.
Error Correction (ECC) – блок контроля и коррекции ошибок ECC.
Flash Controller – включает адресацию, шину данных и контроль управления микросхемами Flash памяти.
DRAM Controller - адресация, шина данных и управление DDR/DDR2/SDRAM кэш памятью.
I/O interface – отвечает за интерфейс передачи данных на внешние интерфейсы SATA, USB или SAS.
Controller Memory – состоит из ROM памяти и буфера. Память используется процессором для выполнения микропрограммы и как буфер для временного хранения данных. При отсутствии внешней микросхемы RAM памяти выступает в роли единственного буфера данных SSD.

На данный момент в SSD применяются следующие модели контроллеров:
Indilinx "Barefoot ECO" IDX110MO1
Indilinx "Barefoot" IDX110M00
Intel PC29AS21BA0
JMicron JMF602
JMicron JMF612
Marvel 88SS9174-BJP2
Samsung S3C29RBB01-YK40
SandForce SF-1200
SandForce SF-1500
Toshiba T6UG1XBG

Flash память.

В SSD как и в USB флешках используются 3 типа памяти NAND:

SLC (Single Level Cell)

MLC (Multi Level Cell)

TLC (Three Level Cell)

 

Отличие только в том, что SLC позволяет хранить в каждой ячейке только один бит информации, MLC – два, а TLC – три ячейки (использование разных уровней электрического заряда на плавающем затворе транзистора), что делает память MLC и TLC более дешёвой относительно ёмкости.

Однако память MLC/TLC обладает меньшим ресурсом (100 000 циклов стирания у SLC, в среднем 10 000 для MLC, а для TLC до 5 000) и худшим быстродействием. С каждым дополнительным уровнем усложняется задача распознавания уровня сигнала, увеличивается время поиска адреса ячейки, повышается вероятность ошибок. Так как SLC-чипы намного дороже и объем их ниже, то для массовых решений применяют в основном MLC/TLC-чипы. На данный момент MLC/TLC память активно развивается и по скоростным характеристикам приближается к SLC. Так же, низкую скорость MLC/TLC производители SSD накопителей компенсируют алгоритмами чередования блоков данных между микросхемами памяти (одновременная запись/чтение в две микросхемы флэш-памяти, по байту в каждую) по аналогии с RAID 0, а низкий ресурс - перемешиванием и слежением за равномерным использованием ячеек. Плюс к этому в SSD резервируется часть объёма памяти (до 20%). Это недоступная память для стандартных операций записи/чтения. Она необходима как резерв в случае износа ячеек, по аналогии с магнитными накопителями HDD, который имеет резерв для замены bad-блоков. Дополнительный резерв ячеек используется динамически, и по мере физического изнашивания основных ячеек предоставляется резервная ячейка на замену.

Как работает SSD накопитель

Для чтения блока данных в винчестере сначала нужно вычислить, где он находится, потом переместить блок магнитных головок на нужную дорожку, подождать пока нужный сектор окажется под головкой и произвести считывание. Причем хаотические запросы к разным областям жесткого диска еще больше сказываются на времени доступа. При таких запросах HDD вынуждены постоянно «гонять» головки по всей поверхности «блинов» и даже переупорядочивание очереди команд спасает не всегда. А в SSD все просто — вычисляем адрес нужного блока и сразу же получаем к нему доступ на чтение/запись. Никаких механических операций — всё время уходит на трансляцию адреса и передачу блока. Чем быстрее флэш-память, контроллер и внешний интерфейс, тем быстрее доступ к данным.


А вот при изменении/стирании данных в SSD накопителе не так все просто. Микросхемы NAND флэш-памяти оптимизированы для секторного выполнения операций. Флеш-память пишется блоками по 4 Кб, а стирается по 512 Кб. При модификации нескольких байт внутри некоторого блока контроллер выполняет следующую последовательность действий:

- считывает блок, содержащий модифицируемый блок во внутренний буфер/кеш;
- модифицирует необходимые байты;
- выполняет стирание блока в микросхеме флэш-памяти;
- вычисляет новое местоположение блока в соответствии с требованиями алгоритма перемешивания;
- записывает блок на новое место.

Но как только вы записали информацию, она не может быть перезаписана до тех пор, пока не будет очищена. Проблема заключается в том, что минимальный размер записываемой информации не может быть меньше 4 Кб, а стереть данные можно минимум блоками по 512 Кб. Для этого контроллер группирует и переносит данные для освобождения целого блока.
Вот тут и сказывается оптимизация ОС для работы с HDD. При удалении файлов операционная система не производит физическую очистку секторов на диске, а только помечает файлы как удаленные, и знает, что занятое ими место можно заново использовать. Работе самого накопителя это никак не мешает и разработчиков интерфейсов этот вопрос раньше не волновал. Если такой метод удаления помогает повысить производительность при работе с HDD, то при использовании SSD становится проблемой. В SSD, как и в традиционных жестких дисках, данные все еще хранятся на диске после того, как они были удалены операционной системой. Но дело в том, что твердотельный накопитель не знает, какие из хранящихся данных являются полезными, а какие уже не нужны и вынужден все занятые блоки обрабатывать по длинному алгоритму.

Прочитать, модифицировать и снова записать на место, после очистки затронутых операцией ячеек памяти, которые с точки зрения ОС уже удалены. Следовательно, чем больше блоков на SSD содержит полезные данные, тем чаще приходится прибегать к процедуре чтение>модификация>очистка>запись, вместо прямой записи. Вот здесь пользователи SSD сталкиваются с тем, что быстродействие диска заметно снижается по мере их заполнения файлами. Накопителю просто не хватает заранее стёртых блоков. Максимум производительности демонстрируют чистые накопители, а вот в ходе их эксплуатации реальная скорость понемногу начинает снижаться.

Раньше в интерфейсе ATA просто не было команд для физической очистки блоков данных после удаления файлов на уровне ОС. Для HDD они просто не требовались, но появление SSD заставило пересмотреть отношение к данному вопросу. В результате в спецификации ATA появилась новая команда DATA SET MANAGEMENT , более известная как Trim . Она позволяет OC на уровне драйвера собирать сведения об удаленных файлах и передавать их контроллеру накопителя.
В периоды простоя, SSD самостоятельно осуществляет очистку и дефрагментацию блоков отмеченных как удаленные в ОС. Контроллер перемещает данные так, чтобы получить больше предварительно стертых ячеек памяти, освобождая место для последующей записи. Это дает возможность сократить задержки, возникающие в ходе работы.

Но для реализации Trim необходима поддержка этой команды прошивкой накопителя и установленным в ОС драйвером. На данный момент только самые последние модели SSD «понимают» TRIM, а для старых накопителей нужно прошить контроллер для включения поддержки этой команды. Среди операционных систем команду Trim поддерживают: Windows 7, Windows Server 2008 R2, Linux 2.6.33, FreeBSD 9.0. Для остальных ОС необходимо инсталлировать дополнительные драйвера и утилиты.
Например, для SSD от Intel существует специальная утилита SSD Toolbox, которая может выполнять процедуру синхронизации с ОС по расписанию. Кроме оптимизации, утилита позволяет выполнять диагностику SSD и просматривать SMART-данные всех накопителей компьютера. С помощью SMART, можно оценить текущую степень износа SSD – параметр E9 отражает оставшееся количество циклов очистки NAND-ячеек в процентах от нормативного значения. Когда величина, уменьшаясь от 100, дойдет до 1, можно ожидать скорое появление «битых» блоков.


О надёжности SSD

Казалось бы, нет движущихся частей – все должно быть очень надежно. Это не совсем так. Любая электроника может сломаться, не исключение и SSD. С низким ресурсом MLC-чипов ещё можно как-то бороться коррекцией ошибок ECC, резервированием, контролем за износом и перемешиванием блоков данных. Но самый большой источник проблем – контроллер и его прошивка. По причине того, что контроллер физически расположен между интерфейсом и микросхемами памяти, вероятность его повреждения в результате сбоя или проблем с питанием очень велика. При этом сами данные, в большинстве случаев сохраняются. Помимо физических повреждений, при которых доступ к данным пользователя невозможен, существуют логические повреждения, при которых также нарушается доступ к содержимому микросхем памяти. Любая, даже незначительная ошибка, баги в прошивке, может привести к полной потере данных. Структуры данных очень сложные. Информация «размазывается» по нескольким чипам, плюс чередование, делают восстановление данных довольно сложной задачей.
В таких случаях восстановить накопитель помогает прошивка контроллера с низкоуровневым форматированием, когда заново создаются служебные структуры данных. Производители стараются постоянно дорабатывать микропрограмму, исправлять ошибки, оптимизировать работу контроллера. По этому, рекомендуется периодически обновлять прошивку накопителя для исключения возможных сбоев.

Безопасность SSD

В SSD накопителе, как и в HDD, данные не удаляются сразу после того, как файл был стёрт из ОС. Даже если переписать файл по верху нулями – физически данные еще остаются, и если чипы флеш-памяти достать, и считать на программаторе – можно найти 4кб фрагменты файлов. Полное стирание данных стоит ждать тогда, когда на диск будет записано данных равное количеству свободного места + объем резерва (примерно 4 Гб для 60Гб SSD). Если файл попадёт на «изношенную» ячейку, контроллер ещё не скоро перезапишет её новыми данными.

Основные принципы, особенности, отличия в восстановлении данных с SSD и USB Flash накопителей.
Восстановление данных с SSD накопителей достаточно трудоёмкий и долгий процесс по сравнению с портативными flash накопителями. Процесс поиска правильного порядка, объединения результатов и выбора необходимого сборщика (алгоритм/программа полностью эмулирующая работу контроллера SSD накопителя) для создания образа диска не лёгкая задача.
Связанно это в первую очередь с увеличением числа микросхем в составе SSD накопителя, что во много раз увеличивает число возможных вариантов действий на каждом этапе восстановления данных, каждое из которых требует проверки и специализированных знаний. Так же, в силу того, что к SSD предъявляются значительно более жесткие требования по всем характеристикам (надёжность, быстродействие и т.д.), чем к мобильным флеш накопителям, технологии и методики работы с данными, применяемые в них, достаточно сложны, что требует индивидуального подхода к каждому решению и наличию специализированных инструментов и знаний.

Оптимизация SSD

1. Для того, чтобы диск прослужил вам долго, нужно всё, что часто меняется (временные файлы, кеш браузера, индексирование) необходимо перенести на HDD, отключить обновление времени последнего доступа к папкам и каталогам (fsutil behavior set disablelastaccess 1). Отключить в ОС дефрагментацию файлов.
2. Перед установкой на SSD Windows XP, при форматировании диска рекомендуется выполнить «выравнивание» разделов кратным степени двойки (например, утилитой diskpart ), иначе SSD придется делать 2 чтения вместо одного. Кроме этого у Windows XP есть некоторые проблемы с поддержкой секторов более 512кб (в SSD по умолчанию используется 4кб) и вытекающие отсюда проблемы с производительностью. Windows Vista, Windows 7, последние версии Mac OS и Linux выравнивают диски уже правильно.
3. Обновить прошивку контроллера, если старая версия не знает команду TRIM. Установить последние драйвера на SATA контроллеры. Например, если у вас контроллер от Intel, вы можете на 10-20% увеличить производительность, включив режим ACHI и установив Intel Matrix Storage Driver в операционной системе.
4. Не следует использовать последние 10-20% свободного пространства от раздела, потому что, это может отрицательно сказаться на производительности. Это особенно важно, когда работает TRIM , поскольку ему необходимо пространство для перегруппировки данных: для примера, похоже, работают утилиты дефрагментации, ведь им тоже нужно не менее 10 % процентов от объема диска. Поэтому очень важно следить за данным фактором, ведь из-за небольшого объема SSD они очень быстро заполняются.

Преимущества SSD

- высокая скорость чтения любого блока данных не зависимо физического от расположения (более 200 Мб/с);
- низкое энергопотребление при чтении данных с накопителя (приблизительно на 1 Ват ниже, чем у HDD);
- пониженное тепловыделение (внутреннее тестирование в компании Intel показало, что ноутбуки с SSD нагреваются на 12.2° меньше чем аналогичные с HDD, также тестированием установлено, что ноутбуки с SSD и 1 GB памяти в распространенных бенчмарках не уступают моделям с HDD и 4 GB памяти);
- бесшумность и высокая механическая надёжность.

Недостатки SSD

- высокое энергопотребление при записи блоков данных, энергопотребление растёт с ростом объёма накопителя и интенсивностью изменения данных;
- низкая ёмкость и высокая стоимость за гигабайт по сравнению с HDD;
- ограниченное число циклов записи.

Заключение

В связи с высокой стоимостью SSD дисков и небольшим объёмом памяти использовать их для хранения данных нецелесообразно. Зато они отлично подойдут в качестве системного раздела, на который инсталлируется ОС и на серверах для кэширования статичных данных.

источник: storelab.ru