Тесты позиционирования головок HDD

Вам никогда не встречались винчестеры с обугленными или дырявыми микросхемами?
Очень забавная вещица … но только не для хозяина винта и находящейся на нем информации.
Почему же у одних пользователей винты работают по много лет, а у других умирают?

Причин много: это и бракованные экземпляры HDD, и плохие блоки питания, и нарушения теплового режима (перегрев).
А некоторые винчестеры не имеют защиты от перегрева, или она срабатывает слишком поздно.
Но, как показала практика, большинство проблем с винчестерами закономерны, т.е. вполне предсказуемы задолго до фатального исхода.

Чтобы поточней разобраться в причинах взрыва микросхем, рассмотрим простой пример:

Как известно, винчестер сильней нагревается именно тогда, когда работает — читает данные, позиционирует головки и т.п.
Причем, в многозадачных средах может выполняться несколько операций одновременно, в результате чего микросхема привода головок может нагреться до критической температуры.
Разработчики силовых микросхем обычно закладывают в свои изделия алгоритмы защиты от перегрева - при достижении предельных температур чип самовыключается, или замедляет работу (при этом винчестер может запарковаться, прервав на время поиск дорожки, и выставив на интерфейс сигнал «занято»).

Операционная система не обязана следить за параметрами винчестера.
Она четко выполняет то, для чего предназначена — файловые операции, и умеет лишь ждать готовность устройства, если оно перестало отвечать.
Дождавшись, пока микросхема остынет, система термо-защиты разрешает дальнейшую работу, а винчестер, в свою очередь, снимает сигнал «занято» и ОС продолжает использование HDD.
Никому и в голову не приходит то, что винчестер в предельном режиме, и периодически срабатывающая защита остается тайной для пользователя.
Круто?
Нет, особенно, если судить по встречающимся горелым микросхемам …
Вероятно, отсюда и пошли «страшные» истории о поломках дисков во время дефрагментации, во время работы Windows XP (ибо ресурсоемкая система производит больше дисковых операций, чем менее требовательная Windows 9x), и т.д.

Вывод напрашивается сам собой надо как-то вовремя заметить опасность, чтоб в дальнейшем принять меры (улучшить охлаждение, заменить HDD, сделать копию информации).
Для этого нужно смоделировать высокую нагрузку на систему позиционирования, но при этом контролировать возникающие ошибки, чтобы не допустить разрушения микросхем.
Для этого служит клавиша [F7] «SEEK», или консольные команды «CX», «CXR», «ACX», «ACXR».

CXR — (аналогично нажатию [F7]): случайное позиционирование с чтением.

Винчестер начнет перемещать головки, читая одиночные случайные секторы диска (можно прервать, нажав [ESC]).
При этом программа контролирует время, затрачиваемое на каждый цикл, выводит карту из прямоугольников, как при сканировании поверхности (но при этом 1 прямоугольник равен одному сектору, а не 256-ти), и смотрит в регистр ошибки HDD.
При превышении времени сверх нормы или при ошибке, считается, что сработала защита, и винчестер переводится в «спящий режим» с остановкой вала и парковкой головок.
Этим исключается его дальнейшее повреждение.
Из-за попыток чтения тест «CXR» не будет работать на запароленном накопителе (под паролем чтение не работает), а также остановит тестирование при любых других ошибках чтения.

Программа также выводит на экран:

• Температуру встроенного термодатчика (при его наличии);
• Время доступа в миллисекундах (время на позиционирование + время на чтение);
• Время старта теста, и время его окончания (в случае ошибки);
• Индикатор положения головок.
Это анимация, облегчающая взаимодействие с пользователем.

Примечание:
некоторые винчестеры могут самостоятельно прерывать тест позиционирования, выполняя рекалибровку или обновление своих внутренних журналов.

CX: случайное позиционирование без чтения

Применяется (и рекомендуется) для тестирования устаревших HDD, в паспорте которых нет поддержки 48 bit LBA.
На некоторых современных дисках может работать неправильно.
Пример — новые IBM/HITACHI в этом режиме работают «тихо», независимо от установок AAM.
«CX» рекомендуется применять на винчестерах до 2002 года, или если не работает «CXR».
Команда «CX» будет работать и на винчестере с нечитаемыми секторами, например на запароленом.
Во время работы на экране отображается время позиционирования, без времени чтения.
Оно обычно на 1-5 мс ниже времени доступа, хотя бывают и исключения (аналогично примеру с IBM/HITACHI).

ACXR: Прогрессивное линейное позиционирование с чтением

Производит плавное нарастание амплитуды размаха головок от края к центру HDD (за редким исключением, когда начало диска находится не с краю, как на некоторых HDD 2,5").
Позволяет оценить целесообразность использования всего объема HDD в качестве логического раздела.
Видно, что по мере увеличения амплитуды, скорость доступа замедляется в 2-3 раза.
Также как и остальные тесты, выводит на экран температуру, анимацию, время доступа.
Головку HDD можно произвольно перемещать клавишами стрелок «вправо влево» во время тестирования.

ACX: Прогрессивное линейное позиционирование без чтения

Отличается от «ACXR» тем же, чем «CX» от «CXR».
Винчестеры с высоким быстродействием издают «воющие» звуки в начале теста.

Во время всех тестов постоянно контролируется температура.
При этом тест может периодически замирать.
При превышении порога в 75 (до версии 3.5 - было 51) градусов (ов) Цельсия — программа выключит винчестер, выдав сообщение: «Высокая температура HDD!»

Примечание:

Если на испытуемом винчестере установлен АТА пароль, программа выведет предупреждение об этом после ввода команды:

Внимание! Накопитель закрыт ATA паролем!
Данное сообщение появится только при заблокированном винчестере, если же он открыт — о пароле будет предупреждать лишь лампочка PWD вверху экрана.
Данное сообщение носит чисто информативный характер.
Продолжать работу, или нет — решает пользователь.
Иногда во время теста позиционирования винт «промахивается» мимо нужного сектора.
В результате мы видим цветные прямоугольники.
Зеленые могут быть у полностью исправных HDD некоторых моделей (Fujitsu, Samsung), а наличие большого количества красных свидетельствует о неполадках.
Исключение — старые медленные накопители (меньше 1 Гб), для которых критерии скорости сильно отличаются в сторону ее уменьшения (и увеличения времени доступа соответственно).