Odzyskiwanie danych z dysku HDD / SSHD

Zastosowania i korzyści dysków twardych

Dyski twarde (HDD - ang. Hard Disk Drive) to jeden z podstawowych nośników danych, który od lat stanowi fundament przechowywania informacji cyfrowej w komputerach osobistych, serwerach, centrach danych, urządzeniach mobilnych, systemach monitoringu i archiwizacji.

Choć w ostatnich latach coraz większą popularność zyskują półprzewodnikowe nośniki SSD (Solid State Drive), to tradycyjne dyski twarde wciąż mają swoje ugruntowane miejsce w świecie techologii, przede wszystkim dlatego, że oferują dużą pojemność i sprawdzoną niezawodność za stosunkowo niską cenę.

W zależności od formatu i zastosowania, dyski twarde różnią się między sobą budową, wydajnością i przeznaczeniem.

Przyjrzyjmy się różnym formatom dysków twardych — od najpopularniejszych modeli 3,5-calowych, przez mniejsze 2,5-calowe, po dyski przeznaczone do urządzeń przenośnych i zastosowań specjalistycznych.

Obudowa dysku twardego

Obudowa lub korpus dysku twardego (my ją nazywamy "hermoblokiem") jest wykonana z metalu, najczęściej z aluminium lub stopów magezów, i chroni wszystkie wewnętrzne elementy przed kurzem, zanieczyszczeniami oraz uszkodzeniami mechanicznymi.

Hermoblok dysku jest również odpowiedzialny za redukcję hałasu elementów mechanicznych oraz odprowadzanie temperatury.

Ważnym zagadnieniem w kontekście korpusu dysku twardego jest jego szczelność i hermetyczność. Istnieje subtelna różnica między tymi dwoma pojęciami:

Szczelność odnosi się do ograniczenia wnikania ciał obcych (kurzu, brudu i innych zanieczyszczeń) z zewnątrz, ale nie oznacza całkowitego uszczelnienia.

Hermetyczność oznacza całkowitą szczelność, czyli całkowite zapobieganie wymianie powietrza między wnętrzem dysku a zewnętrzną atmosferą.

Tradycyjne dyski twarde nie są hermetyczne w sensie absolutnym, posiadają one otwór wentylacyjny umieszczony w pokrywie górnej lub korpusie wyposażony w filtr powietrza, który zapewnia możliwość wyrównywania ciśnienia atmosferycznego i odpowiednią czystość powietrza wewnątrz dysku twardego, skutecznie usuwając cząsteczki pyłu, brudu, wilgoci czy innych zanieczyszczeń, które mogłyby dostać się do wnętrza urządzenia.

Gdyby nie on dysk w trakcie pracy mógłby nie wytworzyć optymalnie wysokiej poduszki powietrznej dla głowic.

Mamy jednak obecne od kilku lat nowe wersje dysków twardych, tak zwane dyski helowe (ang. Helium-filled Hard Drives), wypełnione gazem - helem.

To nowoczesna technologia w świecie dysków twardych, która zyskała popularność dzięki swoim wyjątkowym właściwościom, takim jak niższe zużycie energii i wyższa pojemność.

Głowica w dysku - nie igła

Utarło się, że słowo "igła" jest zamiennikiem nazwy "głowica", ale fizycznie nie mają one ze sobą nic wspólnego.

Głowica magnetyczna jest zaprojektowana do pracy w bardzo małych odległościach (mikroskalowych) od talerza.

W dyskach wypełnionym powietrzem dystans pracy głowic od powierzchni wynosi około 1 Mikrometr [µm] (0,001 Milimetr [mm]), a w dyskach wypełnionym helem odległość ta wynosi zaledwie 2 Nanometry [nm] (2,0 × 10^-6 Milimetry [mm]).

Głowica jest odpowiednio zawieszona na sprężystym ramieniu i przesuwana nad talerzem w taki sposób, aby unikać bezpośredniego kontaktu z jego powierzchnią.

W dyskach twardych zapis i odczyt danych odbywa się na zasadzie magnetyzmu, w czasie zapisu danych, głowica zmienia stan magnetyczny powierzchni talerza poprzez generowanie pola magnetycznego, a w trakcie odczytu danych wykrywa zmiany w polu magnetycznym powierzchni talerza.

Igła kojarzy się bardziej z urządzeniami, które wchodzą w fizyczny kontakt z nośnikiem danych, tak jak w gramofonach.

W przypadku dysków twardych, bezpośredni kontakt "igły" z powierzchnią talerza mógłby prowadzić do uszkodzenia powierzchni nośnika oraz powodować zatrzymywanie się talerzy lub zacięcia głowicy w mechanizmie.

Błąd ten spowodowany jest prawdopodobnie przez to, że sam element odpowiedzialny za odczyt i zapis danych (ang. slider) jest nieco schowany pod szerszą częścią ramienia głowicy, a najbardziej wysunięty jej koniec spoczywjący na rampie parkingowej (wąs parkingowy - nazewnictwo nasze) faktycznie może przypominać igłę.

Igła, tak jak w gramofonach, może tylko fizycznie przemieszczać się po powierzchni i nie ma zdolności do wykrywania zmian w polu magnetycznym ani generowania odpowiednich jego zmian.

Wyobraźmy sobie, jak musiałby być zbudowany dysk, aby po zapisie danych przez igłę oczyścić powierzchnię oraz powstałe rowki z pozostałości takiej operacji i jak szybko sama igła jak i powierzchnia dysku twardego uległaby zużyciu, zwłaszcza przy obrotach talerzy sięgających 5400, 7200, 10000 czy 15000 obrotów na minutę.

Głowica w dysku - nie igła

Uszkodzona elektronika

W przypadku usterki elektroniki dysku twardego samo jej przełożenie we współcześnie produkowanych napędach jest nieskuteczne.

Ma to związek z tym, że obecnie produkowane dyski twarde mają na tyle dużą gęstość zapisu danych, że każdy z nich ma przypisane indywidualne parametry pracy zapisane w pamięci ROM.
Przy samym przełożeniu dysk nie jest w stanie poprawnie skalibrować się do pracy.

W miarę rozwoju technologii występują również nowe usterki, które również są mylone z uszkodzeniem PCB a mieszczące się po stronie oprogramowania wewnętrznego, które znajduje się w tak zwanej Strefie Serwisowej (SA - Service Area). Ta z kolei mieści się na powierzchni magnetycznej dysku i nie ma nic wspólnego z elektroniką zewnętrzną.

Ponadto producenci nośników magnetycznych zaczęli coraz bardziej zabezpieczać swoje produkty poprzez blokowanie dostępu do Stefy Serwisowej oraz sprzętowo szyfrując Obszar Danych (DA - Data Area).

Otwarcie pokrywy dysku

Otwarcie dysku w niesprzyjających warunkach, to jest poza komorą laminarną, jest często popełnianym błędem.
I nie chodzi tutaj o błędne twierdzenie, iż wewnątrz tradycyjnego dysku panuje próżnia lub jest w nich specjalny gaz.
W dyskach twardych znajduje się powietrze wysokiej czystości, a same dyski są wyposażone w otwory wentylacyjne i filtry aby wyrównać ciśnienie oraz umożliwić tworzenie się poduszki powietrznej.

Otwarcie pokrywy w takich warunkach kończy się zabrudzeniem talerzy, a należy pamiętać o wcześniej wspomnianej gęstości zapisu danych - cząstka kurzu, która może być niewidoczna gołym okiem może podczas obrotu talerzy uderzyć w głowicę i uszkodzić ją samą lub zarysować powierzchnię platerów i uszkodzić większą część sektorów.
Odzyskiwanie danych po takich domowych zabiegach jest bardzo utrudnione lub niekiedy w ogóle niemożliwe.

Wracając na moment do informacji jakoby w dyskach twardych znajdował się gaz - tak, od niedawna są produkowane i dostępne w sprzedaży dyski wypełnione helem, tak zwane Helium Hard Drive. Posiadają one dwie pokrywy z czego wierzchnia jest zespawana z korpusem nośnika i jest niedemontowalna.