Почему жёсткий диск со временем начинает сильно шуметь

Конструкция современных жёстких дисков полна сюрпризов, и когда начинаешь разбираться в их устройстве, то на поверхность всплывает масса удивительных фактов, которыми просто невозможно не поделиться. Из этого небольшого материала вы узнаете, почему HDD со временем начинает шуметь.

Устройство

Большинство компьютерных энтузиастов представляют внутренности жёсткого диска как громадную магнитную пластину, по которой с огромной скоростью движется острая игла, считывающая данные. И они будут совершенно правы. Но если чуть углубиться в детали, то сознанию открывается куда более сложный и захватывающий механизм.

Внутри жёсткого диска установлен подвижный рычаг, который находит нужные данные в два этапа с помощью системы двойного привода. На одном конце этого рычага закреплены головки для чтения и записи, а его противоположный конец приводится в движение мощным магнитным мотором, который быстро перемещает всю конструкцию в нужную область диска. Но дорожки с данными настолько узкие, что для точного попадания используются встроенные в сам рычаг крошечные пьезоэлектрические элементы. Под действием электрического тока эти элементы микроскопически расширяются или сжимаются, слегка изгибая металл самого рычага и ювелирно смещая головку на считаные нанометры, чтобы она идеально ровно встала над нужной дорожкой с файлами.

Когда накопителю нужно перебросить головки на противоположный край диска, на его большую магнитную катушку подаётся мощный ток. Из-за этого массивная металлическая рамка мгновенно срывается с места и тут же резко тормозит обратным импульсом. Чтобы представить силу этого рывка, вообразите автомобиль весом в полторы тонны, который разгоняется до 100 км/ч за десятую долю секунды и замирает, проехав всего один метр. Перегрузки колоссальные! Если же головкам нужно сместиться всего на несколько соседних дорожек, этот мощный мотор «отдыхает», а за дело берутся бесшумные пьезоэлементы, которые плавно изгибают металл рычага на крошечные расстояния. В итоге из-за резких скачков головки по области жёсткого диска и происходит тот самый отчётливый стук, который мы привыкли слышать при активной работе накопителя.

Три столба

Однако в зависимости от типа HDD причина странного звука может отличаться. Остановимся на каждом типе диска чуть подробнее.

Серверные

В дисках корпоративного класса, таких как Seagate Exos, WD Gold и HGST/WD Ultrastar, чтобы предельно сократить время поиска данных, управляющие импульсы подаются на катушку максимально агрессивно. О тишине никто не задумывается, ведь в серверных комнатах банально нет людей. Однако в самих серверных стойках от одновременной работы сотен постоянно гудящих HDD возникает сильнейшая тряска, которая может легко сбить головку с нужного сектора. Чтобы этого не произошло, такие диски оснащаются целой россыпью различных датчиков. Они непрерывно следят за внешними колебаниями, а управляющая программа в реальном времени корректирует работу магнитного мотора и пьезоэлементов. Благодаря им диск ведёт головки по особой траектории, которая полностью гасит внешнюю тряску, позволяя находить файлы практически мгновенно.

Видеофиксаторы

Накопители, предназначенные для систем видеонаблюдения и постоянной записи, — Seagate SkyHawk, WD Purple и Toshiba S — обычно поставляются без жёсткой защиты от тряски, но от них и не требуют молниеносной скорости. Поэтому инженеры смягчают токи на катушке, делая движения рычага плавными и спокойными, а датчики вибрации ставят только в премиальные модели. Под каждую камеру на магнитных пластинах выделяется непрерывная область, куда видео последовательно заливается через буфер памяти. Если при записи или чтении возникает ошибка, диск не тратит драгоценное время на бесконечные попытки спасти повреждённый файл. Он просто пропускает проблемный блок и идёт дальше, ведь его главная обязанность — сохранять видеопоток.

Домашние

В дисках потребительского класса для домашних компьютеров, таких как WD Blue и Seagate Barracuda, производители экономят на дорогих защитных технологиях и датчиках вибрации. Для них главное — низкий уровень шума, энергосбережение и долговечность. Движения магнитного мотора в них настроены на максимально плавную работу, чтобы компьютер работал тихо. Также в них реализован умный алгоритм (микропрограмма), которая уводит и паркует рычаг с головками на специальную безопасную подставку во время простоя. Это позволяет надёжно защитить хрупкие элементы HDD от случайных ударов или тряски, если пользователь решит подвинуть или задеть системный блок.

Шум во время простоя

Пользователю лишь кажется, что диск ничем не занят, на самом деле во время простоя происходит его обслуживание. Накопитель ловит минуты затишья, чтобы выполнить три критически важные внутренние процедуры. Первая и самая любопытная из них — защита от износа. Поверхность магнитных пластин покрыта тончайшим микрослоем смазки. Если головка долго зависает над одной и той же дорожкой, мощный поток воздуха от вращения диска просто сдувает это покрытие. Чтобы смазка не собиралась в барханы и не налипала на саму головку, автоматика резко дёргает рычаг в сторону и обратно, выравнивая защитный слой. Вторая причина — тепловая калибровка. Металл внутри диска расширяется от нагрева, поэтому устройство периодически сдвигает головки для проверки координат, подстраивая прицел под изменившиеся размеры деталей. Третья и самая основная — фоновая проверка поверхности. В моменты покоя диск самостоятельно обходит свои секторы и ищет повреждения, чтобы вовремя спрятать битые ячейки и спасти файлы. При этом в домашних накопителях головки в простое уводят на безопасную пластиковую подставку для защиты от случайных ударов по столу, а серверные модели никогда не паркуются и всегда остаются наготове прямо над пластинами. В этом и заключаются причины постоянного шума со стороны жёсткого диска.

Заключение

С приходом SSD многие поспешили списать HDD со счетов. Однако жёсткие диски до сих пор востребованы и продолжают развиваться. Они незаменимы там, где важна надёжность сохранности данных: в серверах, системах видеонаблюдения и дата-центрах. А привычное постукивание или жужжание при их работе — вовсе не признак скорой поломки, а естественная работа сложного механизма, который прямо сейчас защищает ваши данные.