какое напряжение должно быть на жестком диске
Чем опасен недостаток мощности блока питания
При нестабильной работе компьютера не каждый пользователь сразу сузит круг подозреваемых и запишет в виновники блок питания. А зря! Нехватка мощности БП — основной бич современных настольных ПК.
Произведена установка нового оборудования или разгон системы, и все — еще вчера исправно работающий системник, сегодня доставляет своему владельцу кучу неприятностей.
Большая часть пользователей сразу начинает «копать» в сторону некорректной работы драйверов или решается на переустановку операционной системы, совершенно забывая проверить главное — блок питания, а именно его мощность и способность справляться с дополнительной нагрузкой.
Нюансы работы на плохом БП
Как правило, при сборке компьютера, блок питания выбирают по остаточному принципу, не особо вдаваясь в технические дебри, главное чтобы «ватт» хватало! И зачастую, либо полностью доверяются продавцу, либо примерно просчитав потребляемую мощность компонентов, покупают ближайшее по мощности устройство.
Такой подход является одной из самых распространенных и грубых ошибок при сборке ПК, ведь по своей важности, блок питания идет сразу за процессором и видеокартой.
Как известно, основными потребителями энергии любого системника являются центральный процессор и графический адаптер, а основной магистралью для их питания служит линия + 12В, именно она несет основную нагрузку. На наклейке любого блока питания отдельно указываются номинальные мощности по всем шинам питания и суммарная мощность блока, но ориентироваться нужно именно на значения, указанные для линии + 12 В.
Более подробно о выборе БП можно прочитать в этой статье на страницах блога. Как определить нужную мощность, можно почитать в статье «Онлайн-калькуляторы для определения мощности ПК — теория и практика»
Установка источника питания, что называется «впритык» по мощности, во-первых, не оставляет шансов для дальнейшего апгрейда и расширения системы без его замены, а во-вторых, заставляет работать его на пределе своих возможностей. Естественно, работа в таком режиме обусловлена повышенным выделением тепла и нагревом элементов БП. В первую очередь это относится к электролитическим конденсаторам. Со временем, под действием температуры они высыхают и теряют свою емкость, что сказывается на технических характеристиках устройства, в частности, ростом пульсаций выходного напряжения и как следствие, выходом из строя других комплектующих системного блока.
Работа электронных компонентов при повышенных температурах снижает их ресурс в разы!
Да и шум при работе устройства на пределе своих возможностей сбрасывать со счетов не стоит. Поэтому оптимальной считается нагрузка БП в диапазоне 60 % — 80 %. При таких условиях достигается оптимальный баланс значений эффективности блока (КПД) и температуры его внутренних компонентов. К тому же, в качестве бонуса, остается запас мощности, рекомендованное значение которого составляет порядка 30 %.
Симптомы нехватки ватт могут быть различны, тут уж как «повезет». На практике можно встретиться со следующими проявлениями поведения компьютера со слабым блоком питания:
Как влияют на железо просадки напряжения
При качественном блоке питания, а не китайском ноунейме, незначительные просадки напряжения в электрической сети ему и запитанным от него компонентам не страшны. Ситуацию выправит корректор коэффициента мощности, которым оснащают блоки питания. Информацию о том как он работает, можно почерпнуть из следующей статьи.
При наличии в схеме блока активного PFC он без труда может переносить просадки питающего напряжения ниже 110 В, как правило, отключение системы происходит на уровнях, приближающихся к 70 В.
Больший интерес представляет реакция внутренних компонентов системника на пониженное напряжение, поступающее к ним из блока питания. Хотя стандарт ATX12V и регламентирует максимальные отклонения напряжений по всем линиям в диапазоне ±5 %, но далеко не все блоки питания, особенно «китайцы», из-за перекосов и некорректного распределения нагрузки по линиям его выдерживают.
Напряжение на линии + 12 В блока питания должно находиться в диапазоне 11,4 В — 12,6 В.
Материнская плата
Поведение компьютера при работе на пониженном напряжении во многом зависит от модели и схемотехники материнской платы. Дело в том, что все зависит от качества компонентов, из которых собраны стабилизаторы напряжения и фильтры на ней. Одни модели просто не включатся, поскольку имеют защиту от работы на низком напряжении, другие отключатся или переведут процессор в безопасный режим при достижении определенного порога напряжения, третьи продолжат работать. Однако даже если плата и продолжает работать, этот режим нельзя назвать нормальным, поскольку в цепях платы протекают токи, значения которых выше номинальных.
В качестве примера, при TPD процессора равном 120 Вт, ток в цепи его питания при напряжении 12 В составит 10 А, а при понижении напряжения до 10 В значение тока составит 12 А. Понятно, что цифры пониженного напряжения, взятые для примера и удобства расчета, редко встретишь в реальной жизни, но они как нельзя кстати характеризуют суть протекающих в цепях процессов. Такая «прожарка» компонентов материнки влечет за собой их быстрый выход из строя. Привет вздутым конденсаторам!
Видеокарта
При питании пониженным напряжением видеоадаптера, он не сможет выйти на номинальный режим работы, а, следовательно, говорить о нормальной работе графической подсистемы неуместно. Нужно быть готовым к зависаниям картинки, артефактам изображения, прекращению работы «тяжелых» игрушек и приложений, перезагрузкам системы.
Жесткие диски
Основную опасность просадки напряжения несут дисковой системе ПК, собранной из HDD.
В жестких дисках напряжение 12 В отвечает за работу его механической части. Недостаток напряжения не позволит шпинделю раскрутиться до номинальных оборотов, а считывающие головки дольше будут позиционироваться над нужной частью блина. К тому же, нехватка питания может привести к остановке винчестера и прекращению работы ОС. Твердотельные накопители лишены этого недостатка, поскольку механическая часть в них отсутствует. Еще один немаловажный нюанс, при снижении выходного напряжения снижается его качество, в нем возрастают пульсации, которые губительно сказываются на здоровье HDD, последние начинают, что называется «сыпаться».
Как видно, блок питания не как уж прост, как кажется на первый взгляд. Грамотный подбор мощности, модели и ее оснащения избавит пользователя от многих неприятностей, вызванных ее нехваткой.
Как устроен винчестер. Часть 2
Недавно мы начали знакомиться с устройством электромеханического винчестера. Эта штуковина для хранения данных установлена почти в каждом компьютере! Давайте посмотрим — какова электроника винчестера?
Электроника винчестера расположена на отдельной плате. Она представляет собой микропроцессорную систему управления и включает в себя (на примере винчестера Samsung HD161HJ):
«Мозг» схемы управления – цифровой сигнальный процессор.
Он осуществляет управление приводом головок, драйвером шпинделя, считыванием и декодированием данных и многие другие операции. Раньше плата электроники включала в себя и микросхему flash памяти, подобную той, в которой хранилась BIOS материнской платы.
В ней хранилось firmware (микропрограмма) винчестера. Точнее говоря, часть ее хранилась в микросхеме, а часть – на информационном диске, в отдельной области, недоступной пользователю и операционной системе.
Можно предположить, что в настоящее время firmware хранится на диске, так как микросхем памяти на плате (по крайне мере, в винчестере HD161HJ) не видно.
SMART и питание винчестера
Запоминается не только число переназначенных секторов, но и число ошибок системы позиционирования, ошибок считывания данных, количество включений и выключений, общее время работы, температура и множество других параметров.
Эту информацию можно увидеть с помощью специальных программ, она используется для построения отчетов SMART. SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) – это система самоконтроля, анализа и отчетности.
Зная параметры SMART, можно предугадывать дальнейшее поведение винчестера.
Некоторые тестирующие программы (например, Viktoria) сразу пишут статус винчестера – Good (хороший) или Bad (плохой). Следует отметить, что при хорошем статусе на винчестере может быть множество дефектных секторов.
Наличие дефектных секторов вызывает сбои и зависания в работе операционной системы или прикладных программ. Иногда система вообще отказывается загружаться!
Наличие таких секторов было проблемой еще самых первых винчестеров. Это неизбежное следствие несовершенной технологии. Сбойный сектор может образоваться и после соприкосновения головки с поверхностью диска.
Поэтому изначально винчестер содержит некое избыточное количество секторов, которые не видны пользователю и операционной системе. При необходимости можно заменить сбойный сектор нормальным из числа резервных. Эта операция называется remap (новая карта секторов).
Remap выполняется с помощью firmware винчестера и специальных служебных программ (той же Виктории, например).
Для питания винчестера используются два напряжения:
Винчестеры форм-фактора 2,5” (те, что используются, в частности, в ноутбуках) питаются единственным напряжением + 5 В.
Следует отметить, что напряжения в блоке питания компьютера должны находиться в пределах +- 5 %.
Если напряжение +12 В будет ниже нормы, шпиндель, вращающий диски, просто не раскрутится. В моей практике был случай, когда это напряжение (вследствие дефектного блока питания) было снижено до величины +11,35 В. И по звуку было слышно, как периодически запускался и останавливался шпиндель. Работать было невозможно.
Хозяин компьютера уже присматривал себе новый диск, но мы заменили блок питания – и винчестер радостно и быстро загрузил операционную систему.
Интерфейсы винчестеров
В настоящее время существуют следующие виды интерфейсов:
SAS является дальнейшим развитием SCSI, он болем скоростной. Два последних интерфейса используются большей частью в серверах. В бытовых и офисных компьютерах используются IDE и SATA. IDE постепенно сходит со сцены, уступая SATA как более скоростному.
Винчестеры IDE подключаются к материнской плате посредством гибкого ленточного кабеля. К одному концу каналу IDE можно подключить два устройства.
При этом одно устройство должно быть сконфигурировано как Master (ведущий), другое — как Slave ведомый).
Выбор конфигурации осуществляется с помощью перемычек на самом винчестере. Если оба устройства сконфигурированы как Master или оба как Slave, ни одно из них работать не будет.
Контроллер интерфейса IDE, находящейся на материнской плате, в каждый конкретный момент может работать только с одним устройством канала. Другое в это время простаивает.
SATA, в отличие от IDE, последовательный интерфейс. Тем не менее, скорость передачи данных у него выше, чем у РАТА. Каждое устройство SATA подключается к отдельному порту на материнской плате. Каждый порт SATA имеет два канала, по одному из них поступают данные от контроллера, расположенного на материнской плате, по второму — от устройства к контроллеру.
Интерфейс SATA пережил несколько спецификаций. Сейчас идет внедрение стандарта SATA 3 со скоростью обмена данными 6 Гбит/с. Все новые винчестеры (как электромеханические, так и SSD) поддерживают это стандарт.
Кабель SATA — это одно из слабых мест компьютера. Бывают кабели с «замочком» и без. Кабели с «замочком» обычно идут в комплекте с материнской платой. «Замочек» (упругая металлическая пластина) дополнительно поджимает контакты кабеля к контактам винчестера.
Соединение получается более надежным.
Разъемы SATA на кабеле и на материнской плате имеют ключи (защиту «от дурака»), так что вставить его наоборот нельзя. Интерфейс IDE также имеет выступ на кабеле.
Способы организации хранения информации
Все информационное пространство каждого диска поделено дорожки и секторы. В первых моделях винчестеров каждая дорожка содержала в себе одинаковое количество секторов. Но при этом длина секторов, располагающихся на крайних дорожках, превышала длину секторов, располагающихся вблизи центра диска.
Плотность записи в этих «длинных» секторах была пониженной, площадь диска использовалась неэффективно.
Потом придумали метод зонной записи, при котором на внешних дорожках располагалось больше секторов, чем на внутренних.
Таких зон — с различным количеством секторов на дорожке — в современных винчестеров имеется несколько.
Винчестеры могут содержать в себе несколько физических дисков. Дорожки с одинаковым номером на каждом диске (или на обеих сторонах диска, если он один) объединены в цилиндр.
При установке в компьютер винчестер сообщает BIOS о количестве головок, цилиндров и секторов.
Следует отметить, что число головок при этом — это некая абстрактная величина, которая может и не совпадать с реальным количеством.
Управляющая схема винчестера содержит встроенную управляющую программу-firmware, которая управляет всеми механизмами и потоками данных. И эта программа «лучше знает» сколько всего головок и как с ними лучшим образом взаимодействовать. Важно знать общий объем информационного пространства.
Firmware можно обновить (перезаписывать) с помощью специального оборудования
В заключение отметим, что каждый сектор содержит в себе номер, метки начала и конца и другую служебную информацию. Информационный кластер (операционная система оперирует именно с кластерами, а не с секторами) может содержать в себе один или несколько секторов.
Файл содержит в себе цепочку кластеров, объединенных в одно целое посредством файловой системы.
В третьей части статьи мы узнаем, что такое сервометки, зачем они нужны и более подробно рассмотрим способы организации данных.
Какое напряжение должно быть на жестком диске
Вопрос 1: Правда ли, что форматирование приводит к образованию/стиранию «какого-то» магнитного слоя на поверхности пластины, вызывающего образование сбойных секторов?
Вопрос 2: Может ли многократное форматирование диска может привести к его поломке?
Ответ : Форматирование диска не уменьшает его время жизни. Это не стресс для жесткого диска. Он и так постоянно вращается 5,400 об/мин(в ноуте) и 7.200 об/мин(в ПК) при включенном состоянии компьютера. Головки не касаются поверхности пластин, так что повредить диск можно только при встряске, причем, именно во время его работы. Вы можете форматировать свой диск хоть десять раз в день, и он не станет работать хуже, чем любой другой точно такой же жесткий диск.
Комментарий: Сбой во время форматирования может привести к его некорректному завершению, и некоторые программы, например, тот же format.com, не смогут определить «исходный размер диска» для переформатирования. Спасает либо более совершенное средство форматирования, либо разметка и повторное форматирование диска (PQMagic или просто FDISK.COM). Иногда не помогает вообще ничего, выяснено на собственном опыте. Так, что форматируйте не прерывая процесса.
Вопрос 3: Форматирование способствует быстрому износу привода головок?
Ответ: Форматирование диска происходит достаточно плавно, сектор за сектором, и очень маловероятно, что при таких последовательных плавных переходах что-то может повредиться. Хотя бывают и исключения.
Вопрос 4: Дефрагментация жесткого диска приводит к быстрому износу привода головок?
Комментарий: Любая операция перемещения головок приводит к износу механизма, но как правило, через очень большой промежуток времени. Более сильным стрессом является нагрев, а вернее, перепад температур при нагреве и охлаждении винчестера. Хорошее охлаждение ни кому не помешает.
Вопрос 5: Если на диске уже есть сбойные секторы, форматирование приведет к увеличению их количества?
Ответ: При форматировании новые сбойные секторы появляются только потому, что программа форматирования предварительно проверяет поверхность диска и отмечает замеченные сбои. Так что, новые сбои не появляются, а проявляются. Форматирование не влияет на количество сбойных секторов, оно просто дает возможность увидеть реальную картину со сбойными участками «во всей красе».
Вопрос 6: Перекачивание/скачивание информации из интернета уменьшает продолжительность «жизни» винчестера?
Ответ: Переписывание каких-либо данных из интернета или из других источников никак не влияет на срок жизни винчестера. Ваш диск вращается практически постоянно, даже когда вы на него ничего не записываете и ничего с него не читаете, и с каждым оборотом, каждой операцией чтения или записи, он понемногу приближается к своей естественной «смерти».
Комментарий: Отсутствие грамотно настроенного и своевременно обновленного антивируса повышает риск появления вредоносных программ, которые могут просто повредить данные, а физически диск останется в любом случае в хорошем состоянии.
Вопрос 7: Действитьльно перебои с питанием приводят к появлению сбойных секторов на жестком диске.
Вопрос 8: Дешевый блок питания «медленно убивает» жесткий диск.
Ответ: Если дешевый блок питания сгорает и посылает импульс высокого напряжения на жесткий диск, то он убивает его не медленно, а практически мгновенно. Если же дешевый блок питания не сможет обеспечить достаточного уровня напряжения, диск просто не сможет нормально работать.
Комментарий: Провалы по питанию на слабых/некачественных/перегруженных БП приводят к остановке-раскрутке шпинделя на старых дисках или частому поиску сервометок, микросхема не успевает охлаждаться и часто выходит из строя. Некоторые диски, нормально отработавшие несколько лет, при нехватке питания (установили еще один диск или более мощный процессор в компьютер) стартуют 10-20 раз подряд и дохнут.
Вопрос 9: Если жесткий диск постоянно раскручивается и прекращает вращаться, это значит, что блок питания то обеспечивает достаточный уровень напряжения, то не может его обеспечить.
Ответ: Недостаточный уровень напряжения для питания жесткого диска приведет к его остановке и к прекращению работы компьютера. Даже если напряжение повысится до необходимого уровня, диск не заработает, и компьютер нужно будет перезагрузить. Раскрутка и остановка диска связаны с его перенастройкой.
Комментарий: Может и с провалами по питанию быть связанным, но современные диски обычно не рестартуют, а отключаются. Головами стучать по питанию могут (особенно внешние USB-диски этим славятся).
Вопрос 10: За передвижение головок отвечает двигатель, может он выйти из строя при интенсивной работе?
Ответ: Современные приводы головок не управляются двигателями. В прошлом они действительно приводились в движение шаговым двигателем, но сейчас для этой цели используется электромагнитный механизм, а не механический мотор.
Вопрос 11: Частая парковка головок диска приводит к выходу из строя двигателя, отвечающего за их передвижение.
Ответ: Смотри 10 вопрос-ответ. В дополнение можно сказать, что парковка в современных дисках происходит автоматически при отключении питания, и за это отвечает пружина. Даже если бы головки передвигались с помощью шагового двигателя, парковка никак не отразилась бы на его работоспособности.
Вопрос 12: Правда ли, что жесткий диск разгоняется только для чтения или записи, а в режиме ожидания диск перестает вращаться.
Ответ : В действительности пластины диска вращаются все время.
Вопрос 13: Некоторые сбойные участки диска можно назвать виртуальными, так как они исчезают после форматирования.
Вопрос 14: Низкоуровневое форматирование может «убрать» сбойные секторы.
Вопрос 15: Чтобы улучшить производительность или безопасность, нужно форматировать жесткий диск как можно чаще.
Ответ: Это еще одно распространенное заблуждение. Частое форматирование не улучшит производительность диска. Если вы заметили, что производительность дисковых операций в течение нескольких месяцев сильно ухудшилась, это может быть вызвано фрагментацией данных на диске. В этом случае производительность падает из-за частой необходимости поиска частей одного и того же файла в разных частях диска во время любых операций чтения/записи.
Комментарий: Для этого как раз больше подходит дефрагментация диска.
Вопрос 16: Жесткий диск можно устанавливать только в горизонтальном положении.
Комментарий: Но при вертикальном расположении нагрузка на подшипник становится несимметричной. Хотя на практике в вертикальном положении диски работали по 5 и более лет, а вот расположенные вертикально вентиляторы умирают значительно быстрее, чем точно такие же горизонтальные.
Вопрос 17: Если я хочу устанавливать диск вертикально, то перед использованием его нужно обязательно отформатировать только в вертикальном положении.
Ответ : Как мы уже говорили, жесткий диск будет работать в любом положении. Нет никакой необходимости его форматировать именно в той позиции, в которой он будет использоваться.