На конференции открыт новый форум Беспилотные летательные аппараты, приглашаем всех любителей квадрокоптеров!
О температурном режиме винчестеров
(составлено куратором темы Ing.Syst)

Винчестер – одна из самых ценных составляющих компьютера. Почему? А потому, что любые из неисправных комплектующих можно заменить, причём после замены утрата будет быстро забыта, однако в случае с винчестером это не так. На жёстком диске домашнего компьютера может храниться информация, накапливавшаяся годами, и потеря её может быть невосполнима. Поэтому «здоровью» накопителя стоит уделять пристальное внимание.

Одной из важных составляющих «здоровья» винчестера является его температура. Чтобы понять, какое влияние она оказывает на диск, рассмотрим в общих чертах его структуру.

Винчестер можно разделить на две части: электронику и гермоблок с пластинами и головками. Электронная часть содержит несколько микросхем: контроллер накопителя, DSP (Digital Signal Processor), контроллер управления двигателем, силовую часть и микросхему кэш-памяти, и некоторые другие. Многие элементы при работе выделяют значительное количество тепла. Для любой из микросхем перегрев опасен – контроллер винчестера может вырабатывать «неправильные» команды, изменение физических параметров системы управления двигателем может привести к тому, что на шпиндель часто будут подаваться импульсы для выравнивания частоты вращения, нестабильная работа кэша надёжности винчестеру тоже не добавит...

В гермоблоке основными источниками тепла являются вращающиеся диски и привод головок чтения/записи. Увы, механическая часть тоже не любит высоких температур. Во-первых, из-за температурного расширения металла растёт нагрузка на подшипники. Во-вторых, из-за нагрева изменяется профиль пластины и дорожки оказываются в ином месте, чем то, куда наводятся головки. Винчестер будет вынужден делать термокалибровку (уточнять положение сервометок с учётом изменения температуры и сопутствующего ей температурного расширения). Частое значительное изменение температуры пластины может негативно повлиять на состояние её магнитного слоя, что может привести к возникновению сбоящих секторов. Плюс ко всему, «горячий» винчестер (тем более, если их несколько) может существенно повысить температуру в корпусе, что уж точно не «обрадует» другие комплектующие – они и так не холодные.

Какие же температурные условия являются предельно допустимыми для современного жёсткого диска? Судя по спецификациям производителей, все десктопные винчестеры могут функционировать при температуре окружающей среды от 0 до 60 градусов Цельсия, при этом в центре верхней крышки гермоблока температура не должна превышать 60-65 градусов (для разных моделей цифры могут чуть-чуть отличаться) (замечу, что с ростом влажности окружающей среды критический максимум снижается). Также регламентируется максимальный градиент нагрева – изменение температуры накопителя не должно превышать 20 градусов в час. Естественно, что с работой устройства в температурном режиме, приближенном к границам диапазона, его надёжность снижается.

Винчестер сильнее всего нагревается во время активной работы. Причем в многозадачных средах может выполняться несколько операций одновременно, в результате чего микросхема привода головок может нагреться до критической температуры. Разработчики силовых микросхем часто вводят алгоритм предупреждения перегрева – при достижении критической температуры микросхема отключается либо замедляет работу (при этом винчестер может запарковать блок головок, приостановив функционирование, либо, как некоторые модели Seagate, снизить скорость поиска).

Контролировать текущую, минимальную и максимальную температуры жёсткого диска позволяет S.M.A.R.T. (Self Monitoring, Analysing and Reporting Technology), посмотреть который позволяет множество утилит. Но, довольно часто, прикасаясь к винчестеру, можно почувствовать явное расхождение температуры с теми данными, что они показывают. Дело в том, что утилита считывает показания термодатчика, а где он находится, пользователю известно далеко не всегда (например, у моего винчестера Hitachi T7K500 датчик находится на плате электроники. Между тем, максимальная температура регламентируется на банке. К слову, нагрев банки по ощущениям соответствует показаниям датчика).

Именно расположением температурного датчика объясняется общепринятое мнение о «холодных» винчестерах Samsung (для получения реальной температуры банки к показаниям датчика можно смело прибавлять 8-10 градусов - вот пример). У некоторых моделей Western Digital, наоборот, замечен необычно высокий нагрев – в районе 70 градусов (ошибка в микропрограмме диска, лечится сменой прошивки). Грамотнее всего – измерить температуру в конкретном месте термопарой (контактным, инфракрасным термометрами).

Часто на форумах в Интернете интересуются, можно ли через S.M.A.R.T. увидеть температуру винчестеров, работающих в RAID? Отвечаю: если RAID-контроллер умеет выдавать S.M.A.R.T. отдельных накопителей – тогда да.

Если ваш жёсткий диск сильно греется, тому могут быть следующие причины:

1. Несколько винчестеров расположены вплотную друг к другу.
2. Корпус сильно загромождён компонентами.
3. Маленький корпус.
4. Сильный нагрев других компонентов системного блока, ведущий к росту температуры в корпусе.
5. Практически отсутствуют потоки воздуха в корпусе или они неправильно организованы.
6. Завышенное напряжение на шине 12В.
7. Слой пыли, удерживающий тепло.
8. Особенность данного экземпляра.

Для предотвращения сбоев в работе накопителя из-за высокой температуры, можно предпринять следующие шаги:

1. Стоит приобретать качественный, просторный корпус с толстыми стенками, с возможностью установки дополнительных вентиляторов спереди и сзади (чем больше допустимый размер вентилятора, тем лучше), с массивной корзиной и большим количеством мест под винчестеры. В этом случае, во-первых, проще организовать циркуляцию воздуха, во-вторых, корпус в некоторой степени будет играть роль теплоотвода, в-третьих, проще разместить несколько винчестеров без ущерба для их теплового режима.

2. Расположить шлейфы так, чтобы они не мешали движению воздуха (в связи с уходом флоппи-дисководов и интерфейса РАТА не актуально).

3. Установить дополнительные вентиляторы в корпус. Спереди в нижней части корпуса – на вдув, сзади в верхней – на выдув. Тогда в соответствии с законами физики относительно холодный воздух будет втягиваться снизу, нагреваться, подниматься вверх и вытягиваться корпусным вентилятором и вентилятором блока питания. У большого вентилятора по сравнению с маленьким с той же скоростью прокачивания воздуха меньше скорость вращения, следовательно, меньше шум (верно для вентиляторов одного производителя). Можно поэкспериментировать с закрытием различных отверстий в корпусе, чтобы оптимизировать воздушные потоки.
Учтите, с установкой вентиляторов растёт количество пыли, попадающей в корпус. Для гермоблока это не страшно (внутрь пыль не попадёт – там специальный фильтр), а вот охлаждению микросхем может повредить.
Поделюсь своим опытом. Температура (по датчику) винчестера Hitachi 7K80 в корпусе ASUS TA250 без вентиляторов в простое была ~39 градусов. После установки вентилятора 92-мм T&T сзади на выдув она опустилась до ~32. Потом спереди на вдув я поставил 80-мм Glacialtech – температура стала ~30 градусов.

4. Проверить блок питания. При серьёзном завышении напряжения по линии 12В диск может ощутимо перегреваться. Согласно стандарту АТХ, отклонение на шине 12В не должно превышать 5% от номинала, т.е. напряжение должно находиться в границах диапазона 11,4-12,6 В. Напряжение необходимо измерять тестером (мультиметром), а не ориентироваться на показания утилит или BIOS.

5. Можно приобрести специальные вентиляторы, крепящиеся непосредственно на винчестер и обдувающие его снизу или сверху. Однако они могут вызвать «неприятные» для накопителя вибрацию и градиент температуры и с течением времени начинают издавать противный шум.

6. Понизить скорость перемещения головок с помощью ААМ (Automatic Acoustic Management) и использовать режимы энергосбережения жёсткого диска. Теоретически это позволит чуть-чуть снизить температуру.

7. Можно придумать свои способы охлаждения. Большинство из них основано на двух принципах: прикладывании к поверхности гермоблока или микросхем металлических радиаторов с хорошими теплопроводными свойствами для более эффективного отвода тепла либо обдуве накопителя потоком воздуха. Встречаются как комбинации этих способов, так и совсем экстремальные методы.

8. Измерить температуру термопарой – может быть, термодатчик выдаёт неверную информацию.

Для мониторинга температуры можно воспользоваться следующими программами:
Hard Drive Inspector(платн.,русск.),HDDScan(беспл.,англ.),Everest (платн.,англ.),SpeedFan(беспл.,англ.),HDD Temperature (беспл.,русск.)