高雄資料救援 - 硬碟缺陷探秘 - 壞軌 part1

硬碟是目前PC系統中最主要的儲存設備，同時硬碟是PC系統中出故障率最高的元件。用戶在使 用硬碟過程中，硬碟泛起故障怎麼辦呢？如在保固期內，當然是找經銷商要求換貨。但現在大多數IDE硬碟保固期只有一年，而大多數用戶都但希望一個硬碟能使用三年以上。假如保固期過後硬碟出了故障，就得考慮更換或對它進行修理。

筆者這幾年來一直從事硬碟維修工作，常常與海內外的同行交流，查閱過大量的外文專業資料，研究使用過多種專業的硬碟修復工具，成功修復了近萬個硬碟。在這裡，筆者與讀者探討一些硬碟缺陷及其修復原理，並解釋一些專業修復硬碟軟體中常用到的概念。

暫不探討在各種操縱系統下硬碟中的資料結構及資料救援，而是直接探討硬碟本身的缺陷。

　　一、缺陷的分類

假如經檢測發現某個硬碟不能完全正常工作，則稱這個硬碟是『缺陷的硬碟』（Defect Hard Disk）。

　　根據維修經驗，筆者將硬碟的缺陷分為六大類

①壞扇區（Bad　sector），也稱缺陷扇區（Defect sector）
②磁軌伺服缺陷（Track Servo defect）　
③磁頭組件缺陷（Heads assembly defect）
④系統信息錯亂（Service information destruction）
⑤電子線路缺陷（The board of electronics defect）
⑥綜合機能缺陷（Complex reliability defect）

1.壞扇區（也稱缺陷扇區）

指不能被正常訪問或不能被準確讀寫的扇區。一般表現為：高級格式化後發現有『壞簇（Bad Clusters）；用SCANDISK等工具檢查發現有『B'標記；或用某些檢測工具發現有『扇區錯誤提示』等。

一般每個扇區可以紀錄512字節的資料，假如其中任何一個字節不正常，該扇區就屬於缺陷扇區。每個扇區除了紀錄512字節的資料外，另外還記實有一些信息：標誌信息、校驗碼、地址信息等，其中任何一部門信息不正常都導致該扇區發生缺陷。

多數專業檢測軟體在檢測過程中發現缺陷時，都有類似的錯誤信息提示，常見的扇區缺陷主要有幾種情況：

①校驗錯誤（ECC uncorrectable errors，又稱ECC錯誤）。系統每次在往扇區中寫資料的同時，都根據這些資料經由一定的算法運算天生一個校驗碼（ECC=Error Correction Code），並將這個校驗碼記其實該扇區的信息區內。以後從這個扇區讀取資料時，都會同時讀取其校檢碼，並對資料重新運算以檢查結果是否與校檢碼一致。假 如一致，則以為這個扇區正常，存放的資料準確有效；假如不一致，則以為該扇區犯錯，這就是校驗錯誤。這是硬碟最主要的缺陷類型。導致這種缺陷的原因主要 有：磁碟表面磁介質損傷、硬碟寫功能不正常、校驗碼的算法差異。

②IDNF錯誤（sector ID not found），即扇區標誌犯錯，造成系統在需要讀寫時找不到相應的扇區。造成這個錯誤的原因可能是系統參數錯亂，導致內部地址轉換錯亂，系統找不到指定扇 區；也有可能是某個扇區記實的標誌信息犯錯導致系統無法準確辨別扇區。

③AMNF錯誤（Address Mark Not Found），即地址信息犯錯。一般是因為某個扇區記實的地址信息犯錯，系統在對它訪問時發現其地址信息與系統編排的信息不一致。

④壞塊標記錯誤（Bad block mark）。某些軟件或病毒程序可以在部門扇區強行寫上壞塊標記，讓系統不使用這些扇區。這種情況嚴格來說不一定是硬碟本身的缺陷，但想清除這些壞塊標記卻不輕易。

2.磁軌伺服缺陷

現在的硬碟大多採用嵌入式伺服，硬碟中每個正常的物理磁軌都嵌入有一段或幾段信息作為伺服信息，以便磁頭在尋道時能正確定位及辨別準確編號的物理磁軌。

假如某個物理磁軌的伺服信息受損，該物理磁軌就可能無法被訪問。這就是『磁軌伺服缺陷』。一般表現為，分區過程非正常間斷；格局化過程無法完成； 用檢測工具檢測時，半途退出或當機，等等。

3.磁頭模組缺陷

指硬碟中磁頭模組的某部門不正常，造成部分或全部物理磁頭無法正常讀寫的情況。包括磁頭磨損、磁頭接觸面髒、磁頭擺臂變形、音圈受損、磁鐵移位等。

一般表現為通電後，磁頭動作發出的聲音顯著不正常，硬碟無法被系統BIOS檢測到；無法分區格式化；格式化後發現從前到後都分佈有大量的壞簇，等等。

4.系統信息錯亂

每個硬碟內部都有一個系統留存區（service area），裡面分成若干模塊保留有很多參數和程序。硬碟在通電自檢時，要調用其中大部門程序和參數。假如能讀出那些程序和參數模塊，而且校驗正常的話， 硬碟就進入預備狀態。假如某些模塊讀不出或校驗不正常，則該硬碟就無法進入預備狀態。

一般表現為，PC系統的BIOS無法檢測到該硬碟或檢測到該硬碟卻無 法對它進行讀寫操縱。如某些系列硬碟的常見題目：美鑽二代系列硬碟通電後，磁頭響一聲，馬達停轉；Fujitsu　MPG系列在通電後，磁頭正常尋道，但 BIOS卻檢測不到；火球系列，系統能正常認出型號，卻不能分區格式化；Western Digital的EB、BB系列，能被系統檢測到，卻不能分區格式化，等等。

5.電子線路缺陷

指硬碟的電子線路板中部門線路斷路或短路，某些電氣元件或IC芯片損壞等。有部門可以通過觀察線路板發現缺陷所在，有些則要通過儀器丈量後纔能確認缺陷部位。一般表現為硬碟在通電後不能正常起轉，或者起轉後磁頭尋道不正常，等等。

6.綜合機能缺陷

有些硬碟在使用過程中部分芯片特性改變；或者有些硬碟受震動後物理結構產生微小變化（如馬達主軸受損）；或者有些硬碟在設計上存在缺陷……終導致硬碟穩定性差，或部分機能達不到尺度要求。一般表現為，工作時噪音顯著增大；讀寫速度顯著太慢；統一系列的硬碟大量發生類似故障；某種故障時有時無等等。

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