硬盤異響是什么故障?硬盤異響后如何恢復數據? 2014年3月10日

圖 1. 硬盤異響
硬盤異響通常有兩種聲音,"咔咔咔"和"嘀嘀嘀",它們均表明硬盤磁頭出現問題,但引起問題的原因不同:
正常硬盤在讀寫數據時也會發出輕微"咔咔咔"的聲音,但需要在極安靜的環境下才能聽到,這是正常現象,無需擔心。但損壞磁頭發出的異響即使在嘈雜環境中也可分辨。
(1)"咔咔咔"異響:磁頭已損壞,無法正常識別碟片上的信息,只能在起落架和碟片間做大幅度機械擺臂運動。
原因一:硬盤達到使用年限,磁頭正常老化
原因二:硬盤設計缺陷,磁頭異常老化
原因三:硬盤跌落,磁頭撞擊碟片而損壞
原因四:硬盤進水或燒毀
(2)"嘀嘀嘀"蜂鳴報警:磁頭沒有正常回歸起落區而停留在碟片上,通電后,碟片無法運轉,主板發出"嘀嘀嘀"蜂鳴報警。
原因一:意外斷電,磁頭沒有正常回歸起落區
原因二:硬盤從休眠過程喚醒,碟片未達到正常轉速,磁頭就脫離起落區而卡在碟片上
一. 硬盤異響如何恢復數據?
硬盤發出異響,說明磁頭已損壞,需要在無塵環境下打開盤腔,更換損壞的磁頭來恢復數據,此類故障用戶無法解決,需要聯系專業數據恢復公司恢復數據。

圖 2. 開盤數據恢復過程和周期
硬盤出現異響后,只能通過開盤更換磁頭的方式恢復數據,這個過程需要經歷以下四步:
第一步:在無塵環境下打開盤腔,更換損壞的磁頭。這是一個考驗開盤工程師基本功及手法嫻熟程度的操作,對于有多年開盤經驗的工程師,這一操作所需的時間為1分鐘到十幾分鐘不等。
第二步:固件調試與匹配。硬盤的生產工藝是先進行硬件組裝,再進行程序(固件)調試。而磁頭損壞后,工程師將磁頭更換,需要針對新磁頭重新進行固件的調試與匹配。該過程將持續幾分鐘至數小時不等。
第三步:磁場克隆。磁場克隆的完整程度,將直接決定數據恢復的效果。這一過程是開盤恢復中最消耗時間的部分,根據硬盤碟片的狀態,該過程可能持續幾分鐘至數天不等,在碟片狀態極差的情況下,甚至可能長達1個月。
第四步:數據提取與整理。將數據從克隆硬盤中完整提取。視數據量大小,該過程可能持續幾十分鐘至數小時。
上述四步,第一步和第二步是體現公司間技術差距的關鍵,工程師對于這兩步的處理手法和經驗決定著數據恢復的成功率,而第三步體現的是公司間硬件設備的差距,設備的先進程度決定著數據恢復的周期長短。
科普知識: 哪些故障需要進行開盤數據恢復?

圖 3. 機械硬盤的內部構造
機械硬盤是電腦中精密程度最高的機械部件,其內部是一個潔凈程度優于10級的無塵環境。硬盤在工作時,主軸馬達帶動磁盤碟片逆時針高速旋轉,音圈電機提供動力帶動磁頭在碟片上做讀寫操作。硬盤開始工作后,在氣流的作用下,磁頭以0.02微米的高度懸浮于碟片上,這個距離不足人頭發絲直徑的百分之一,此時任何劇烈的振動都可能導致磁頭撞擊碟片而損壞。磁頭一旦損壞就無法正確識別碟片上的磁性信息,于是硬盤就"罷工"了。正因為磁頭和碟片是如此精密的部件,它的工作環境必須是潔凈度極高的無塵環境,如果硬盤工作時,一粒灰塵落于碟片,就如同在碟片上扔下一枚核彈,給數據造成極大破壞。
通過硬盤內部構造圖可以看到,硬盤的盤腔內包含4個主要功能模塊:
(1) 主軸馬達,用來帶動碟片高速旋轉;
(2) 碟片,硬盤的核心,所有數據均存于碟片,數據恢復可進行的前提就是碟片完好無損;
(3) 磁頭組件(包含磁頭、磁頭臂、音圈電機、控制芯片四部分),這是硬盤的讀寫部件,用來在碟片上進行數據讀取與寫入;
(4) 永磁鐵,用來給磁頭臂提供動力。
這四個功能模塊中,磁頭組件和主軸馬達為活動頻率最高的機械部件,因此出現損壞的概率較高,它們一旦損壞,只能通過打開盤腔,將其替換為完好部件的方式讀取碟片上的信息,完成數據恢復。

圖 4. 完好的磁頭組件(左)和已損壞的磁頭組件(右)
哪些原因會導致磁頭或電機損壞?
磁頭是硬盤的讀寫部件,用來操作碟片上的磁性介質,達到數據記錄與讀取的目的;電機是碟片旋轉的動力,用來帶動碟片以設定的速度高速旋轉。磁頭和電機均為精密程度極高的機械部件,相對于硬盤內其它電子部件,更易發生故障,任何不恰當的操作都可能導致磁頭損壞,下面列舉了幾類常見磁頭損壞故障。

表 1. 常見的硬盤損壞原因
硬盤損壞后的故障表現
一塊正常的機械硬盤在通電后,磁頭首先讀取位于碟片負扇區內的伺服程序(固件,Firmware),這相當于裝載硬盤自身的操作系統。裝載完成后,硬盤處于正常工作狀態,可讀寫位于0扇區以后的"用戶數據"。當磁頭損壞后,它無法讀取固件區的相關信息,便"無所適從"地在碟片上四處尋道,有規律地發出"咔咔咔"的異常響聲(正常硬盤在尋道時,也會發出輕微響聲,但只有在非常安靜的環境下才能聽到)。有些型號硬盤在磁頭損壞后,為保護碟片不被破壞,在幾次嘗試讀取伺服程序失敗后,即命令主軸馬達停止轉動,讓磁頭回歸停泊區。
下面列舉了磁頭損壞后最常見的故障表型,它們有些會同時出現,有些單獨出現可能同時出現,也可能單獨出現,但均表明您的硬盤已出現物理損壞,您應該及時對硬盤進行斷電保護,切勿反復重啟電腦或反復插拔移動硬盤,防止磁頭劃傷碟片。

表 2. 磁頭損壞常見的故障表現
硬盤損壞后,用戶常見的錯誤操作有哪些?

圖 5. 硬盤損壞后的錯誤操作
1. 反復重啟。人都有僥幸心理,當電腦無法開機、硬盤
無法識別時,大多數人都會反復重啟電腦,試圖在某一次啟動后,硬盤可自我治愈。事實上,硬盤的損壞的不可逆轉的,而損壞后,如果用戶長時間開機,可能導致損壞的磁頭長時間與碟片接觸,將碟片劃傷,影響數據恢復效果。
2. 長時間給硬盤通電。該操作與“反復重啟”一樣,可能導致磁頭劃傷碟片。
3. 強行拷貝數據。目前大容量的硬盤的裝配工藝是多碟片、多磁頭,而同一磁頭組件上所有磁頭同時損壞的概率很小。單一磁頭損壞時,用戶的硬盤往往還可識別且能讀取數據目錄結構,但拷貝時可能出現死機、藍屏的情況,如果用戶沒有及時關機,損壞的磁頭就可能劃傷碟片。
4. 自行打開盤腔。硬盤內部是一個高度無塵的環境,潔凈度優于10級(每立方米空間內直徑大于等于0.5微米微塵數量少于10個),作為對比,比較舒適的生活環境,潔凈度為30萬級,而北京這樣的重度污染城市,潔凈度為100萬級甚至更差。在這樣的環境下打開盤腔,空氣中懸浮的微塵會給碟片造成重大破壞。
不要相信電影中,將硬盤擊碎、燒毀、腐蝕,數據恢復機構仍可將數據還原,電影是美好的,現實是殘酷的,一旦碟片的磁粉脫落,數據就永久丟失了。
下圖的兩塊硬盤碟片已產生不同程度的物理損壞,不管它們曾存儲了多么重要的數據,現在都已經永久丟失。

圖 6. 碟片劃傷的硬盤(左)和碟片破碎的硬盤(右)
下圖這組照片是在顯微鏡下放大2000倍的磁頭,它們來自同一塊硬盤,左圖的磁頭是完好的,右圖的磁頭由于長時間和碟片接觸已經產生磨損,由于力是相互的,說明這塊硬盤的碟片已出現損傷,會產生
數據丟失。