Tajomstvo servisnej zóny

Väčšina užívateľov nemá o nej ani zdania, niektorí z vás už možno o nej počuli, ale málokto vie, čo presne obsahuje. Servisná zóna disku, niekedy tiež servisné stopy, alebo aj negatívne cylindre.

Definícia: Servisná zóna disku je časť disku užívateľovi normálne neprístupná (skrytá), vyhradená pre ukladanie údajov potrebných k riadeniu činnosti disku a záznamov súvisiacich s jeho prevádzkou.

Každý moderný pevný disk je zároveň malým počítačom. Okrem nevyhnutných mechanických častí obsahuje vždy najmenej jeden vlastný procesor, ktorého výkon by zahanbil nejeden počítač doby minulej. Tento procesor riadi všetky mechanické aj elektronické komponenty disku a zároveň zabezpečuje komunikáciu s okolitým svetom, teda nadradeným - vašim počítačom, ako ho poznáte.
Rovnako ako každý počítač, aj procesor vstavaný v elektronike pevného disku potrebuje k svojej činnosti riadiaci program a súbor údajov (dát). Ako rozsah týchto dát narastal, výrobcovia rýchlo prišli na to, že ukladať všetky tieto údaje do stále väčších a drahších pamäťových čipov nie je práve ekonomickým riešením, najmä ak majú k dispozícii o mnoho rádov väčší priestor na samotnom médiu, a to prakticky zadarmo.

Dnešné disky ukladajú v servisnej zóne bežne okolo 1 MB programu a programových modulov a približne rovnaké množstvo dát. Význam programu uloženého v pamäťovom čipe na doske kontroléra sa postupne redukuje na jednoúčelový zavádzač operačného systému disku, schopný len disk rozbehnúť, nájsť a prečítať údaje servisnej zóny a odovzdať riadenie programom tam uloženým.

Servisná zóna býva umiestnená oddelene od užívateľskej oblasti disku, buď na vonkajšom, alebo vnútornom okraji disku, či uprostred záznamovej časti média. Záznam v servisnej oblasti oproti užívateľskej časti disku typicky používa nižšiu hustotu dát, aby sa zabezpečila čo možno najvyššia spoľahlivosť zápisu a čítania údajov v nej uložených.

Obrázok: umiestnenie servisných stôp na diskoch Maxtor rady DiamondMax Plus9. Vnútorná kružnica zodpovedá parkovacej polohe hlavy, vonkajšia vyznačuje servisnú zónu (dráhy su frézované pre väčšiu názornosť:).

Okrem častí programu operačného systému disku servisná zóna obsahuje viacero dátových súborov, bez ktorých je správna funkcia disku nemožná. Ide najmä o tieto skupiny údajov (väčšinou kombinované z viacerých samostatných súborov):

optimalizácia parametrov

čím novšia generácia diskov, tým viacej v minulosti pevných parametrov sa stáva premennými, optimalizovanými pre každý jeden disk v procese výroby a testovania, s cieľom dosiahnuť výkon umožňujúci dnešné vysoké hustoty dát. Ladenými sú parametre systému vystavovania hláv (serva), čítacieho a zápisového kanálu, aj parametre hláv v závislosti, resp. v kombinácii s použitým záznamovým médiom.

geometria disku

moderné disky rozdeľujú povrch média po kružniciach do viacero tzv. zón, pričom každá zóna typicky obsahuje iný počet sektorov na jednu stopu. Pri rovnakej lineárnej hustote dát, danej použitým materiálom média, stopy vo vonkajšej zóne môžu ukladať približne až dvojnásobok informácií oproti stopám na vnútornom obvode disku. Množstvo zón, ich veľkosť a počet sektorov na stopu v každej zóne tvoria geometriu disku. Fyzická geometria disku navyše určuje presnú polohu stôp a jednotlivých sektorov na stope vzhľadom na referenčné, pevne zaznamenané servo-značky.

translátor adries

určuje priradenie logických čísiel sektorov k fyzickým sektorom - zabezpečuje vynechanie vadných oblastí média z logickej mapy disku. Každý disk má v skutočnosti väčší, než udávaný počet fyzických sektorov, umožňujúc tak aj po vynechaní vo výrobe nájdených (potenciálne) problémových oblastí média stále prezentovať užívateľovi bezchybný a spojitý diskový priestor, pri zachovaní maximálneho možného výkonu.

zoznam vadných sektorov

v prevádzke zistené chybné sektory sú označené a neskôr môžu byť nahradené rezervnými sektormi z vyhradenej oblasti disku. To má za následok mierne zníženie výkonu disku v poškodenej oblasti, kedže disk musí vykonať najmenej o jednu operáciu vystavovania hláv viac, navyše často cez celú plochu povrchu média.

záznam diagnostiky

tzv. SMART log je asi jediným nekritickým súborom z tejto ponuky. Zaznamenáva sledované prevádzkové parametre s cieľom predvídať možné zlyhanie disku. Správne skonfigurovaný systém na existujúci záznam o hroziacej poruche užívateľa upozorní a odporučí mu včas preniesť dôležité údaje na iné médium ešte pred úplným zlyhaním disku.

Poškodenie integrity údajov, alebo nečitateľnosť záznamov servisnej zóny sa vo väčšine prípadov prejaví neprístupnosťou média, keď disk nie je vôbec, alebo je nesprávne, či neobvykle identifikovaný BIOS-om počítača pri štarte systému. Výnimkou však nie je ani disk, ktorý prečísluje svoje sektory, či disk, ktorý známym, zlovestným klikaním hláv je úplne nerozoznateľný od disku so skutočnou poruchou mechaniky.

Ako každý správny program, aj riadiaci program disku môže a často aj obsahuje chyby. Práve tieto chyby, často veľmi dômyselne sa skrývajúce pred svojim programátorom a v bežnej prevádzke teda neviditeľné, môžu za istých, bližšie neurčených hraničných okolností spôsobiť poškodenie záznamov v servisnej zóne disku.
Pomerne známym a rozšíreným bol prípad diskov Maxtor rady Fireball 541dx. Tieto disky v určitom momente svoje, inak celkom bezchybné tabuľky kritických dát označili za neplatné a následne, teraz už bez platných údajov, odmietli funkciu. Výsledkom bol disk mechanicky aj elektricky dokonale funkčný, údaje na ňom uložené však boli nedostupné.

Servisnej zóne sa samozrejme nevyhýbajú ani chyby záznamu. Z toho dôvodu bývajú spravidla všetky dôležité údaje servisnej zóny uložené najmenej dvojmo, často na rôznych povrchoch (ďaľšími hlavami, ak sú k dispozícií).
Aká škoda, že v dôsledku programovej chyby napr. generácia diskov Maxtor DiamondMax D540X-4D túto druhú kópiu nedokázala použiť - pri pokuse o to riadiaci program disku odvisol (tento konkrétny prípad sme riešili modifikáciou firmvéru disku).