Несколько дней назад мой знакомый Владимир (aka Blackbird) отдал мне старинный винчестер ST-251 и впридачу два контроллера со шлейфами. Спешу поделиться хорошей новостью: винчестер удалось запустить! Это второй по-настоящему древний жесткий диск, с которым мне удалось поработать. До него был еще более "исторический" накопитель RODIME-252 емкостью 10 Мб. К сожалению он уже сломался, а жаль! Ушел ветеран, переживший всю недолгую историю развития персональных компьютеров с начала 1980-х по начало 2000-х годов.

Винчестер ST-251 фирмы Seagate более современный, чем поломавшийся RODIME-252. Его емкость "целых" 40 Мб. Так что его можно использовать и в практических целях, установив систему MS-DOS. Конечно, компьютерщику "новой закалки", привыкшему измерять количество информации в сотнях мегабайт и гигабайтах, будет непонятен мой восторг. Ведь сейчас почти любая сколько-нибудь серьезная программа занимает больше 40 Мб даже в упакованном виде.

А было такое время, когда для работы и отдыха вполне хватало 40 Мб. Несколько лет назад у меня был единственный винчестер емкостью всего 32 Мб. Однако на нем помещались MS-DOS, Norton Comander, Lexicon, AutoCAD (!), среда C++, несколько игрушек и много других программ... Как много воды утекло с тех пор! Это понимаешь, когда включаешь 286 компьютер с 640 Кб оперативной памяти, дисководом на 360 Кб и сорокамегабайтовым винчестером.

Жесткий диск ST-251 полногабаритный, то есть занимает весь отсек 5.25", как CD-ROM. У него интерфейс ST-506, очень популярный в прошлом. Для того, чтобы подключить такой винчестер, нужен соответствующий контроллер и два шлейфа: с 34 и 20 жилами. Вместе с винчестером мне достались два контроллера: 8-ми и 16-разрядный. Причем 16-разрядный более старый - большая плата во всю длину корпуса, на ней много микросхем малой степени интеграции. 8-разрядная плата на вид посовременнее, весьма компактная. Но с ней возникли проблемы, видимо она рассчитана на похожий, но более новый чем ST-506 интерфейс ESDI.

Итак, огромная контроллерная плата, древняя на вид. К ней можно подключить два винчестера стандарта ST-506 и дисководы. Есть разъем для светодиода-индикатора. Восемь перемычек, нарисована справочная табличка с информацией по их установке (вот бы так на всех, даже современных платах! Ведь далеко не у каждого есть книжечка под названием User Manual). Рядом с платой не менее внушительный жесткий диск с массивным корпусом из стали, покрытой желтоватой оксидной пленкой. На этом устройстве печатная плата уже не такая древняя, как у RODIME, а с планарным монтажом (используются чип-резисторы и чип-конденсаторы).
Жаль, у меня нет цифрового фотоаппарата или сканера - фотогалерея на сайте со снимками древнего "железа" возможно, будет интересна многим посетителям.

Помня о скорой гибели "динозавра" RO-252 (из-за многочисленных бэд-блоков в районе нулевой дорожки), я осторожно снял крышку винчестера и, вращая маленькой отверткой валик шагового двигателя головок (шаговый двигатель находится снаружи), определил в какую сторону этот валик нужно вращать - чтобы головки максимально приблизились к центру магнитных пластин. Затем установил крышку на место. Чтобы не забыть, куда вращать валик, наклеил этикетку со стрелочкой на шаговый двигатель.

Все это нужно для ручной парковки винчестера. Парковка - перемещение магнитных головок к центру пластин (ближе к шпинделю, где поверхность диска не используется, а линейная скорость много ниже, чем на 0-й дорожке) перед выключением питания компьютера. Если этого не сделать, при остановке шпинделя воздушный поток, приподнимающий головки над поверхностью пластин исчезает - и головки поцарапают магнитные пластины. Когда шпиндель только начал вращаться, головки тоже "проедут" по диску. В нормальных условиях винчестер паркуют специальными небольшими программами (см. "Дисковые утилиты" на нашем сайте).

Но в моем случае было неизвестно, будут ли работать диск и контроллер совместно, поддерживается ли контроллер этой материнской платой. И вообще, удастся ли загрузиться с дискеты, чтобы запустить программу PARK - ведь дисковод тоже подключается к той же плате, что и жесткий диск. Действительно, пока шестиголовый "Змей Горыныч" не начал шевелить "головами", а значит пока не позволил себя программно запарковать - пришлось раз пять включать-выключать питание. И каждый раз я маленькой отверткой за шлиц поворачивал до упора валик шагового двигателя, перемещая головки в безопасную зону.

Как определить, паркуется винчестер самостоятельно, или нет? Во первых, взгляните на винчестер снаружи. Винчестеры с шаговыми двигателями сами не паркуются. А шаговые двигатели как правило находятся снаружи корпуса винчестера. Внешне они обычно похожи на дисководные (если у вас есть дисковод 5.25", можете проверить). В любом случае, вы увидите вращающийся валик (с шлицом или без него), или даже барабанчик. Бывает, валик закрывают прозрачной крышечкой, но ее можно снять. При вращении валика/барабанчика ощущаются небольшие мелкие рывки, усилие изменяется неравномерно. Так ведет себя шаговый двигатель. Если валик/барабанчик невозможно стронуть, посмотрите - может быть, они зафиксированы? На одном древнем винчестере барабанчик имел зубчатую нарезку, и стопорился фиксатотром. При включении питания электромагнит освобождал фиксатор! А как сделано у вас?

А если внешний осмотр не дал ясных результатов? Тогда прислушайтесь. Если при выключении компьютера жесткий диск издает отчетливый металлический щелчок, это паркуются головки. Значит все в порядке. Еще было бы полезно поискать информацию о вашем жестком диске. Наиболее полный справочник по старым жестким дискам содержится в "TOTAL HARDWARE 1999" (th99).

Жесткие диски IDE емкостью более 42 Мб как правило, паркуются сами. А если вы не уверены - открутите винты, крепящие крышку и перед выключением питания поднимите ее (к сожалению, попадет немного пыли, но если снять крышку всего на несколько секунд, большого вреда не будет. По крайней мере вреда будет меньше, чем от головок, царапающих 0-ю дорожку). Головки должны переместиться близко к валу, на котором вращаются пластины. В противном случае надо аккуратно парковать винчестер перед каждым выключением компьютера. Кстати, парковочную утилиту надо выбирать с умом. Не все утилиты могут правильно парковать винчестер! Чтобы проверить утилиту, годятся вышеизложенные советы - кратковременное снятие крышки, либо наблюдение за валиком шагового двигателя (утилита должна перемещать валик почти до упора, в сторону, соответствующую положению головок близко к центру дисков).

Жесткие диски с интерфейсом ST-506 поддерживают далеко не все материнские платы. По крайней мере не Pentium с его встроенным контроллером IDE. BIOS у него "не знает", что такое ST-506. Зато 286 материнская плата согласилась работать с древней дисковой системой на базе 16-разрядного контроллера. У этой платы есть BIOS, который поддерживает как накопители ST-506, так и IDE. В программе CMOS даже есть средства для низкоуровневого тестирования и форматирования таких винчестеров. Еще один вариант - найти дисковый контроллер для ST412/ST506 со встроенным BIOS'ом. Таков, например, ST21/22 (см. секцию "Дисковые контроллеры" на "Фотовыставке" сайта). Если подключить диск к этому контроллеру, контроллер обнаружит диск, выведет в процессе загрузки компьютера на экран сообщение и загрузит операционную систему с винчестера (похоже на SCSI). В случае с таким контроллером прописывать параметры диска в BIOS Setup компьютера не нужно!

Определив по спецификации (см. на нашем сайте в разделе "Тексты, статьи") параметры винчестера ST-251 (количество дорожек, головок, секторов и т.д.) я прописал их в CMOS (тип диска 47 - определяется вручную). В результате контроллер смог работать с жестким диском. Далее потребовалось отформатировать винчестер на низком уровне (через CMOS, хотя можно пользоваться специальными утилитами для LOW FORMAT, загрузившись с дискеты). Затем все как обычно - создание на диске раздела DOS стандартной утилитой FDISK, форматирование раздела командой FORMAT C: /S - после этого винчестер стал доступен для чтения и записи. Разумеется, также с него стала загружаться MS-DOS.

Программа FORMAT обнаружила на диске несколько сбойных участков (около 6 Кб) - причем часть из них уже была записана на этикетке с таблицей бэд-блоков, обнаруженных при заводском тестировании накопителя более 15 лет назад. Так что возможно, количество сбойных секторов будет оставаться постоянным продолжительное время. Хотя после случая с RODIME-252 ничего обещать нельзя :-(. Правда там бэдов было около 500 Кб и они "размножались" с каждым часом. В любом случае не стоит возлагать больших надежд на винчестер, отработавший непонятно сколько "моточасов" при возрасте больше 10 лет.

Производительность винчестера ST-252 очень мала - он читает/записывает данные со скоростью несколько десятков Кб/с. И здесь большую роль играет т.н. фактор чередования (interleave factor) - он записывается в виде отношения (1:1, 2:1... 17:1). Фактор чередования 1:1 говорит о том, что винчестер может считать 1 дорожку полностью за 1 оборот шпинделя, то есть секторы на дорожке расположены последовательно, друг за другом. В случае 2:1 нужно 2 оборота, значит в 2 раза больше времени - так как секторы чередуются: после чтения/записи сектора нужно пропустить следующий за ним, а потом продолжать чтение/запись. Если фактор 3:1, между любыми любыми последовательными секторами находятся два промежуточных, и так далее. Вот грубая иллюстрация:

Фактор чередования - 1:1
Позиция сектора - 1 2 3 4 5 6 7 8 9...
  Номер сектора - 1 2 3 4 5 6 7 8 9...
  Обороты диска - 1 1 1 1 1 1 1 1 1...

Фактор чередования - 2:1
Позиция сектора - 1 2 3 4 5 6 7 8 9...
  Номер сектора - 1 6 2 7 3 8 4 9 5...
  Обороты диска - 1   1   1   1   1...
                    2   2   2   2...

Фактор чередования - 3:1
Позиция сектора - 1 2 3 4 5 6 7 8 9...
  Номер сектора - 1 4 7 2 5 8 3 6 9...
  Обороты диска - 1     1     1...
                    2     2     2...
                      3     3     3...

Зачем нужно чередование секторов? Дело в том, что не у каждого контроллера электроника успевает считывать все секторы друг за другом, недостаточна пропускная способность магистрали, мало быстродействие логики, переключателей... А при чередовании между последовательными секторами есть пауза, и контроллер успевает отработать.

Сегодня чередование секторов уже не используется. Электроника винчестера достигла высокого быстродействия. Фактор чередования винчестеров IDE равен 1:1 и дорожка читается с теоретически максимальной скоростью - за один оборот. В случае с древними винчестерами ST-506 все сложнее: контроллер прочитал сектор, получил команду на чтение следующего, выполнил все нужные операции - но за это время диск уже повернулся и головки находятся на середине нужного сектора. Значит, нужно ждать пока диск не повернется целый оборот и головки не окажутся на начале нужного сектора. Если, например на дорожке 17 секторов, для ее чтения придется сделать 17 оборотов!

Фактор чередования - 1:1 (при медленном контроллере)
Позиция сектора - 1 2 3 4 5 6 7 8 9...
  Номер сектора - 1 2 3 4 5 6 7 8 9...
  Обороты диска - 1
                    2
                      3
                        4
                          5...

Поэтому для достижении максимальной производительности нужно выбрать правильный фактор чередования. Лечге всего это сделать при помощи утилиты Calibrate из пакета Norton Utilities. Calibrate найдет оптимальный фактор и отформатирует диск под него, причем без потери данных! Также эта утилита тестирует винчестер и ищет ошибки путем многократных записи/чтения данных с каждого сектора.

Итак, в этой статье я попытался обобщить свой опыт по настройке и эксплуатации старых жестких дисков и контроллеров с интерфейсом ST-506. Возможно, эта информация поможет вам избежать некоторых неприятных ошибок и продлить жизнь древнему винчестеру, который сам по себе уже представляет немалый интерес и имеет "историческую ценность".

М.Бабичев (Антиквар)