Форматирование жесткого диска на низком уровне

Все новые жесткие диски уже отформатированы на низком уровне производителем и повторной инициализации не требуют. На практике при обычных обстоятельствах вам вряд ли придется выполнять низкоуровневое форматирование жесткого диска, поскольку чисто технически настоящее форматирование такого рода может выполнить только производитель.

То, что в компьютерах называют низкоуровневым форматированием, на самом деле является в большей мере инициализацией и тестированием поверхности диска, поскольку в этом процессе выполняются запись и проверка чтения во всех секторах диска. Если проблем с диском нет, потребность в полной инициализации или проверке поверхности отпадает.

Что такое низкоуровневое форматирование?

Для начала давайте разберемся с понятиями форматирование на низком и на высоком уровнях.

Низкоуровневое форматирование (Low level format) — операция, в процессе которой на магнитную поверхность диска наносятся сервометки (информация, которая используется для позиционирования головок жесткого диска). Выполняется в процессе изготовления жесткого диска, на специальном оборудовании.

Когда в первый раз запускается процесс низкоуровневого форматирования винчестера, пластины жесткого диска пусты, то есть не содержат абсолютно никакой информации о секторах, треках и так далее. Это последний момент, когда у жесткого диска абсолютно пустые пластины. Информация, записанная во время этого процесса, больше никогда не будет переписана.

Старые жёсткие диски имели одинаковое количество секторов на трек и не имели встроенных контроллеров, так что низкоуровневым форматированием занимался внешний контроллер жесткого диска, и единственной нужной ему информацией было количество треков и количество секторов на трек. Используя эту информацию, внешний контроллер мог отформатировать жесткий диск. Современные жёсткие диски имеют сложную внутреннюю структуру, включая изменение количества секторов на трек при движении от внешних треков к внутренним, а также встроенную сервоинформацию для контроля за приводом головок.

Вследствие такой сложной структуры данных, все современные жесткие диски проходят низкоуровневое форматирование только один раз — на заводе-изготовителе.

Высокоуровневое форматирование есть двух видов:

Форматирование в обычном режиме – процесс, который заключается в создании главной загрузочной записи с таблицей разделов и (или) структур пустой файловой системы, установке загрузочного сектора и тому подобных действий. В процессе форматирования также проверяется целостность носителя для блокировки дефектных секторов.

Быстрое форматирование (Quick format) – тот же процесс, что и форматирование в обычном режиме, только без проверки носителя на наличие дефектных секторов.

Использование термина низкоуровневое форматирование по отношению к жестким дискам породило множество мифов. К примеру, бытует мнение, что низкоуровневое форматирование жесткого диска выполнить невозможно и что попытка такой операции приведет к разрушению диска. В принципе, в этом заблуждении есть доля правды. Она состоит в том, что при низкоуровневом форматировании старых дисков образца конца 1980-х годов нарушалась оптимальная настройка скоса головок и цилиндров, установленная производителем диска, а также карта дефектов диска.

Все это негативно сказывалось на производительности устройств. Описанная проблема уже давно решена, и все устройства, использующие зонную запись (с переменным числом секторов на дорожке), имеют иммунитет к любым проблемам, к которым может привести низкоуровневое форматирование, поскольку реальные маркеры сектором не могут быть замещены.

Так что низкоуровневое форматирование дисков, выпущенных в 1990-х годах и позже, исключает нарушение его настроек.

В то же время часто возникает реальная необходимость выполнения низкоуровневого форматирования дисков ATA и SCSI. Сейчас мы поговорим о программах, которые помогут это сделать.

Программы низкоуровневого форматирования дисков ATA (SATA, PATA и др.)

Производители дисков ATA определили и стандартизировали расширения к исходному контроллеру жестких дисков WD1002/1003, создав интерфейс шины AT (известный как интерфейс АТА). Спецификация ATA реализована для уникальных команд конкретных производителей, являющихся расширением стандарта. Во избежание выполнения некорректного низкоуровневого форматирования многие из устройств ATA имеют специальные команды, которые должны быть отправлены на устройство для разблокирования процедур форматирования. Эти команды зависят от производителя устройства, поэтому необходимо найти программы низкоуровневого форматирования и управления дефектами, созданные производителем диска.

Эти программы чаще всего предназначены не только для устройств конкретного производителя, но и для отдельных их моделей. Так что перед выполнением поиска запишите название производителя и номер модели жесткого диска.

Название производителя и номер модели жесткого диска

Название производителя и номер модели жесткого диска

 

Современные жесткие диски защищены от возможности изменения коэффициента скоса или карты дефектов, поскольку всегда находятся в режиме преобразования. Устройства с зонной записью всегда находятся в этом режиме и, таким образом, полностью защищены.

Большинство жестких дисков имеют дополнительный набор команд, которые используются в процессе форматирования, при этом стандартные команды спецификации ATA не работают (особенно это касается устройств ATA с зонной записью).

Запасные секторы также могут быть выделены автоматически с помощью программ, предоставленных производителем устройства. Не зная корректных команд, специфичных для производителя, невозможно заменить дефектные секторы запасными, специально выделенными в современных устройствах для этих целей. Обнаруженный дефектный сектор заменяется в структуре распределения ближайшим к нему запасным сектором.

Некоторые производители жестких дисков предлагают программы форматирования низкого уровня. Их можно найти по следующим адресам.

Прежде всего, следует опробовать программы, предоставленные производителем устройства. Все они бесплатные и часто позволяют работать на низком уровне так, как не позволяют широкопрофильные программы.

Если производитель диска не предлагает программы инициализации/проверки/форматирования, можно воспользоваться программой Drive Fitness Test от компании Hitachi (ранее — IBM). Эта программа отлично справляется с дисками от других производителей и выполняет детальное полное тестирование всего жесткого диска. Это одна из лучших программ общего назначения, поскольку позволяет выполнить недеструктивный тест. Несмотря на то, что с ее помощью может быть протестировано любое устройство, существует одно ограничение: деструктивные тесты чтения/записи могут быть выполнены только на дисках Hitachi и IBM.

Совет!

Все перечисленные программы инициализации, тестирования и форматирования жесткого диска, а также многие другие можно найти в коллекции утилит Ultimate Boot CD (UBCD). Это просто фантастическая коллекция средств диагностики, содержащаяся на одном загружаемом компакт-диске! Копию этого компакт-диска можно загрузить по адресу www.ultimatebootcd.com.

Средства недеструктивного форматирования

Я настоятельно не рекомендую применять средства недеструктивного форматирования, работающие на уровне BIOS, такие как Calibrate (ранее входило в состав Symantec Norton Utilities), в том случае, когда действительно необходимо форматирование низкого уровня. Для подобных средств характерен целый ряд ограничений и проблем, уменьшающих их эффективность. Они выполняют форматирование низкого уровня по отдельным дорожкам, используя функции BIOS; при этом осуществляется резервное копирование и восстановление отдельных дорожек.

Данные программы также не создают карту дефектов, как это обычно делают программы форматирования низкого уровня. Более того, они могут удалить маркеры карты дефектов, добавленные стандартными программами форматирования низкого уровня. В результате становится возможным сохранение данных в поврежденных секторах, что в некоторых случаях может привести к потере гарантии.

Еще одно ограничение состоит в том, что данные программы можно применять только при работе с жесткими дисками, заранее отформатированными с помощью функций BIOS.

Программа форматирования низкого уровня, созданная производителями дисков, «обходит» системную BIOS и передает команды непосредственно контроллеру. Поэтому многие подобные программы предназначены для работы с определенными контроллерами. Наличие одной такой программы, которую можно было бы использовать при работе с разными контроллерами, практически невозможно себе представить. Многие жесткие диски могут быть неправильно определены как дефектные только потому, что использовалась неподходящая программа.

Низкоуровневое форматирование жесткого диска и твердотельных дисков Western Digital

Сразу оговорюсь, что в данном случае, под низкоуровневым форматированием понимается тестирование поверхности диска на плохие сектора через чтение и запись. Как уже говорилось выше, заводское низкоуровневое форматирование современного жесткого диска может произвести только производитель.

Жесткие и твердотельные диски можно отформатировать на низком уровне, несколькими методами. Рассмотрим один из них, применимый к PC. Компьютеры Мас не подходят для того примера.

Для низкоуровнего форматирования жесткого диска нам понадобится:

  1. Накопитель на жестких диска, в данном случае, производитель Western Digital (в этом примере тестировался диск Maxtor, при этом, процедура прошла успешно)
  2. Программное обеспечение Data Lifeguard Diagnostics for Windows

Перед процессом форматирования, подключите устройство к компьютеру. Это можно сделать либо через интерфейс IDE, SATA, USB или Firefire. В данном случае форматирование низкого уровня будет проводиться в системе Windows, без предварительной загрузки с помощью специальных загрузочных дисков. Это наиболее простой способ для обычного пользователя ПК.

После того, как устройство подключено:

1. Загрузите программу Windows Data Lifeguard Diagnostics со страницы http://support.wdc.com/product/download.asp?groupid=113&sid=3&lang=ru

2. После загрузки приложения, запустите его и следуйте мастеру установки.

Мастер установки Data Lifeguard Diagnostics

Мастер установки Data Lifeguard Diagnostics

 

Выбор директории программы

Выбор директории программы

 

Выбор папки меню

Выбор папки меню

 

Вывод ярлыка на рабочий стол

Вывод ярлыка на рабочий стол

 

Информация об установке

Информация об установке

 

Завершение установки

Завершение установки

 

Если после установке появляется диалоговое окно, с сообщением о невозможности запуска программы, то закройте его и кликните по кнопке Ок. Программу необходимо запустить другим способом.

Сообщение о невозможности запуска программы

Сообщение о невозможности запуска программы

 

3. На рабочем столе появится ярлык программы, кликните по нему дважды.

Ярлык программы Data Lifeguard Diagnostics

Ярлык программы Data Lifeguard Diagnostics

4. Установите галочку напротив I accept this… и кликните по кнопке Next.

Лицензионное соглашение

Лицензионное соглашение

 

Программа отобразит все подключенные диски. Несмотря на то, что в моем примере, форматирование проводилось тестового жесткого диска Maxtor, и оно прошло успешно, Вам рекомендую использовать данную программу только для дисков Western Digital, во избежание возможных проблем с носителем. Если у вас жесткий диск производителя Seagate, воспользуйтесь аналогичной программой от Seagate.

5. Выделите диск, который необходимо диагностировать и кликните по кнопке to run tests. ОБЯЗАТЕЛЬНО перепроверьте, что вы выбрали именно тот диск, в противном случае, вы потеряете все данные на данном носителе, без возможности их восстановления, так как этот процесс деструктивный и необратимый.

Выбор диска для диагностики

Выбор диска для диагностики

 

Выбор теста

Выбор теста

 

7. В следующем окне выберите опцию EXTENDED TEST и щелкните по кнопке Start.

Сообщение о необходимости закрытия приложений

Сообщение о необходимости закрытия приложений

 

8. Закройте все файлы, которые открыты на выбранном жестком диске и щелкните по кнопке ОК.

Тестирование

Тестирование

 

9. Процедура тестирования на жестком диске объемом 20 Гб заняла примерно 10 минут. По окончанию тестирования, кликните по кнопке Close.

Тест завершен

Тест завершен

 

10. Но это еще не все. Теперь снова кликните по кнопке по кнопке to run tests и в диалоговом окне выберите опцию WRITE ZEROS и щелкают по кнопке Start. Данная процедура перезапишет все сектора нулями.

Выбор опции WRITE ZEROS

Выбор опции WRITE ZEROS

 

10. В зависимости от состояния диска Вы получите одну или две подсказки, напоминающие вам, что это действие уничтожит все данные в настоящий момент на диске. Нажмите кнопку Yes.

Сообщение о необходимости закрытия приложений

Сообщение о необходимости закрытия приложений

 

Сообщение об уничтожении данных на диске

Сообщение об уничтожении данных на диске

 

10. Затем выберите, какой метод Вы хотели бы использовать, чтобы записать нули. Опция QUICK ERASE намного быстрее, но не полностью затирает диск. Это подойдет для пользователей, которые планируют многократное перезаписывание диска. ПОЛНОЕ СТИРАНИЕ полностью затирает диск. Это занимает больше времени, но гарантирует, что никакие данные на диске не могут позже быть восстановлены с помощью методов восстановления данных. Этот метод разработан для людей, которые нужно безвозвратно удалить данные с их диска, например хакерам ;).

Как только Вы определили, какой метод Вы хотели бы использовать, выберите кнопку OK, чтобы начать процесс форматирования. Я рекомендую выбирать FULL ERASE (Полное стирание).

Выбор FULL ERASE

Выбор FULL ERASE

 

11. Начало процесса перезаписи. К примеру, на перезапись жесткого диска объемом 20 Гб у меня ушло около 10 минут.

Процесс успешно завершен

Процесс успешно завершен

 

12. После того, как процесс будет завершен, кликните снова по кнопке по кнопке to run tests и в диалоговом окне выберите опцию VIEW TEST RESULT и щелкают по кнопке Start.

Выбор опции VIEW TEST RESULT

Выбор опции VIEW TEST RESULT

 

13. В окне будет приведена информация о жестком диске и о прошедших тестах. Честно сказать, информация в этом отчете весьма скудная.

Отчет о результатах теста

Отчет о результатах теста

 

14. Если процесс прошел успешно, то отформатированный на низком уровне жесткий диск будет не доступен в системе. Теперь его необходимо инициализировать, создать разделы и отформатировать на высоком уровне.

14. Откройте Пуск ->Все программы-> Стандартные-> Выполнить и в окне введете команду diskmgmt.msc.

Запуск программы «Управление дисками»

Запуск программы «Управление дисками»

 

15. Запустится программа «Управление дисками» и автоматически появится окно Инициализации дисков, где будет выбран необходимый диск. Укажите параметр Основная загрузочная запись и кликните по кнопке Ок.

Инициализация диска

Инициализация диска

 

16. Диск будет инициализирован, теперь остается создать том и отформатировать его. Об этом подробно рассказано в статье «Организация разделов и высокоуровневое форматирование жесткого диска».

Раздел не распределен

Раздел не распределен

 

На этом процесс форматирования на низком уровне завершен.

Аналогичный процесс можно использовать и по отношению к носителям на жестких дисках других производителей. Например, копания Seagate для своих носителей предлагает весьма удобный инструмент для диагностики.

В заключение, приведу пример того, как отображает программа Data Lifeguard Diagnostics неисправный диск. В качестве примера, был взят жесткий диск Fujitsu. Программа определила, что носитель не исправен, о чем свидетельствует SMART STATUS.

Неисправный диск Fujitsu

Неисправный диск Fujitsu

 

Программа с помощью EXTENDED TEST показала, что на диске найдены сбойные сектора.

Восстановление плохих секторов

Восстановление плохих секторов

 

Программа попыталась их исправить, но ничего не вышло.

Ошибка при восстановлении плохих секторов

Ошибка при восстановлении плохих секторов

 

Причин эту может быть две: во-первых, жесткий диск и программа диагностики — разных производителей, поэтому некоторые команды могут некорректно обрабатываться, и во-вторых, этот диск не восстановить, так как он начал «сыпаться», т.е. на поверхности его дисков появились физические повреждения; до этого он уже был на моем проверочном столе.

Комментарий (15) Оставить комментарий

  1. Спасибо! Статья очень понравилась! Очень профессионально и популярно описана проблема форматирования жёстких дисков. Ссылки работают и помогают не тратить много времени на поиски нужных сайтов и программ.

    Ответить

  2. Добрый день. Есть внешний жесткий диск WD 2TB формата exFAT. Можно ли этим методом переформатировать в NTFS. Удалением и созданием разделов в windows отформатировать не удалось.

    Ответить

    • Была похожая проблема ! Попробуйте скачать paragon partition manager и проверить , не GPT раздел у вас случайно … Если это он , то преобразуем в MBR и так все будет форматироваться .

      Ответить

  3. Тема такова: на жестком стояла win 8. Создал разделы, форматнул, поставил win 7 (пропатченный) после установке пишет осталось 30 дней до активации, тоже самое провел с другим диском все стало ровно, есть подозрение что где-то что-то после всех процедур осталось для лицензии, поможет ли форматирование жесткого диска на низком уровне? Спасибо….

    Ответить

    • Возможно при разметке диска не все разделы удалились, возможно остались маленькие 100 МБ разделы, возможно даже с разметкой GPT и по этой причине может не проходить активация. В общем надо смотреть что с разметкой диска. Я вам советую, удалите все разделы, создайте 2 раздела и систему поставьте на первый. Смотрите чтобы не было неразмеченных областей.

      Ответить

  4. Огромное спасибо артору, редко встретиш такой полезный, профессиональный, удобный пост.

    Ответить

  5. Автору огромное спасибо за статью! На самом деле очень профессионально написано — внятно, понятно, ничего лишнего. Сегодня попробую последовать описанному в статье.
    Моя проблема в том, что на мой диск можно записать данные, но при частом обращении системы к диску, а именно к установленной на нем программе, появляется сини экран смерти. Систему на диск, естественно, тоже не установить. Есть подозрения, что повреждены загрузочные сектора.
    Как Вы думаете, поможет ли низкоуровневое форматирование?

    Ответить

  6. Не очень понял, что именно делает «низкоуровневое форматирование», которое делается программами? Тотальное стирание поля «DATA» каждого сектора?

    Ответить

  7. Ради интереса вытащил <> Seagate Barracuda 40Гб. Предварительно отремонтировал загрузочный сектор с помощью программы Partition Table Doctor, а затем по выше приведенной методике Windows Data Lifeguard Diagnostics. Кстати, в пакете находится портативная версия WinDlg.exe, не требующая установки.

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  • © 2012–2015 Компьютерные уроки от Евгения Серова
  • Все права защищены
  • Положение