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Secretos y curiosidades de un disco duro. Lo que no te han contado.

Publicado en 15 julio, 2013, por en Formacion.

 Lo que supuestamente no sabias de los discos duros mecánicos, el wikileaks del HD …

– La mayoría de los discos duros pueden ser abiertos, reparados físicamente y de forma temporal para recuperar cierta información por usuarios con ciertos conocimientos. El concepto de envasado al vacío no es exacto. Los centros de reparación de componentes físicos, cobran gran cantidad de dinero (desde los 900 € + presupuesto), pero puedes intentar repararlo tu mismo. El ahorro es enorme, y en tiempos de crisis más. La satisfacción y reto personal es aun mayor.

– Muchos discos pueden ser controlados por cable serie, y mediante terminal, enviar comandos especiales para repararlos. Ejemplo Seagate con firmware SD15 (hablaremos de ello).

– Prácticamente todos los discos duros de fábrica, poseen sectores defectuosos (ECC) en el P-List,  y otros quedan marcados en una tabla interna de accesos al vuelo (G-List), durante su uso. El rendimiento pues es diferente para cada unidad. ¿Compramos hardware con defecto ?

– La clonación de los discos nunca se efectúa a 100%.  Hay 2 cosas que no se copian en absoluto: La memoria ROM, y el Área de Servicio (SA). Esto, naturalmente, tiene su parte de lógica: Contienen datos que sólo son relevantes para cada unidad de disco duro que existe en el mundo, además de contener datos que solo son útiles para cada fabricante y modelo.  Existen técnicas que nos permitirían guardar datos en un disco duro, evitando que los mismos fuesen copiados en cualquier proceso de clonado de discos duros, dejándolos por tanto totalmente fuera de vista.

– Existe un guru de la reparación y funcionamiento de discos, cuestionado por empresas, que expone verdades como puños. Su nombre es Scott Moulton, te recomiendo que veas sus vídeos (haking de discos duros en inglés).

– La tecnología SMART activada desde la BIOS, nos puede avisar de un posible fallo de la unidad, y efectuar acciones previas de backup de la información.

– Cambiaremos un PCB al vuelo.

Lo explicaré con mayor profundidad, en este estudio que he realizado.

Entremos pues en materia …

los-mecanismos-ocultos-del-disco-duro

 

Respecto a Scott Moulton,  compañías de recuperación de datos le acusan de intentar arruinar a la industria de reparación, pero el tiene una perspectiva diferente.

1-      Intenta ayudar a los usuarios a no gastarse cantidad excesiva de dinero en la reparación. Considera que en la mayoría de las ocasiones el usuario no puede asumir este coste elevado de reparación.

2-      El no quita la posibilidad de acudir a un centro especializado en caso necesario. Por supuesto.

3-      Las criticas le motivan a seguir desvelando información, cada vez más clara y profesional.

Esto es realmente interesante:

Según estadísticas el 85% de fallos en discos duros son motivados por software. Con el software podemos recuperar archivos, y eliminar sectores defectuosos de la lista de disponibles.

El 15% restante es por hardware.

De ese 15%, de fallos físicos.

10% es electrónica, el 4% el cabezal o plato, el 1% el motor.

Por lo que cuando tengamos un fallo, no achaquemos siempre  al motor, sino pude ser un fallo probablemente de electrónica. Y este es posible solucionarlo nosotros, cambiando la placa adecuada, el circuito impreso.

El ruido de clac, o clicking noise, como se puede apreciar en este video, no funcionamiento ni detección, el fallo seguramente esta en la placa controladora del disco.

Si nuestro fallo es por software y quisiéramos recuperar los datos, os dejo una relación de los mejores programas existentes gratuitos, pero recuerda que,  si has seguido utilizando el disco duro después de haber perdido los datos que quieres recuperar, lo mejor que puedes hacer es dejarlo de utilizar inmediatamente. El mero hecho de haberlo usado puede haber ocasionado una pérdida definitiva de los datos, al haber causado sobrescrituras totales o parciales de los datos perdidos o borrados.

Piriform Recuva – enlace
Pandora Recovery –enlace
TestDisk –enlace
Puran File Recovery –enlace
RIP Linux –enlace

La primera creencia que existe, relacionada con la reparación de los discos duros, es que tiene que existir una sala especializada sin contaminación, polvo, etc, para poder manipular las unidades. Esto no es del todo cierto, se pueden crear otros entornos limpios para manipular el interior de la unidad. Tal y como explica  el especialista forense informatico en este vídeo (a partir del minuto 1). Que quede claro que no niego la posibilidad de ir a un centro especializado,  que de por si son buenos, si fuese el caso o necesario, es una decisión del usuario, y de la importancia que de a sus datos. Sólo expongo las posibilidades existentes y la valoración del riesgo asumido.

¿ Pero qué pasa con el polvo que se existente en el ambiente cuando se abre el disco duro?

Bueno, es necesario aclarar que es muy importante estar en un entorno libre de partículas, suciedad y polvo. Las empresas de recuperación de datos cuidan al máximo este aspecto, en salas libres de contaminación.

Por lo tanto, intenta que la sala donde te encuentres sea limpia, no lo hagas en el desván 😉

Te contare un detalle, cuando el disco empieza a girar, en el proceso de spin, el aire generado por el giro, llamado air bearing, que hace elevar el extremo del cabezal, desplaza el polvo existente. Aun existiendo dichas partículas,el mecanismo del disco duro elimina estos elementos o fragmentos, en pequeñas bandejas o depósitos situados en los extremos. Por lo que se desmiente el mito de no poder abrir estas unidades.

De hecho, los fabricantes saben que cuando arranca el motor del disco, se generan fragmentos que son incluso filtrados dentro de la unidad, para evitar fallos.

Partes-discoduro-2

Para abrir el disco duro, es necesario un un destornillador Torx T3, (de punta de estrella de 6 picos).

Es necesario tener en mente estos principios antes de arriesgarse a abrir el disco duro.

– Asumir que puedes perder todos los datos.

– Las unidades dañadas, tienen comportamientos aleatorios e impredecibles. No se comportan 2 veces de la misma forma.

– La perseverancia en el tema no es inútil. Podemos arreglarlo.

– El tiempo y el calor es nuestro enemigo. Lógicamente, se degradará más.

– El espacio libre es nuestro aliado. Para poder trasladar datos. Minimizar fallos en contenidos.

– Todo el mundo en ebay es nuestro amigo. ;), busquemos alguna pieza, placa, etc.  Podemos encontrar placas de discos duros idénticos, pero importantisimo, con fechas similares para que el firmware sea idéntico (recomendable no mas de 2 semanas de diferencia).

 Y realizar todas las comprobaciones previas para asegurarse que no es un problema de software:

– Inténtalo todo antes de abrir el disco.

– Examina el CI, asegúrate que no esta caliente, alguno quemado, etc…

– Prueba diferentes conectores, USB, adaptadores, IDE, etc.

– Prueba con diferentes sistemas operativos.

– Prueba con diferentes posiciones, ángulos, etc.

– Intenta ventilarlo.

– Intenta recuperar con los programas gratuitos que he mencionado.

 

Partes-discoduro

 

 

Sigamos…

En muchas ocasiones intentaremos cambiar la placa controladora del disco o PCBs (Print Circuit Boards). Para ello es necesario hacerse con una placa idéntica, y con fecha similar (2 semanas).  Para ello, o compramos una unidad, o nos hacemos con la pieza por internet (ebay, tiendas especializadas, etc).

Ejemplo de tiendas que lo venden:

http://www.hddzone.com/

http://www.onepcbsolution.com/

Tendremos que entender que un HD es como un ordenador. Posee placa madre, memoria, almacemaniento, Bios, etc.

Ejemplo de un cambio de placa del disco. vídeo, vídeo 2

Necesitaras unos guantes para manipular el disco, un entorno limpio y tranquilidad.

Además del clicking noise, pueden existir otros síntomas para detectar que el fallo es del  PCB

– Detecta, pero se vuelve a perder (puede no ser el PCB)

– Subida de tensión. Probablemente el PCB

– El PC todavía puede detectar la unidad en el Administrador de dispositivos, pero no puede acceder a los datos. (no es el PCB)

– La unidad no gira. Probablemente el PCB.

– Si es reciente, nuevo, ha fallado después de una tormenta, manipulado, subida de tensión, puede ser el PCB.

Tendrás que sopesar si te interesa gastar lo que vale un PCB.

ASPECTOS BÁSICOS DE FUNCIONAMIENTO DEL DISCO DURO AL DETALLE.

¿ Que es el clicking noise?

Este problema presente en los discos duros, no es un problema sencillo. Puede descomponerse en 4 variantes que pueden dar lugar al problema del ruido en el disco. Cabezal, superficie, problemas con la placa, problemas con el motor.

La autopsia de un disco duro revela un conjunto de componentes:

Partes-discoduro-4

Rutina de arranque del disco duro.

Lo primero que ocurre cuando se enciende un disco duro, es el seft check o chequeo de funciones. En esta fase el sistema se asegura que todos los componentes se encuentran funcionando correctamente.

Una vez superado el test de arranque (en este caso podemos apreciar que puede ser un fallo de la placa del disco en caso de no ser superado). Se produce el comienzo del giro del motor (Spindle Spin up). En esta fase existe una pieza que libera el movimiento del brazo y con ello el cabezal.

Este proceso de giro es muy importante para los cabezales, porque este giro produce una corriente de aire que hace que el cabezal de lectura escritura flote  o vuele literalmente sobre la superficie, posibilitando el movimiento hacia el interior del plato.

El siguiente paso es el servo timming, es un mecanismo de ubicación y localización geográfica de la posición exacta del cabezal. Por lo tanto el servo timming es un mecanismo de la unidad, le dice al cabezal, donde se encuentra en el plato.

El plato posee en el centro o lateral (según el modelo) el denominado SA o área de sistema. Que se actualiza. Es una zona de lectura-escritura de funciones realizadas, para no tener que estar actualizando el contenido del firmware. Cada fabricante especifica el criterio y almacen de datos del  SA sobre el plato.

Por lo tanto, cada fabricante tiene SA especifica, esto es uno de los motivos que hace que la recuperación de las unidades sea complicada, porque es específica de cada fabricante, y en muchas ocasiones para cada modelo en concreto de unidad.  Cada unidad almacena diferente información en el SA.

Los elementos más comunes almacenados son usados para el mantenimiento de pistas o tracks, cilindros negativos, cilindros reservados, area de calibración, area de inicialización, Diskware, etc.

El contenido típico de ejemplo de un SA en categorías. Cada categoría se la denomina Modulo y forma parte de un bloque UBA. Por eso, en el mundo de la recuperación de datos se denomina UBA (Utility block Adressing) block.

Módulos o UBA blocks.

SMART Data, Log de sistema, numero de serie, numero de modelo, P-List / G-List, Firmware, tablas especificas de la unidad, tabla de zonas, parámetros del servo, ruinas de test, tablas por defecto de fabrica, rutinas y códigos de recalibracion, traductor de datos, password de seguridad de datos.

Cuando se leen datos, la unidad lo realiza por bloques UBA, que como son diferentes para cada unidad, complica la recuperación de datos.

En el Area de sistema (SA), existen dos módulos muy importantes llamados P-List y G-List. Muchos conocemos la existencia de una lista bloque de defectos o bad block list. Pero la realidad es que existen 2 bloques o bad blocks. Y existe una razón importante para conocer el uso de 2 listas de bloques.

La P-List es la lista principal o permanente, cuando el fabricante de la unidad la prepara, y la testea , cuando detecta un bloque con defecto, lo almacena  en esta lista, esta lista es fija, no cambia, no se puede borrar.

La segunda lista es la G-List, o Ground list, donde los sectores con problemas de lectura y escritura se almacenan, esta lista se puede actualizar, y hacer numerosas cosas con ella.

Por lo tanto, los sectores defectuosos se dividen en dos categorías: los creadas durante el proceso de fabricación y las que se desarrollan cuando la unidad está en funcionamiento.

La estructura de los cilindros es muy importante para el funcionamiento del disco. Los datos son almacenados en la parte superior e inferior de cada plato, en caso de existir muchos, a través del conjunto de los mismos.  Al substituir unidades con 1 plato, no existen tantos problemas. Al contrario si, disponemos de unidades con múltiples platos, por la alineación de los mismos dificulta la recuperación de la información. Si se pierde la alineación o paralelismo de los platos, nunca recuperaremos la información.

Generalmente, en la parte interna, cerca del shaft o eje central, se almacena el comienzo de la tabla de particiones. Esto es interesante para poder acceder directamente a la posición donde se encuentra los datos, sin necesidad de recorrer toda la superficie de forma secuencial. Existen utilidades de software que se encargan de realizar la lectura secuencial en caso de existir problemas con el comienzo de la estructura de particiones.

El MR head se encarga de las lecturas de las señales eléctricas almacenadas. Esta pieza que corresponde con el extremo del cabezal de lectura ha evolucionado tanto que gran parte de las capacidades existentes en las unidades, se lo debemos a ella. Por supuesto, las unidades no almacenan 1 y 0 como comúnmente se dice, almacenan estados electromagnéticos de forma perpendicular que determinan el tipo de bit.  Este almacenamiento permite ganar densidad respecto a los anteriores que diferían en su posición. Los 1 y 0 pues se codifican en señales magnéticas. La densidad hace que sea necesario mayor precisión. La densidad determina la capacidad de almacenamiento. La densidad alta dificulta la tarea de recuperación de los datos.

Al comienzo los platos eran de aluminio, ahora debido a la densidad, los fabricantes emplean plato de cerámica de cristal. Es por esto que los arañazos y defectos en los platos actuales son más fáciles de ver.

La mayoría de los software de recuperación se encargan de leer datos y el contenido del IDNF que corresponde con la dirección de la información en hexadecimal, flags de reubicación, localización del cilindro, cabeza, sector, gaps, bloques ECC para el ID

El Pre-amp se encuentra situado en la parte inferior del brazo que sujeta el cabezal. Este chip falla a menudo, debido al calor, si se encuentra no soldado, sino pegado, se derrite la sustancia y no es capaz decodificar la información que ha leído el cabezal. Es muy difícil de cambiar el pre-amp, es mas fácil cambiar el brazo completo.

Partes-discoduro-5

El Voice Coil (ver imagen) debemos tener cuidado de no dañarlo, puesto que se encuentra sujeto por un imán, y el imán es muy fuerte. Quitarlo con un destornillador puede ser arriesgado, existen herramientas para quitar ese imán.

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Respecto al cambio de placa o PCB, existe una técnica poco documentada, que consiste en remplazar el PCB de un disco que funciona (idéntico, y con fecha similar) al vuelo llamada PCB swapping live.

Para ello necesitamos 2 discos duros idénticos. Procedimiento

Se enchufa en disco bueno, se marca que el disco duerma en 1 minuto, lo hacemos desde el sistema operativo, en windows, opciones de energía. Quitamos los tornillos del disco dormido para sacar el PCB y lo ponemos sobre el disco roto sin placa (previamente quitada). Le despertamos. De esta manera tendremos posibilidades de recuperar algún dato.

Partes-discoduro-7Partes-discoduro-8

Para quitar el cabezal es vital separar la distancia existente, podemos usar un cacho de plástico de envoltorio de aspirinas, y colocar 2 almohadillas para hacer tope.

Ver video: http://www.youtube.com/watch?v=uIPZtJyrVPw

 

Conexión por el puerto serie.

He comentado anteriormente que nos podemos conectar por el puerto SERIE, pero cómo…

Necesitaremos un cable CONVERTIDOR USB 2.0 TO RS232 UART

http://www.ebay.es/itm/CABLE-CONVERTIDOR-USB-2-0-TO-RS232-UART-TTL-Serial-CP2102-Converter-Arduino-/320947266297

En este artículo se muestra como arregar un Seagate con firmware SD15 que han dejado de ser reconocidos por el PC. 🙂

http://hard2bit.com/blog/?p=33

También muestra los comandos ATA necesarios para reprogramar la BIOS.

 

Cuando desmontamos el disco, en unidades con varios platos, si existe un fallo de motor, al retirar los platos, pierden su alineación  y calibrado del servo, es por ello que es muy difícil reparar motores y solucionar este tipo de problemas. Por lo tanto en unidades multidisco (con varios platos dentro de la unidad), es necesario llevar la unidad a un centro especializado. Pero, recordemos que solo el 1% de los fallos en los discos, son producidos por el motor.

No obstante existen utilidades para desmontar los platos y acceder al motor.

Enlace – http://www.salvationdata.com/HD-Platter-exchanger/index.html

Utilidad que se vende para intercambiar los platos o discos y no perder la alineación del servo.

http://www.salvationdata.com/downloads/video/demohdhpe.wmv

La lectura y escritura de los datos la efectúa en el voice call, que actúa como un altavoz.Se encuentra situado en el extremo del cabezal. Se crea un campo electromagnetico hacia arriba o abajo. Este campo perpendicular, permite mayor densidad de información y velocidad de lectura.

Respecto al SMART

Los valores de los atributos S.M.A.R.T van del número 1 al 253, siendo 1 el peor valor. Los valores normales son entre 100 y 200. Estos valores son guardados en un espacio reservado del disco duro.

Si el BIOS detecta una anomalía en el funcionamiento, avisará al usuario cuando se inicie el proceso de arranque del ordenador con el disco duro estropeado o con grandes posibilidades de que ocurra algún fallo importante.

bios-smart

smart-failure

La compañía Compaq fue la primera en implementar esta tecnología en sus equipos . Actualmente, la mayoría de los fabricantes de discos duros y de placas madre incorporan esta característica en sus productos.

Resumiendo

Imaginemos que has ido de vacaciones, tienes imagenes en la playa, la ultima fiesta,  unos cuantos documentos word, tus apuntes de clase, etc. Y un día falla la unidad. No tienes copia de seguridad efectuada. Como siempre (te recomiendo este artículo sobre esos principios).

La pregunta es

¿Estarías dispuesto a pagar 1000 euros por recuperar los datos? o intentarías sopesar el riesgo de recuperarlo por tu cuenta a sabiendas que puedes perder la información, tus recuerdos, tu trabajo.

Ese es el gran dilema.

Os dejo.

Nota: Por favor, recuerda si te ha gustado, puedes contribuir con aportaciones publicitarias,  para cafés al menos ;-)

Otros vídeos interesantes, referencias y documentación:

http://www.youtube.com/watch?v=Kx-D1nJcv0k&list=PL516A3C08A0824295

http://www.youtube.com/watch?v=Tg0Uli2_rwI

http://www.youtube.com/watch?v=vCapEFNZAJ0&feature=c4-overview&playnext=1&list=TLeNgYVrSf1Yg

http://hard2bit.com/blog/?p=85

Productos destinados a la recuperación.

http://www.salvationdata.com/data-recovery-equipment/index.htm

 

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Una respuesta

  1. Excelente mi estimado

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