Co jsou špatné sektory a jak je můžete opravit? [Část 1]

Představte si toto: utrpěli jste ztrátu energie Účinky výpadků napájení na váš počítač Účinky výpadků napájení na váš počítač Odpojujete počítač během bouřek? Pokud ne, můžete začít. ve vaší oblasti, když byl počítač zapnutý. Po obnovení napájení spustíte počítač, abyste zjistili, že systém Windows automaticky spouští autochk na pevném disku a že na disku jsou špatné sektory..

Co jsou to špatné sektory? Je to znamení, že váš disk bude kousat prach. 5 Známky, že váš pevný disk selhává (a co dělat) 5 Známky, že váš pevný disk selhává (a co dělat) Protože většina lidí dnes vlastní notebooky a externí pevné disky , který se trochu přetáhne, realistická životnost pevného disku je asi 3 - 5 let. To je nesmírně…? Lze tyto sektory opravit? Máme odpovědi na tyto otázky a další v tomto článku o dvou částech.

Tato první část se bude zabývat hardwarovými aspekty problému, zatímco druhá část se bude týkat softwaru včetně operačního systému, nástrojů výrobce a nástrojů třetích stran..

Co jsou to sektory?

Terminologie pevných disků pochází z mechanických disků a naše diskuse těží z historického pozadí.

Fyzické uspořádání

Mechanický pevný disk se skládá z jednoho nebo více hliníku nebo skla a keramiky talíře potažený magnetickým materiálem obsahujícím kobalt, někdy platinou a niklem. Každá strana má soustředné kruhy, kde budou uložena data stopy. Stoh skladeb napříč všemi talíři se nazývá a válec. Nakonec je každá stopa rozdělena na oblouky zvané sektory.

Každý talíř má dvě strany s přidruženou čtecí / zapisovací hlavou připojenou k sestavě hlavových sestav (HSA), která se pohybuje přes disk prostřednictvím ovládacího mechanismu. Když se talíře točí, vytvoří “polštář” vzduchu vytvářejícího hlavy vznášející se 5 až 10 nanometrů od talíře, takže v ideálním případě neexistuje žádný kontakt mezi magnetickým povrchem talířů a čtecími / zapisovacími hlavami. Starší disky mohou mít plovoucí výšku až 100 nanometrů. Pro představu o měřítku je list papíru tlustý přibližně 75 000 nanometrů.

Každá jednotka má omezené stopy systémové oblasti, které nejsou přístupné uživateli. Řadič jednotky ukládá informace o měniči v této oblasti, včetně seznamů chybných sektorů a náhradních sektorů, které se používají při přemapování. Některé disky mohou mít také na konci každé stopy náhradní sektory.

Adresování

Každý sektor na jednotce je samostatně adresovatelný, což bylo původně provedeno odkazem na válec, hlavu a sektor (CHS), kde jsou uložena požadovaná data. Když byl v počítači nainstalován pevný disk, musíte změnit nastavení systému BIOS Objevte svůj systém BIOS a naučte se, jak toho nejlépe využít Objevte svůj systém BIOS a naučte se, jak co nejlépe využít Jaký je sakra systém BIOS? Je to opravdu důležité vědět? Myslíme si to a naštěstí je to docela snadné. Představujeme vám. informovat o počtu válců, hlav a sektorů na stopu na disku. Tato nastavení jsou souhrnně označována jako geometrie jednotky.

Později byl řadič přesunut z doplňkové karty připojené k základní desce k samotné jednotce. Jedna z věcí, která to umožňovala, byl překlad logické geometrie jednotky do jiné fyzické geometrie. Dva důvody, proč se to stalo důležitým, je to, že poskytovalo způsob, jak obejít omezení adresování CHS, a umožnilo nahrávání zonových bitů (ZBR).

Při pohledu na schéma rozvržení jednotky jsou sektory na vnějším okraji jednotky delší než ty, které jsou blíže vřetenu. Při konstantní hustotě záznamu to znamená, že na vnějším okraji disku je zbytečný prostor, který nebyl použit k ukládání žádných dat. U ZBR by skupiny stop měly stejné rozvržení se zónami blíže k vnějšímu okraji, které mají více sektorů na stopu, takže je méně zbytečného prostoru a více dat uložených na talíř při zachování stejné hustoty záznamu.

Aby fungoval s tehdejším návrhem systému BIOS, musí diskový řadič přeložit logickou geometrii jednotky, jak byla zadána v systému BIOS, do fyzické geometrie, kterou jednotka skutečně používala..

U dnešních moderních disků se adresování provádí pomocí logického blokového adresování (LBA), což je pouze celočíselný index založený na nule začínající prvním válcem, první hlavou, prvním sektorem a pohybující se po jednotlivých sektorech, hlava po hlavě , válec po válce na konec pohonu.

I když dnešní pevné disky Jak fungují pevné disky? Jak fungují pevné disky? V tomto článku se dozvíte přesně, co SSD jsou, jak SSD skutečně fungují a fungují, proč jsou SSD tak užitečné, a jednu hlavní nevýhodu SSD. (SSD) nemají fyzicky rozložení vzdáleně připomínající toto, stále používají stejná rozhraní a schéma adresování LBA.

Rozvržení sektoru

Každý sektor má také specifické rozvržení. Obsahuje preambuli, data a kód pro opravu chyb (ECC).

Preambule obsahuje informace používané diskovým řadičem, včetně mezery mezi sektory, synchronizačních bitů a vyrovnání času a adresní značky (číslo sektoru, umístění a stav).

Data jsou uživatelská data uložená v sektoru. Až donedávna většina disků uložila 512 bajtů dat na sektor. Od roku 2010 jsou většina jednotek 4K disky Advanced Format (AF), které používají velikosti sektoru 4096 bytů. Některé operační systémy, jako jsou Windows Vista a 7, vyžadují speciální ovladače a aktualizované nástroje používané jako oprava hotfix prostřednictvím služby Windows Update, aby mohly s těmito jednotkami zacházet jako se spouštěcími zařízeními. Tato oprava hotfix je součástí aktualizace Service Pack 1 pro systém Windows 7 a mnoho jednotek AF je dodáváno s ovladači, které umožňují jejich použití v systému Windows XP.

ECC je matematicky odvozený kód založený na datech uložených v sektoru, který používá diskový řadič k detekci, zda existuje problém s daty, a umožňuje rekonstrukci původních dat. Počet bitů, které lze opravit, je omezen na základě specifického algoritmu použitého pro generování ECC, který se liší podle výrobce a může se dokonce lišit mezi jednotkami vytvořenými stejnou společností..

Co jsou to špatné sektory?

Špatný sektor je sektor, který nelze spolehlivě přečíst ani napsat. To se může stát dvěma důvody. Prvním je fyzické poškození záznamového média nebo jiné typy problémů, které mají za následek neopravitelné chyby čtení, které mohou být důsledkem výrobních vad, magnetického opotřebení, opotřebení flash paměťové jednotky SSD nebo vytvoření čtecích / zapisovacích hlav kontakt s talířem poškozujícím magnetický povlak.

Všechny jednotky jsou do značné míry zaručeny, že budou dodávány se špatnými sektory. Starší časovače si mohou pamatovat dny vstupu chybných sektorů, které výrobce uvedl na disku, do nízkoúrovňového formátovacího nástroje, než budou moci rozdělit a formátovat jednotku nativními nástroji operačního systému..

Nízkoúrovňové formátování a následné označování špatných nebo okrajových sektorů se nyní provádí v továrně na konci výrobního procesu, takže se uživatel již nemusí starat. Umístění těchto sektorů je uloženo v prvním ze dvou seznamů chybných sektorů na jednotce - P-LIST nebo seznam primárních vad. Elektronika pevného disku automaticky ignoruje sektory v tomto seznamu a nezpomaluje přístup na disk.

Postupem času se mohou problémy projevit i v jiných sektorech. Může to být způsobeno pádem hlavy, opotřebením magnetem a dalšími problémy. Tento druhý typ chyby se obvykle nazývá měkká chyba, protože přinejmenším v počátečních fázích mohou být chyby opraveny mechanismy CRC a ECC.

Jakmile budou chyby v těchto sektorech neopravitelné nebo příliš nestabilní, budou přidány do seznamu G-LIST nebo do seznamu rostoucích defektů. Tyto budou automaticky přemapovány na náhradní sektory na disku. Pokud má disk náhradní sektory na stejné stopě, budou použity nejprve před přemapováním na sektor na jiné stopě. Přístup k přemapovaným sektorům zpomaluje pohon a rychlost roste s růstem G-LISTu.

Jak se sektory označí jako „špatné“?

Aby nedošlo ke ztrátě dat, řadič pevného disku hledá problémy během normálního provozu. Ve skutečnosti bude řadič disku vykonávat většinu práce v zákulisí a nikdy nedá vašemu operačnímu systému vědět, že se stalo něco nepříznivého..

Pamatujete si kód opravující chyby umístěný v každém sektoru? Když jednotka přečte sektorová data, přepočítá ECC a porovná je s ECC uloženým v sektoru. Pokud se neshodují, pokusí se použít ECC k rekonstrukci poškozených dat. Co je poškození dat? Jak opravit poškozený pevný disk Co je to poškození dat? Jak opravit poškozený pevný disk Poškození dat může zničit data na vašem HDD, takže je moudré uchovávat zálohy. Příliš pozdě? Zjistěte, jak opravit pevný disk. . Pokud je velikost chyby malá a lze ji opravit, jednoduše doručí opravená data a zvýší čítač 195 technologie Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (SMART) (Hardware ECC Correction). Pokud nemůže chybu opravit, zvýší SMART čítač 198 (offline neopravitelný počet sektorů) a čítač 197 (počet aktuálních čekajících sektorů), dokud se do tohoto sektoru nepokusí o zápis..

Špatné sektory se nepřerozdělují, dokud nebude proveden pokus o zápis do tohoto sektoru, aby se zachovala možnost obnovení dat. Co je to Obnova dat a jak to funguje? Co je to Obnova dat a jak to funguje? Pokud jste někdy zažili velkou ztrátu dat, pravděpodobně jste přemýšleli o obnovení dat - jak to funguje? jinými metodami. Jakmile je operace zápisu provedena ve špatném sektoru, řadič přidělí nový prázdný sektoru z náhradního fondu, aby se nahradil špatný sektor, příznak defektu je aktualizován, aby indikoval, že sektor byl znovu přidělen, a G-LIST je aktualizován. Všechna data v původním sektoru mohou být ztracena, pokud poslední pokus o čtení dat selže. Z tohoto důvodu jsou pokusy o pokročilou obnovu pokročeny musí být vytvořen před zápisem do podezřelého špatného sektoru.

Pohyb vpřed

Nyní, když jsme se podívali dovnitř jednotky, abychom zjistili, co se děje za oponou, máte dostatek zázemí pro lepší pochopení toho, jak s ní bude operační systém a další software pracovat.

V druhé části se podíváme na nástroje poskytované operačním systémem, výrobci pevných disků a třetími stranami, které můžete použít k diagnostice a řešení špatných sektorů. Rovněž se podíváme na nástroje používané ke sledování celkového zdravotního stavu jednotky. S uvážlivým používáním těchto nástrojů snadno zjistíte, zda chybné sektory předpovídají hrozící selhání jednotky, nebo pokud je pravděpodobnější, že vám zbývající roky zůstanou s vašimi milovanými daty..

Obrázek Kredit: AF diagram (CC 3,0) od Dougolsena, Pevný disk (CC 2,0) od William Warby