Hvad er dårlige sektorer, og hvordan kan du rette dem? [Del 1]

Forestil dig dette: Du har lidt et strømtab Virkningerne Strømafbrydelser kan have på din computer Effekterne Strømafbrydelser kan have på din computer Tager du stikket ud af computeren under alvorlige storme? Hvis ikke, kan du starte. i dit område, mens din computer var tændt. Når strømmen er gendannet, starter du kun computeren for at finde ud af, at Windows automatisk kørte autochk på din harddisk, og det siger, at du har dårlige sektorer på disken.

Hvad er disse dårlige sektorer? Er dette et tegn, at dit drev vil bide støvet 5 tegn, din harddisk svigter (og hvad de skal gøre) 5 tegn, din harddisk svigter (og hvad de skal gøre) Da et flertal af mennesker i dag ejer bærbare computere og eksterne harddiske , som bliver trukket rundt ret meget, er en realistisk levetid på harddisken sandsynligvis omkring 3 - 5 år. Dette er et ekstremt ...? Kan disse sektorer repareres? Vi har svarene på disse spørgsmål og mere i denne to-delte artikel.

Denne første del beskæftiger sig med hardware-aspekterne af problemet, mens den anden dækker softwaren inklusive operativsystem, producentværktøjer og tredjepartsværktøjer.

Hvad er sektorer?

Terminologien til harddiske stammer fra mekaniske drev, og vores diskussion drager fordel af en smule historisk baggrund.

Fysisk layout

En mekanisk harddisk består af en eller flere aluminium eller glas og keramik fade belagt med et magnetisk materiale indeholdende kobolt, undertiden med platin og nikkel. Hver side har koncentriske ringe, hvor data vil blive gemt kaldet spor. En stak spor på tværs af alle plader kaldes a cylinder. Endelig er hvert spor opdelt i kaldte buer sektorer.

Hver tallerken har to sider med et tilhørende læse / skrivehoved fastgjort til en hovedstakkesamling (HSA), der bevæger sig hen over disken via en aktuatormekanisme. Når pladerne drejer, skaber det en “pude” luft, der får hovederne til at flyde 5 til 10 nanometer væk fra fadet, så ideelt set er der ingen kontakt mellem den magnetiske overflade på pladerne og læse / skrivehovederne. Ældre drev kan have en flydehøjde på op til 100 nanometer. For at forestille sig skalaen er et ark papir ca. 75.000 nanometer tykt.

Hvert drev har begrænsede systemområdespor, der ikke er brugervenligt. Drevcontrolleren gemmer information om drevet i dette område, herunder både de dårlige sektorlister og reservesektorer, der bruges under omlægning. Nogle drev kan muligvis også have reservesektorer placeret i slutningen af ​​hvert spor.

Adressering

Hver sektor på et drev kan adresseres individuelt, hvilket oprindeligt blev gjort ved at henvise til cylinderen, hovedet og sektoren (CHS), hvor de krævede data gemmes. Når en harddisk blev installeret på computeren, var du nødt til at ændre BIOS-indstillinger Opdag din BIOS og lær hvordan du får mest muligt ud af det Opdag din BIOS og lær hvordan du får mest ud af det Hvad pokker er BIOS alligevel? Er det virkelig så vigtigt at vide? Vi synes det og heldigvis er det temmelig let. Lad os introducere dig. for at fortælle det om antallet af cylindre, hoveder og sektorer pr. spor på drevet. Disse indstillinger kaldes samlet drevet geometri.

Senere blev controlleren flyttet fra et tilføjelseskort tilknyttet bundkortet til selve drevet. En af de ting, dette tillod, var oversættelsen af ​​en logisk geometri af drevet til en anden fysisk geometri. To grunde til, at dette blev vigtigt, er, at det gav en måde at omgå adresseringsbegrænsningerne for CHS, og det muliggjorde zoned bit-optagelse (ZBR).

Når man ser på drevlayoutdiagrammet, er sektorerne i den ydre kant af drevet længere end dem, der er tættere på spindlen. Med en konstant optagelsestæthed betyder det, at der er spildt plads langs den ydre kant af drevet, der ikke bruges til at gemme nogen data overhovedet. Med ZBR ville grupper af spor have det samme layout med zonerne tættere på den ydre kant med flere sektorer pr. Spor, så der er mindre spildt plads og mere data gemt pr. Fad, mens den samme optagelsestæthed bevares.

For at få det til at fungere med det daværende nuværende BIOS-design, ville diskcontrolleren være nødt til at oversætte den logiske geometri for drevet som angivet i BIOS til den fysiske geometri, som drevet virkelig brugte.

På nutidens moderne drev udføres adresseringen ved hjælp af Logical Block Addressing (LBA), som kun er et nulbaseret heltalindeks, der starter ved den første cylinder, første hoved, første sektor og bevæger sig sektor for sektor, head-by-head , cylinder-for-cylinder til enden af ​​drevet.

Selvom dagens solidt-drev fungerer, hvordan fungerer solid-state-drev? Hvordan fungerer faststofdrev? I denne artikel lærer du nøjagtigt, hvad SSD'er er, hvordan SSD'er rent faktisk fungerer og fungerer, hvorfor SSD'er er så nyttige, og den ene største ulempe ved SSD'er. (SSD) har ikke et fysisk layout, der minder meget om dette, de bruger stadig de samme grænseflader og LBA-adresseringsskema.

Sektorlayout

Hver sektor har også et specifikt layout. Det indeholder en indledning, data og en fejlkorrektionskode (ECC).

Indledningen indeholder information, der bruges af diskcontrolleren, herunder et mellemrum mellem sektorer, synkroniseringsbits og timingjustering og et adressemærke (sektornummer, placering og status).

Dataene er de brugerdata, der er gemt i sektoren. Indtil for nylig lagrede de fleste drev 512 byte data pr. Sektor. Siden 2010 er de fleste drev 4K-drev i Advanced Format (AF), der bruger sektorstørrelser på 4096 bytes. Nogle operativsystemer som Windows Vista og 7 kræver specielle drivere og opdaterede værktøjer, der anvendes som en hotfix gennem Windows Update for at kunne håndtere disse drev som opstartsenheder. Denne hotfix er en del af Service Pack 1 til Windows 7, og mange AF-drev leveres med drivere for at aktivere deres brug på Windows XP.

ECC er en matematisk afledt kode baseret på de data, der er gemt i sektoren, og som bruges af diskcontrolleren til at detektere, om der er et problem med dataene, og gør det muligt at rekonstruere de originale data. Antallet af bits, der kan korrigeres, er begrænset baseret på den specifikke algoritme, der bruges til at generere ECC, som varierer fra producent og endda kan variere mellem drev foretaget af det samme firma.

Hvad er dårlige sektorer?

En dårlig sektor er en, der ikke kan læses eller skrives pålideligt. Der er to grunde til, at dette kan ske. Den første er fysisk skade på registreringsmediet eller andre typer problemer, der resulterer i ukorrekte læsefejl, der kan være et resultat af produktionsfejl, magnetisk slid, flash-hukommelsescellen på en SSD kan have været udslidt eller læse / skrivehovederne lavet kontakt med fadet, der beskadiger magnetbelægningen.

Alle drev er stort set garanteret at sendes med dårlige sektorer. Gamle-timere husker muligvis dagene med at indtaste de dårlige sektorer, som producenten havde anført på drevet i formateringsværktøjet på lavt niveau, før de kunne partitionere og formatere drevet med operativsystemets oprindelige værktøjer.

Formatering på lavt niveau og deraf følgende markering af dårlige eller marginale sektorer udføres nu på fabrikken i slutningen af ​​produktionsprocessen, så brugeren ikke længere behøver at bekymre sig om det. Placeringen af ​​disse sektorer opbevares i den første af to lister over dårlige sektorer på drevet - P-LIST eller primær defektliste. Harddiskelektronikken ignorerer automatisk sektorer på denne liste, og de bremser ikke drevadgangen.

Over tid kan andre sektorer begynde at vise problemer. Dette kan skyldes et hovednedbrud, magnetisk slid og andre problemer. Denne anden type fejl kaldes almindeligvis en blød fejl, da fejlene i det mindste i sine indledende trin kan rettes med CRC og ECC mekanismer.

Når fejlene i disse sektorer bliver ukorrekte eller for ustabile, føjes de til G-LIST eller vokset defektliste. Disse omstilles automatisk til reservesektorer på drevet. Hvis drevet har reservesektorer på det samme spor, bruges de først, før de omappes til en sektor på et andet spor. Adgang til remapped sektorer bremser drevet, og hastigheden fortsætter med at falde, når G-LIST vokser.

Hvordan markeres sektorer som 'dårlige'?

For at hjælpe med at forhindre datatab ser harddiskcontrolleren efter problemer under dens normale drift. Faktisk vil diskcontrolleren gøre meget af arbejdet bag kulisserne og aldrig engang lade dit operativsystem vide noget, der er sket.

Kan du huske, at fejlkorrigeringskoden findes i hver sektor? Når drevet læser sektordata, beregnes det ECC igen og sammenligner dem med ECC, der er gemt i sektoren. Hvis de ikke stemmer overens, forsøger den at bruge ECC til at rekonstruere de beskadigede data Hvad er datakorruption? Sådan rettes en beskadiget harddisk Hvad er datakorruption? Sådan rettes en beskadiget harddisk Datakorruption kan ødelægge dataene på din HDD, så det er klogt at gemme sikkerhedskopier. For sent? Find ud af, hvordan du reparerer din harddisk. . Hvis fejlmængden er lille, og den kan rettes, leverer den simpelthen de korrigerede data og forhøjer SMART-tælleren 195 for selvovervågning, analyse og rapporteringsteknologi (Hardware ECC-korrektion). Hvis den ikke kan rette fejlen, vil den øge SMART-tælleren 198 (Offline, der ikke er korrigerbar sektoroptælling) og tælleren 197 (Aktuel ventende sektoroptælling), indtil der forsøges at skrive til den sektor.

Dårlige sektorer omfordeles først, før der forsøges at skrive til sektoren for at bevare muligheden for gendannelse af data Hvad er gendannelse af data, og hvordan fungerer det? Hvad er gendannelse af data, og hvordan fungerer det? Hvis du nogensinde har oplevet et stort tab af data, har du sandsynligvis spekuleret på datagendannelse - hvordan fungerer det? via andre metoder. Når en skriveoperation er forsøgt på en dårlig sektor, tildeler controlleren en ny tom sektor fra reservepuljen for at erstatte den dårlige sektor, mangelflaget opdateres for at indikere, at sektoren er omfordelt, og G-LIST opdateres. Alle data i den originale sektor kan gå tabt, hvis et sidste forsøg på at læse dataene mislykkes. Dette er grunden til enhver avanceret gendannelsesforsøg skal laves inden du skriver til en mistænkt dårlig sektor.

Bevæger sig fremad

Nu hvor vi har kigget ind i drevet for at se, hvad der sker bag gardinet, har du tilstrækkelig baggrund til bedre at forstå, hvordan operativsystemet og anden software fungerer med det.

I del to vil vi se på de værktøjer, der leveres af operativsystemet, harddiskproducenter og tredjeparter, du kan bruge til at hjælpe med at diagnosticere og håndtere dårlige sektorer. Vi vil også se på værktøjer, der bruges til at overvåge drevets generelle sundhed. Ved fornuftig brug af disse værktøjer kan du let se, om dårlige sektorer forudser en forestående drevfejl, eller om det er mere sandsynligt, at du vil have mange år tilbage med dine elskede data.

Billedkredit: AF-diagram (CC med 3.0) af Dougolsen, Harddisk (CC med 2.0) af William Warby