Технология S.M.A.R.T.
Все современные накопители на жестких магнитных дисках поддерживают технологию самотестирования, анализа состояния, и накопления статистических данных об ухудшении собственных характеристик S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology). Основы S.M.A.R.T. были разработаны в 1995 г. совместными усилиями ведущих производителями жестких дисков.
В процессе совершенствования оборудования накопителей, возможности технологии также дорабатывались, и после стандарта SMART появился SMART II, затем - SMART III, который, очевидно, тоже не станет последним.
Жесткий диск в процессе своего функционирования постоянно отслеживает определенные параметры своего состояния и отражает их в специальных характеристиках - атрибутах (Attribute), сохраняющихся, как правило, в специально выделенной части дисковой поверхности, доступной только внутренней микропрограмме накопителя - служебной зоне. Данные атрибутов могут быть считаны специальным программным обеспечением.
Атрибуты идентифицируются своим цифровым номером, большинство из которых одинаково интерпретируется накопителями разных моделей. Некоторые атрибуты могут быть определены конкретным производителем оборудования, и поддерживаться только отдельными моделями накопителей.
Атрибуты состоят из нескольких полей, каждое из которых имеет определенный смысл. Обычно, программы считывания S.M.A.R.T. выдают расшифровку атрибутов в виде:
Type (необязательно) - тип атрибута - характеризует производительность (PR - Performance-related), характеризует сбои (ER - Error rate), счетчик событий (EC - Events count), определено производителем или не используется (SP - Self-preserve);
Для анализа состояния накопителя, пожалуй, самым важным значением атрибута является Value - условное число (обычно от 0 до 100 или до 253), заданное производителем. Значение Value изначально установлено на максимум при производстве накопителя и уменьшается в случае ухудшения его параметров. Для каждого атрибута существует пороговое значение, до достижения которого, производитель гарантирует его работоспособность - поле Threshold. Если значение Value приближается или становится меньше значения Threshold, - накопитель пора менять. Перечень атрибутов и их значения жестко не стандартизированы и определяются изготовителем накопителя, но наиболее важные из них интерпретируются одинаково. Например, атрибут с идентификатором 5 (Reallocated sector count) будет характеризовать число забракованных и переназначенных из резервной области секторов диска, и для устройств производства компании Seagate, и для Western Digital, Samsung, Maxtor.
Жесткий диск не имеет возможности, по собственной инициативе, передать данные SMART потребителю. Их считывание выполняется специальным программным обеспечением.
В настройках большинства современных BIOS материнских плат имеется пункт позволяющий запретить или разрешить считывание и анализ атрибутов SMART в процессе начальной загрузки. Иногда его ошибочно трактуют, как запрет или разрешение самой технологии SMART для дискового накопителя. Это неверно, Никакой BIOS и никакой драйвер не имеет возможности изменить основной алгоритм работы внутренней прошивки накопителя. Более того, при работе в Windows функции BIOS для работы с жестким диском не используются. Включение опции всего лишь позволяет подпрограмме тестирования оборудования BIOS считать значения некоторых атрибутов и, при превышении порога, предупредить об этом пользователя. Как правило, без особой детализации:
Primary Master Hard Disk: S.M.A.R.T status BAD!, Backup and Replace.
Выполнение подпрограммы BIOS приостанавливается, чтобы привлечь внимание:
Press F1 to Resume
Таким образом, без установки или запуска дополнительного программного обеспечения, имеется возможность вовремя определить критическое состояние накопителя (при включении данной опции) средствами Базовой Системы Ввода-Вывода (BIOS).
Анализ данных S.M.A.R.T. жесткого диска
Для получения данных SMART в среде операционной системы могут использоваться специальные программы, в частности, практически все утилиты для тестирования оборудования жестких дисков.
Одной из самых популярных программ для тестирования жестких дисков является Victoria Сергея Казанского.
На сайте автора найдете последнюю версию программы, а также массу полезной информации, в том числе и подробное описание работы с Victoria.
Программа Victoria имеет две разновидности - для работы в среде DOS и, для работы в среде Windows. DOS-версия может напрямую работать с контроллером жесткого диска и обладает значительно большими возможностями по сравнению с версией для Windows.
Назначение, основные возможности и порядок использования программы найдете на сайте автора
Программа проста в использовании и позволяет оценить техническое состояние накопителя, выполнить его тестирование и некоторые настройки - уровня шума, производительности, физического объема. Режимы тестирования поверхности накопителя позволяют принудительно избавиться от сбойных секторов с помощью режима Remap нескольких видов. Вызов меню тестирования выполняется по нажатию клавиши F4 (SCAN). Пользователь имеет возможность задать
область тестирования
Start LBA :0 - начало области (по умолчанию - 0)
End LBA :14680064 - конец области (по умолчанию - номер последнего блока диска)
Режим тестирования
Линейное чтение - последовательное чтение от начального блока до конечного
Случайное чтение - номер считываемого блока формируется случайным образом.
BUTTERFLY чтение - выполняется чтение блоков, начиная от граничных номеров (начала и конца), к центру области тестирования.
Изменение режима выполняется по нажатию клавиши "пробел"
Режим обработки ошибок
Этот пункт позволяет выполнить скрытие дефектных блоков, с использованием переназначения (ремап) из резервной области. Выбор режима выполняется клавишей "пробел". Выбранный метод работы с дефектами отображается в правом верхнем углу экрана, под часами, а также в нижней строке в момент запуска теста. Изменить режим можно в и в процессе выполнения сканирования.
Ignore Bad Blocks - программа не будет выполнять никаких действий при обнаружении ошибки.
BB = RESTORE DATA - программа попытается восстановить данные из поврежденных секторов.
BB = Classic REMAP - выполняется запись в поврежденный сектор для вызова процедуры переназначения.
BB = Advanced REMAP - улучшенный алгоритм скрытия сбойных блоков. Используется, когда не помогает классический ремап. Программа выполняет специальную последовательность операций с целью формирования признака кандидата на ремап (атрибут 197) у сбойного блока. Затем выполняется 10-кратная запись, обрабатываемая микропрограммой накопителя как обычная обработка кандидата на ремап - если есть ошибка, выполняется переназначение, если нет ошибки - блок считается нормальным и удаляется из кандидатов на ремап. Данный режим позволяет выполнить скрытие сбойных блоков без потери пользовательских данных. Конечно, только в случаях, когда накопитель технически исправен и есть свободное место в резервной области для переназначения.
BB = Fujitsu Remap - выполнение специфических алгоритмов, основанных на недокументированных возможностях некоторых моделей накопителей Fujitsu
BB = Erase 256 sect - при обнаружении сбойного сектора выполняется перезаписывание блока из 256 секторов. Пользовательские данные не сохраняются.
В процессе работы с программой можно вызвать контекстную справку клавишей F1
Версия Victoria For Windows обладает более скромными возможностями по настройке накопителя и выбору режимов тестирования, и на данный момент не имеет поддержки русского языка , однако ей проще пользоваться и имеющихся возможностей вполне достаточно для считывания таблицы SMART и оценки технического состояния накопителя.
Программа не требует установки, просто скачайте ее по ссылке на странице загрузки сайта автора,
Для анализа состояния SMART-атрибутов выбираем режим работы через программный интерфейс Windows - включаем кнопку API в правой верхней части основного окна. Затем выбираем нужный накопитель - нажимаем на кнопку Standard в основном меню программы и подсвечиваем мышкой нужный накопитель в окне со списком жестких дисков. В информационном окне будет отображен паспорт накопителя - модель, версию аппаратной прошивки, серийный номер, размер и т.п. Для получения данных SMART выбираем пункт меню SMART и жмем кнопку "Get SMART". Результат будет отображен в информационном окне программы.
228 ( E4 ) Power-Off Retract Cycle - Количество автоматических парковок магнитных головок при выключения питания.
Ремап (Remap) и проверка поверхности жесткого диска
Удивительно, как долго могут существовать ошибочные представления о жестких дисках и их правильной эксплуатации. В частности, даже неплохие специалисты в области компьютерной техники, бывает, рекомендуют выполнять в среде ОС Windows полное форматирование поверхности вместо быстрого, или даже низкоуровневое форматирование. Что касается последнего, свою лепту в путаницу с форматированием вносят и некоторые производители программного обеспечения, выпускающие программы для "низкоуровневого форматирования", которые ничего не форматируют. Низкоуровневое форматирование (Low Level Format) - это разметка поверхности диска специальной служебной информацией, в соответствии с геометрией накопителя, выполняемой специальной командой посылаемой накопителю. В стандарте ST506/412, который предшествовал современному стандарту ATA (AT attachment) имелась команда 50h (Format Track), при выполнении которой выполнялась разметка дорожки адресными маркерами, в соответствии с номером цилиндра, номером головки и количеством секторов на дорожке. В дальнейшем, при записи данных, эта часть информации никогда не изменялась. При выполнении команды записи данных в сектор, накопитель никогда и ничего не записывает в ту область дорожки, которая является служебной и была создана при низкоуровневом форматировании дорожек поверхности специально для этого предназначенной командой 50h.
В современных накопителях стандарта ATA команды низкоуровневого форматирования вообще отсутствуют, а рекламируемые некоторыми производителями программы для выполнения данной операции являются простыми "стиралками" данных, выполняющими запись в область данных секторов. Нет, и не может быть, никаких программ для выполнения настоящего низкоуровневого форматирования в среде любой операционной системы. Любое подобное "низкоуровневое" форматирование - это высокоуровневое форматирование логической структуры пользовательских данных.
Что же касается полного форматирования в среде Windows, то по сравнению с быстрым, сразу создающим пустое оглавление, оно просто добавляет проверку поверхности диска чтением перед тем, как выполнить то же самое, что делает быстрое форматирование. Что также не имеет смысла, поскольку такая проверка выполняется на фоне постоянной работы технологии S.M.A.R.T, которая с данной задачей справляется гораздо эффективнее и в непрерывном режиме.
При записи жесткий диск не проверяет, что и как было записано в область данных сектора, кроме случаев, когда предварительная диагностика, которой накопитель занимается все "свободное время", не пометила в соответствующих журналах эти сектора, как проблемные, или кандидаты на переназначение, что отражается в атрибуте 197 SMART (Current Pending Sectors).
Кандидат - это сектор (или группа секторов), который не был считан за стандартное время и с установленным числом повторов. В режиме простоя, запустится программа самотестирования, которая попытается считать данные с применением дополнительных режимов. Если сектор будет успешно считан - программа самодиагностики попытается записать данные обратно, и если запись выполнится успешно, то из кандидатов такой сектор удалится. Если же записанная на то же место информация не будет нормально считываться, то выполнится переназначение сектора (Remap), данные запишутся в сектор из специально для этого предназначенной резервной области (spare area). В дальнейшем, всегда вместо этого сбойного сектора будут считываться данные из резервной области. А сектор-кандидат на переназначение, не исправленный программой самотестирования, увеличит значение атрибута 198 (Offline Scan UNC Sectors). Убрать такой "бед" можно только перезаписью. Но если резервная область закончилась, то все последующие кандидаты на переназначение превратятся в реальные "плохие секторы" (Bad Blocks). В этом случае программы полного форматирования и проверки поверхности могут исключить сбойный сектор из логической структуры диска, однако, использовать накопитель с закончившейся резервной областью - это очень рискованная идея, которая обязательно закончится потерей данных. Использовать такой диск можно разве что для опасных экспериментов, хранения некритичных данных, или выбросить его на помойку.
При возникновении плохих блоков (Bad Block) нередко возникает необходимость проверки принадлежности сбойного участка конкретному файлу. Для этих целей можно воспользоваться консольной утилитой NFI.EXE (NTFS File Sector Information Utility) из состава пакета Support Tools от Microsoft. Скачать 10кб
Формат командной строки
nfi.exe Диск Номер логического сектора
Подсказку по использованию NFI.EXE можно получить по команде nfi.exe /?
Букву логического диска можно задавать без двоеточия. Номер логического сектора - это номер сектора относительно начала логического диска. Обратите внимание на тот факт, что программы сканирования работают со всей поверхностью физического диска и используют нумерацию секторов, не привязанную к его логической структуре. А номер сектора, задаваемый в качестве параметра утилиты NFI.EXE - это номер сектора логического диска (раздела), и он отличается величиной смещения начального сектора раздела от начала диска. Значение номеров начальных секторов логических дисков можно получить нажав кнопку View part data вкладки "Advanced" программы Victoria For Windows.
nfi.exe C: 655234 - выдать имя файла, которому принадлежит сектор 655234
nfi.exe C: 0xBF5E34 - то же самое, но номер сектора задан в шестнадцатеричной системе счисления
В результате выполнения команды будет выдано сообщение
***Logical sector 12541492 (0xbf5e34) on drive C is in file number 49502.
\WINDOWS\system32\D3DCompiler_38.dll
Т.е. интересующий нас сбойный сектор принадлежит файлу D3DCompiler_38.dll в каталоге Windows\system32. В случае, когда сбойные блоки принадлежат системным файлам Windows, возможно появление синих экранов смерти или зависаний системы с перезагрузкой. В большинстве случаев, информация о наличии сбоев дисковой подсистемы, будет отображаться в системном журнале Windows.
Для выполнения тестирования поверхности накопителя с принудительным переназначением (ремапом) сбойных секторов можно воспользоваться программами тестирования HDD, алгоритм работы которых специально разработан таким образом, чтобы "заставить" внутреннюю микропрограмму накопителя выполнить переназначение нестабильного участка.
Так, например, подобные алгоритмы будут использоваться, в упоминаемой выше программе Victoria, если выбран режим тестирования поверхности с выполнением операций восстановления или переназначения (Classic Remap, Advanced Remap :). Изначально режим выполнения теста установлен в Ignore Bad Blocks
Нажатие пробела изменяет режим обработки сбоев. При выполнении такого вида тестирования накопителя, пользовательские данные остаются в сохранности.
Добавлю, что режим Advanced Remap, хотя и является наиболее эффективным, на практике может приводить к "зависанию" микропрограммы на некоторых моделях HDD, выйти из которого можно только с использованием принудительного сброса (режим Reset, клавиша F3). После чего можно продолжить тестирование. Если в режиме Advanced Remap таймауты происходят слишком часто, имеет смысл перейти к использованию классического ремапа.
Для программы Victoria For Windows переназначение сбойных секторов включается установками режима выполнения теста в правой части основного окна. По умолчанию установлен режим Ignore - ничего не делать при обнаружении сбоя, а нужно установить режим Remap
Для тестирования с переназначением сбойных секторов в программе MHDD, используется команда SCAN ( клавиша F4) и выбор режимаRemap: ON. Изменение режима (OFF / ON) выполняется нажатием клавиши ENTER или пробел.
Добавлю, что особого выбора алгоритмов тестирования с переназначением сбойных секторов у программы MHDD, в отличие от Victoria, нет, однако MHDD обладает несколько большими возможностями, в т.ч. позволяет работать с SCSI-дисками и съемными USB HDD, при использовании драйверов, позволяющих получить доступ к съемному диску как SCSI-устройству (драйверы ASPIEHCI.SYS, USBASPI.SYS).
Для компьютеров, не имеющих накопителей на гибких магнитных дисках, возможность загрузки DOS-версий MHDD и Victoria можно реализовать c использованием USB флешки. Один из вариантов - мультизагрузочная флешка на основе загрузчика GRUB и набора образов загружаемых CD и Floppy дисков. Практический пример создания мультизагрузочной флешки приведен в статье Создание загрузочной флешки ERD Commander . Часть статьи посвящена использованию, в качестве полезного дополнения к ERDC, некоторых других программных продуктов, в том числе и загрузке образов дискет с DOS и программами MHDD 4.60 и Victoria For DOS v 3.52.
Вернуть переназначенные сектора на место, обычными программными средствами, невозможно. Однако, с использованием специального оборудования и методик можно выполнить специальные внутренние технологические утилиты (selfscan, или селфскан), которые заново выполнят те операции, которые выполняются для анализа поверхности при изготовлении накопителя, аналогично настоящему низкоуровневому форматированию, предназначенному для проверки поверхности и физической разметки дорожек.
Заводские тесты заново сформируют таблицы дефектов P-List (Primary List) и G-List (Grown List) - заводской и полученный в процессе эксплуатации списки дефектных блоков.
Комментариев нет:
Отправить комментарий