Quali sono i settori sbagliati e come puoi risolverli? [Parte 1]

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Immagina questo: hai subito una perdita di potenza Le interruzioni di alimentazione degli effetti possono avere sul tuo computer Le interruzioni di alimentazione degli effetti possono avere sul tuo computer Ti disconnetti dal computer durante le forti tempeste? In caso contrario, potresti voler iniziare. Leggi di più nella tua zona mentre il tuo computer era acceso. Dopo aver ripristinato l'alimentazione, si avvia il computer solo per scoprire che Windows ha eseguito automaticamente Autochk sul disco rigido e che si dice che ci sono settori danneggiati sul disco.

Quali sono questi settori danneggiati? È un segno che il tuo disco sta per mordere la polvere 5 Segni Il disco rigido sta per finire (e cosa fare) 5 Segni Il disco rigido sta per finire (e cosa fare) Dal momento che la maggior parte delle persone oggi possiede laptop e dispositivi esterni i dischi rigidi, che vengono trascinati un po ', una durata realistica del disco rigido è probabilmente di circa 3 - 5 anni. Questo è estremamente ... Per saperne di più? Questi settori possono essere riparati? Abbiamo le risposte a queste domande e molto altro in questo articolo in due parti.

Questa prima parte tratterà gli aspetti hardware del problema mentre la seconda riguarderà il software incluso il sistema operativo, gli strumenti del produttore e le utilità di terze parti.

Quali sono i settori?

La terminologia per i dischi rigidi è originata da unità meccaniche e la nostra discussione beneficia di un po 'di background storico.

Layout fisico

Un disco rigido meccanico è costituito da uno o più piatti in alluminio o vetro e ceramica rivestiti con un materiale magnetico contenente cobalto, a volte con platino e nichel. Ogni lato ha anelli concentrici in cui verranno memorizzati i dati chiamati tracce . Una pila di tracce su tutti i piatti è chiamata un cilindro . Infine, ogni traccia è divisa in archi chiamati settori .

Ogni piatto ha due lati con una testina di lettura / scrittura associata ad un gruppo di stack di testa (HSA) che si muove attraverso il disco tramite un meccanismo attuatore. Quando i vassoi girano, crea un "cuscinetto" di aria che fa sì che le teste fluttuino da 5 a 10 nanometri dal piatto, quindi idealmente non c'è contatto tra la superficie magnetica dei piatti e le testine di lettura / scrittura. Le unità più vecchie possono avere un'altezza di galleggiamento fino a 100 nanometri. Per immaginare la scala, un foglio di carta ha uno spessore di circa 75.000 nanometri.

Ogni unità presenta tracce di aree di sistema limitate che non sono accessibili all'utente. Il controller dell'unità memorizza le informazioni sull'unità in quest'area, inclusi sia gli elenchi di settori danneggiati che i settori di riserva utilizzati durante la rimappatura. Alcune unità potrebbero inoltre disporre di settori di riserva situati alla fine di ogni traccia.

Indirizzamento

Ogni settore su un'unità è indirizzabile individualmente, in origine, facendo riferimento al cilindro, alla testata e al settore (CHS) in cui sono archiviati i dati richiesti. Quando è stato installato un disco rigido nel computer, è necessario modificare le impostazioni del BIOS Scopri il tuo BIOS e impara come sfruttarlo al massimo Scopri il tuo BIOS e impara a sfruttarlo al massimo Che diamine è il BIOS, comunque? È davvero così importante saperlo? Noi la pensiamo così e per fortuna è piuttosto facile. Lascia che ti presentiamo. Leggi altro per far sapere il numero di cilindri, teste e settori per traccia sul disco. Queste impostazioni sono conosciute collettivamente come la geometria dell'azionamento.

Successivamente, il controller è stato spostato da una scheda aggiuntiva collegata alla scheda madre all'unità stessa. Una delle cose che questo consentiva era la traduzione di una geometria logica del disco su una diversa geometria fisica. Due motivi per cui questo è diventato importante è che ha fornito un modo per aggirare le limitazioni di indirizzamento di CHS e ha permesso la registrazione in bit a zone (ZBR).

Osservando il diagramma di disposizione del convertitore, i settori sul bordo esterno del convertitore sono più lunghi di quelli più vicini al mandrino. Con una densità di registrazione costante, significa che c'è spazio sprecato lungo il bordo esterno dell'unità che non è stato utilizzato per memorizzare alcun dato. Con ZBR, i gruppi di tracce avranno lo stesso layout con le zone più vicine al bordo esterno con più settori per traccia, quindi c'è meno spazio sprecato e più dati memorizzati per piatto mantenendo la stessa densità di registrazione.

Per farlo funzionare con il progetto BIOS corrente, il controller del disco dovrebbe tradurre la geometria logica dell'unità come inserita nel BIOS nella geometria fisica utilizzata dall'unità.

Nelle moderne unità di oggi, l'indirizzamento viene eseguito utilizzando Logical Block Addressing (LBA) che è solo un indice intero a base zero a partire dal primo cilindro, dalla prima testata, dal primo settore e passando per settore per settore, testa a testa, cilindro per cilindro alla fine del disco.

Anche se le unità a stato solido di oggi come funzionano le unità a stato solido? Come funzionano le unità a stato solido? In questo articolo imparerai esattamente cosa sono gli SSD, come funzionano e operano gli SSD, perché gli SSD sono così utili e l'unico aspetto negativo degli SSD. Ulteriori informazioni (SSD) non hanno un layout fisico simile a questo, usano ancora le stesse interfacce e lo schema di indirizzamento LBA.

Layout del settore

Ogni settore ha anche un layout specifico. Contiene un preambolo, dati e un codice di correzione degli errori (ECC).

Il preambolo contiene le informazioni utilizzate dal controller del disco, compreso uno spazio tra i settori, i bit di sincronizzazione e l'allineamento della temporizzazione e un segno di indirizzo (il numero del settore, la posizione e lo stato).

I dati sono i dati dell'utente che sono memorizzati nel settore. Fino a poco tempo fa, la maggior parte delle unità memorizzava 512 byte di dati per settore. Dal 2010, la maggior parte delle unità sono unità 4K (Advanced Format) che utilizzano dimensioni di settore di 4096 byte. Alcuni sistemi operativi come Windows Vista e 7 richiedono driver speciali e strumenti aggiornati applicati come aggiornamento rapido tramite Windows Update per poter gestire queste unità come dispositivi di avvio. Questo hotfix fa parte del Service Pack 1 per Windows 7 e molte unità AF sono dotate di driver per consentirne l'utilizzo su Windows XP.

L'ECC è un codice matematicamente derivato basato sui dati memorizzati nel settore che viene utilizzato dal controller del disco per rilevare se c'è un problema con i dati e consente di ricostruire i dati originali. Il numero di bit che è possibile correggere è limitato in base all'algoritmo specifico utilizzato per generare l'ECC, che varia in base al produttore e può persino variare tra le unità prodotte dalla stessa società.

Quali sono i settori danneggiati?

Un settore danneggiato è uno che non può essere letto o scritto in modo affidabile. Ci sono due ragioni per cui questo può accadere. Il primo è un danno fisico al supporto di registrazione o altri tipi di problemi che causano errori di lettura non correggibili che possono essere il risultato di difetti di fabbricazione, usura magnetica, la cella di memoria flash di un SSD potrebbe essere consumata o le testine di lettura / scrittura fatte contatto con il piatto danneggiando il rivestimento magnetico.

Tutte le unità sono praticamente garantite per la spedizione con settori danneggiati. I veterani potrebbero ricordare i giorni in cui sono entrati i settori danneggiati che il produttore aveva elencato nell'unità nello strumento di formattazione di basso livello prima di poter suddividere e formattare l'unità con gli strumenti nativi del sistema operativo.

La formattazione di basso livello e la conseguente marcatura di settori danneggiati o marginali viene ora eseguita in fabbrica alla fine del processo di produzione, quindi l'utente non deve più preoccuparsi di ciò. Le posizioni di questi settori sono mantenute nel primo dei due elenchi di settori danneggiati sul disco: la lista P-LIST o l'elenco dei difetti principali. L'elettronica del disco rigido ignora automaticamente i settori in questo elenco e non rallentano l'accesso alle unità.

Nel tempo, altri settori potrebbero iniziare a mostrare problemi. Ciò potrebbe essere dovuto a un incidente alla testa, usura magnetica e altri problemi. Questo secondo tipo di errore viene comunemente chiamato errore soft poiché, almeno nelle fasi iniziali, gli errori possono essere corretti con i meccanismi CRC ed ECC.

Una volta che gli errori su questi settori diventano non correggibili o troppo instabili, vengono aggiunti all'elenco G-LIST o ai difetti coltivati. Questi verranno automaticamente rimappati in settori di riserva sul disco. Se l'unità dispone di settori di riserva sulla stessa traccia, verranno utilizzati prima di rimappare in un settore su una traccia diversa. L'accesso ai settori rimappati rallenta l'unità e la velocità continua a diminuire con l'aumentare della G-LIST.

In che modo i settori vengono contrassegnati come "cattivi"?

Per aiutare a prevenire la perdita di dati, il controller del disco rigido cerca problemi durante il suo normale funzionamento. In effetti, il controller del disco eseguirà gran parte del lavoro dietro le quinte e non lascerà mai che il tuo sistema operativo sappia che è accaduto qualcosa di sconveniente.

Ricorda il codice di correzione degli errori che si trova in ogni settore? Quando l'unità legge i dati del settore, ricalcola l'ECC e lo confronta con l'ECC memorizzato nel settore. Se non corrispondono, tenterà di utilizzare l'ECC per ricostruire i dati danneggiati Cos'è il danneggiamento dei dati e come prevenirlo Che cos'è il danneggiamento dei dati e come prevenirlo La corruzione dei dati è più comune di quanto si possa pensare, e potrebbe capita a te quando meno te lo aspetti. Prestare attenzione a questi suggerimenti prima che sia troppo tardi! Leggi di più . Se la quantità di errore è piccola e può essere corretta, fornisce semplicemente i dati corretti e incrementa il contatore 195 (Correzione hardware ECC) di autocontrollo, analisi e generazione di rapporti (SMART). Se non è possibile correggere l'errore, incrementerà il contatore SMART 198 (Conta settore non correggibile non in linea) e il contatore 197 (Conteggio settore in attesa corrente) finché non verrà tentata una scrittura per quel settore.

I settori danneggiati non vengono riallocati fino a quando non viene effettuato un tentativo di scrivere nel settore al fine di preservare la possibilità di recupero dei dati. Che cos'è il recupero dei dati e come funziona? Che cos'è il recupero dei dati e come funziona? Se hai mai riscontrato una perdita importante di dati, probabilmente ti sei chiesto il recupero dei dati: come funziona? Leggi di più tramite altri metodi. Dopo aver tentato un'operazione di scrittura su un settore danneggiato, il controller assegnerà un nuovo settore vuoto dal pool di riserva per sostituire il settore danneggiato, il flag di difetto verrà aggiornato per indicare che il settore è stato riallocato e G-LIST viene aggiornato. Qualsiasi dato nel settore originale può andare perso se un ultimo tentativo di lettura dei dati fallisce. Questo è il motivo per cui qualsiasi tentativo di recupero avanzato deve essere effettuato prima di scrivere in un settore sospetto.

Andando avanti

Ora che abbiamo dato un'occhiata all'interno del disco per vedere cosa sta succedendo dietro le quinte, hai una base sufficiente per capire meglio come funzionano il sistema operativo e altri software.

Nella seconda parte, esamineremo gli strumenti forniti dal sistema operativo, i produttori di dischi rigidi e le terze parti che è possibile utilizzare per diagnosticare e gestire i settori danneggiati. Vedremo anche gli strumenti utilizzati per monitorare lo stato generale del disco. Con l'uso giudizioso di questi strumenti, si vedrà facilmente se i settori danneggiati stanno presagendo un fallimento imminente dell'unità o se è più probabile che rimarranno molti anni con i tuoi dati preferiti.

Immagine di credito: diagramma AF (CC per 3.0) di Dougolsen, Hard disk (CC per 2.0) di William Warby