Ποιοι είναι οι κακοί τομείς και πώς μπορείτε να τους διορθώσετε; [Μέρος 1]

Διαφήμιση

Φανταστείτε αυτό: Παρουσιάσατε μια απώλεια ενέργειας Οι διακοπές δύναμης των επιπτώσεων μπορεί να έχουν στον υπολογιστή σας Τα φαινόμενα διακοπής ρεύματος μπορεί να έχουν στον υπολογιστή σας Αποσυνδέετε τον υπολογιστή σας κατά τη διάρκεια σοβαρών καταιγίδων; Εάν όχι, μπορεί να θέλετε να ξεκινήσετε. Διαβάστε περισσότερα στην περιοχή σας ενώ ο υπολογιστής σας ήταν ενεργοποιημένος. Αφού αποκατασταθεί η ισχύς, εκκινήστε τον υπολογιστή σας μόνο για να διαπιστώσετε ότι τα Windows αυτοματοποιούν αυτόματα το σκληρό σας δίσκο και λέει ότι έχετε κακούς τομείς στο δίσκο.

Ποιοι είναι αυτοί οι κακοί τομείς; Είναι η σημάδι ότι το αυτοκίνητό σας πρόκειται να δαγκώσει τη σκόνη 5 Σημάδια Η διάρκεια ζωής του σκληρού σας δίσκου τελειώνει (και τι να κάνει) 5 Σημεία Η ζωή του σκληρού σας δίσκου τελειώνει (και τι να κάνει) Δεδομένου ότι η πλειοψηφία των ανθρώπων σήμερα κατέχουν φορητούς υπολογιστές και εξωτερικούς σκληρούς δίσκους, οι οποίοι τραβιούνται γύρω από ένα κομμάτι, μια ρεαλιστική διάρκεια ζωής του σκληρού δίσκου είναι πιθανώς γύρω στα 3 - 5 χρόνια. Αυτό είναι ένα εξαιρετικά ... Διαβάστε περισσότερα; Μπορούν οι τομείς αυτοί να επισκευαστούν; Έχουμε τις απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα και περισσότερο σε αυτό το διμερές άρθρο.

Αυτό το πρώτο μέρος θα ασχοληθεί με τις πτυχές υλικού του προβλήματος, ενώ το δεύτερο θα καλύψει το λογισμικό, συμπεριλαμβανομένου του λειτουργικού συστήματος, των εργαλείων του κατασκευαστή και των βοηθητικών προγραμμάτων τρίτου μέρους.

Ποιοι είναι οι τομείς;

Η ορολογία για τους σκληρούς δίσκους προέρχεται από μηχανικούς δίσκους και η συζήτησή μας επωφελείται από λίγο ιστορικό υπόβαθρο.

Φυσική διάταξη

Ένας μηχανικός σκληρός δίσκος αποτελείται από ένα ή περισσότερα πλακίδια αλουμινίου ή γυαλιού και κεραμικά επικαλυμμένα με ένα μαγνητικό υλικό που περιέχει κοβάλτιο, μερικές φορές με πλατίνα και νικέλιο. Κάθε πλευρά έχει ομόκεντρους δακτυλίους, όπου τα δεδομένα θα αποθηκεύονται που ονομάζονται κομμάτια . Μια στοίβα από κομμάτια σε όλες τις πιατέλες ονομάζεται κύλινδρος . Τέλος, κάθε κομμάτι χωρίζεται σε τόξα που ονομάζονται τομείς .

Κάθε πιατέλα έχει δύο πλευρές με μια σχετική κεφαλή ανάγνωσης / εγγραφής προσαρτημένη σε ένα συγκρότημα στοίβα κεφαλής (HSA) που κινείται διαμέσου του δίσκου μέσω ενός μηχανισμού ενεργοποιητή. Όταν οι δίσκοι περιστρέφονται, δημιουργούν ένα "μαξιλάρι" αέρα που κάνει τις κεφαλές να επιπλέουν 5 με 10 νανόμετρα μακριά από την πιατέλα, έτσι ιδανικά δεν υπάρχει επαφή μεταξύ της μαγνητικής επιφάνειας των δίσκων και των κεφαλών ανάγνωσης / εγγραφής. Οι παλαιότεροι δίσκοι ενδέχεται να έχουν ύψος πλωτήρα μέχρι 100 νανόμετρα. Για να φανταστεί κανείς την κλίμακα, ένα φύλλο χαρτιού είναι πάχους περίπου 75.000 νανομέτρων.

Κάθε μονάδα δίσκου έχει περιορισμένα κομμάτια της περιοχής συστήματος που δεν είναι προσβάσιμα από το χρήστη. Ο ελεγκτής μονάδας δίσκου αποθηκεύει πληροφορίες σχετικά με τη μονάδα δίσκου σε αυτήν την περιοχή, συμπεριλαμβανομένων και των δύο καταλόγων κακών τομέων και των εφεδρικών τομέων που χρησιμοποιούνται κατά την επανασχημάτωση. Ορισμένες μονάδες δίσκου ενδέχεται επίσης να διαθέτουν εφεδρικούς τομείς που βρίσκονται στο τέλος κάθε διαδρομής.

Αντιμετώπιση

Κάθε τομέας σε μια μονάδα δίσκου είναι ατομικά διευθυνσιοδοτημένος, ο οποίος αρχικά έγινε με αναφορά στον κύλινδρο, το κεφάλι και τον τομέα (CHS) όπου αποθηκεύονται τα απαιτούμενα δεδομένα. Όταν εγκαταστήσατε έναν σκληρό δίσκο στον υπολογιστή, χρειαζόταν να αλλάξετε τις ρυθμίσεις του BIOS Ανακαλύψτε το BIOS σας και μάθετε πώς να αξιοποιήσετε στο έπακρο την ανακαλύψτε το BIOS σας & Μάθετε πώς να αξιοποιήσετε στο έπακρο το τι είναι το BIOS; Είναι πραγματικά τόσο σημαντικό να γνωρίζετε; Νομίζουμε ότι έτσι και ευτυχώς είναι αρκετά εύκολο. Ας σας παρουσιάσουμε. Διαβάστε περισσότερα για να γνωρίσετε τον αριθμό κυλίνδρων, κεφαλών και τομέων ανά κομμάτι στη μονάδα δίσκου. Αυτές οι ρυθμίσεις είναι συλλογικά γνωστές ως η γεωμετρία του μηχανισμού κίνησης.

Αργότερα, ο ελεγκτής μετακινήθηκε από μια πρόσθετη κάρτα προσαρτημένη στη μητρική πλακέτα στην ίδια την μονάδα δίσκου. Ένα από τα πράγματα που επέτρεπε ήταν η μετάφραση μιας λογικής γεωμετρίας της μονάδας σε μια διαφορετική φυσική γεωμετρία. Δύο λόγοι που έγιναν σημαντικοί είναι ότι παρείχαν έναν τρόπο να ξεπεράσουν τους περιορισμούς της διεύθυνσης CHS και επέτρεψαν τη ζωντανή καταγραφή bit (ZBR).

Όταν κοιτάζετε το διάγραμμα διάταξης του δίσκου, οι τομείς στην εξωτερική άκρη της μονάδας είναι μεγαλύτεροι από τους τομείς που βρίσκονται πιο κοντά στον άξονα. Με μια σταθερή πυκνότητα εγγραφής, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει σπαταλημένος χώρος κατά μήκος του εξωτερικού άκρου της μονάδας δίσκου που δεν χρησιμοποιήθηκε για την αποθήκευση οποιωνδήποτε δεδομένων καθόλου. Με το ZBR, ομάδες διαδρομών θα έχουν την ίδια διάταξη με τις ζώνες πιο κοντά στην εξωτερική άκρη που έχουν περισσότερους τομείς ανά διαδρομή, ώστε να υπάρχει λιγότερος σπατάλη χώρου και περισσότερα δεδομένα αποθηκευμένα ανά πιατέλα διατηρώντας ταυτόχρονα την ίδια πυκνότητα εγγραφής.

Προκειμένου να λειτουργήσει με τη σχεδίαση του BIOS τότε, ο ελεγκτής δίσκου θα έπρεπε να μεταφράσει τη λογική γεωμετρία της μονάδας όπως καταχωρήθηκε στο BIOS στη φυσική γεωμετρία που πραγματικά χρησιμοποιούσε η μονάδα δίσκου.

Στις σημερινές σύγχρονες μονάδες δίσκου, η διευθυνσιοδότηση γίνεται με τη χρήση λογικής δέσμης διευθυνσιοδότησης (LBA), η οποία είναι απλώς ένας μηδενικός δείκτης ακέραιων αριθμών που αρχίζει στον πρώτο κύλινδρο, πρώτο κεφάλαιο, πρώτο τομέα και κινείται ανά τομέα ανά τομέα, επικεφαλής κατά κεφαλή, κυλίνδρου ανά κύλινδρο μέχρι το τέλος της μονάδας.

Ακόμα κι αν οι σημερινές μονάδες στερεάς κατάστασης λειτουργούν; Πώς λειτουργούν οι μονάδες SSD; Σε αυτό το άρθρο, θα μάθετε ακριβώς ποια είναι τα SSD, πώς λειτουργούν και λειτουργούν τα SSD, γιατί τα SSD είναι τόσο χρήσιμα και το σημαντικότερο μειονέκτημα των SSD. Τα δεδομένα SSD (Read More) δεν έχουν μια φυσική διάταξη που μοιάζει πολύ με αυτή, εξακολουθούν να χρησιμοποιούν τις ίδιες διασυνδέσεις και το σχήμα διευθύνσεων LBA.

Διάταξη τομέα

Κάθε τομέας έχει επίσης μια συγκεκριμένη διάταξη. Περιέχει ένα προοίμιο, δεδομένα και έναν κώδικα διόρθωσης σφαλμάτων (ECC).

Το προοίμιο περιέχει πληροφορίες που χρησιμοποιούνται από τον ελεγκτή δίσκου, συμπεριλαμβανομένου ενός διακένου μεταξύ τομέων, δυαδικών συγχρονισμού και ευθυγράμμισης χρονισμού, καθώς και ένα σήμα διεύθυνσης (ο τομέας, η θέση και η κατάσταση).

Τα δεδομένα είναι τα δεδομένα χρήστη που είναι αποθηκευμένα στον τομέα. Μέχρι πρόσφατα, οι περισσότεροι δίσκοι αποθηκεύουν 512 bytes δεδομένων ανά τομέα. Από το 2010, οι περισσότερες μονάδες δίσκου είναι μονάδες 4K Advanced Format (AF), οι οποίες χρησιμοποιούν τομεακά μεγέθη 4096 byte. Ορισμένα λειτουργικά συστήματα, όπως τα Windows Vista και 7, απαιτούν ειδικά προγράμματα οδήγησης και ενημερωμένα εργαλεία που εφαρμόζονται ως επείγουσες επιδιορθώσεις μέσω του Windows Update, ώστε να είναι σε θέση να αντιμετωπίσουν αυτές τις μονάδες ως συσκευές εκκίνησης. Αυτή η επείγουσα επιδιόρθωση είναι μέρος του Service Pack 1 για τα Windows 7 και πολλές μονάδες AF έρχονται με προγράμματα οδήγησης για να ενεργοποιήσουν τη χρήση τους στα Windows XP.

Το ECC είναι ένας μαθηματικός κώδικας που βασίζεται στα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στον τομέα και χρησιμοποιείται από τον ελεγκτή δίσκου για να ανιχνεύσει εάν υπάρχει κάποιο πρόβλημα με τα δεδομένα και επιτρέπει την ανακατασκευή των αρχικών δεδομένων. Ο αριθμός των δυαδικών ψηφίων που μπορούν να διορθωθούν είναι περιορισμένος με βάση τον συγκεκριμένο αλγόριθμο που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία του ECC, ο οποίος ποικίλλει ανάλογα με τον κατασκευαστή και μπορεί ακόμη και να διαφέρει μεταξύ των κινήσεων της ίδιας εταιρείας.

Ποιοι είναι οι κακοί τομείς;

Ένας κακός τομέας είναι αυτός που δεν μπορεί να διαβαστεί ή να γραφτεί αξιόπιστα. Υπάρχουν δύο λόγοι για να συμβεί αυτό. Ο πρώτος είναι η φυσική βλάβη του μέσου εγγραφής ή άλλοι τύποι προβλημάτων που οδηγούν σε μη διορθούμενα σφάλματα ανάγνωσης που μπορεί να οφείλονται σε κατασκευαστικά ελαττώματα, μαγνητική φθορά, κυψέλη μνήμης flash μιας μονάδας SSD μπορεί να έχει φθαρεί ή οι κεφαλές ανάγνωσης / εγγραφής επαφή με την πιατέλα που καταστρέφει τη μαγνητική επικάλυψη.

Όλοι οι δίσκοι είναι σχεδόν εγγυημένοι να μεταφέρουν με κακούς τομείς. Οι παλιοί χρονομεταφορείς μπορεί να θυμούνται τις ημέρες εισόδου των κακών τομέων που ο κατασκευαστής είχε καταχωρίσει στη μονάδα δίσκου στο εργαλείο μορφοποίησης χαμηλού επιπέδου προτού μπορέσουν να χωρίσουν και να διαμορφώσουν τη μονάδα δίσκου με τα εγγενή εργαλεία του λειτουργικού συστήματος.

Η μορφοποίηση χαμηλού επιπέδου και η επακόλουθη σήμανση των κακών ή οριακών τομέων γίνεται τώρα στο εργοστάσιο στο τέλος της παραγωγικής διαδικασίας, οπότε ο χρήστης δεν χρειάζεται πλέον να ανησυχεί γι 'αυτό. Οι θέσεις αυτών των τομέων διατηρούνται στον πρώτο από τους δύο καταλόγους κακών τομέων στο δίσκο - η λίστα P-LIST ή η κύρια λίστα ελαττωμάτων. Τα ηλεκτρονικά του σκληρού δίσκου αγνοούν αυτόματα τομείς σε αυτήν τη λίστα και δεν επιβραδύνουν την πρόσβαση στο δίσκο.

Με την πάροδο του χρόνου, άλλοι τομείς ενδέχεται να αρχίσουν να παρουσιάζουν προβλήματα. Αυτό μπορεί να οφείλεται σε συντριβή κεφαλής, μαγνητική φθορά και άλλα ζητήματα. Αυτός ο δεύτερος τύπος σφάλματος ονομάζεται συνήθως ένα μαλακό σφάλμα, καθώς, τουλάχιστον στα αρχικά του στάδια, τα σφάλματα μπορούν να διορθωθούν με μηχανισμούς CRC και ECC.

Μόλις τα σφάλματα σε αυτούς τους τομείς γίνουν μη διορθωτικά ή πολύ ασταθή, προστίθενται στη λίστα G-LIST ή αναπτυγμένων ελαττωμάτων. Αυτά θα μεταφερθούν αυτόματα σε εφεδρικούς τομείς στο δίσκο. Αν ο δίσκος διαθέτει εφεδρικούς τομείς στην ίδια διαδρομή, θα χρησιμοποιηθούν πρώτα πριν μετατοπιστεί σε έναν τομέα σε διαφορετική τροχιά. Η πρόσβαση σε τομείς με ανασχηματισμό επιβραδύνει τη μονάδα δίσκου και η ταχύτητα συνεχίζει να μειώνεται όσο αυξάνεται η λίστα G-LIST.

Πώς χαρακτηρίζονται οι τομείς ως "κακοί";

Προκειμένου να αποφευχθεί η απώλεια δεδομένων, ο ελεγκτής σκληρού δίσκου αναζητά προβλήματα κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας του. Στην πραγματικότητα, ο ελεγκτής δίσκου θα κάνει πολλά από τα έργα πίσω από τις σκηνές και ποτέ δεν αφήνει το λειτουργικό σας σύστημα να γνωρίζει τίποτα δυσάρεστο έχει συμβεί.

Θυμηθείτε τον κώδικα διόρθωσης σφαλμάτων που βρίσκεται σε κάθε τομέα; Όταν ο οδηγός διαβάζει τα δεδομένα τομέα, επαναπληρώνει το ECC και το συγκρίνει με το ECC που είναι αποθηκευμένο στον τομέα. Εάν δεν ταιριάζουν, θα επιχειρήσουν να χρησιμοποιήσουν το ECC για να ανακατασκευάσουν τα κατεστραμμένα δεδομένα Τι είναι η διαφθορά δεδομένων και πώς να την αποτρέψουμε Τι είναι η διαφθορά δεδομένων και πώς να την αποτρέψουμε Η διαφθορά των δεδομένων είναι πιο συχνή από ό, τι νομίζετε και θα μπορούσε σας συμβεί όταν το περιμένετε λιγότερο. Προσέξτε αυτές τις συμβουλές πριν είναι πολύ αργά! Διαβάστε περισσότερα . Αν το μέγεθος του σφάλματος είναι μικρό και μπορεί να διορθωθεί, απλά παραδίδει τα διορθωμένα δεδομένα και αυξάνει τον μετρητή SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) 195 (Hardware Correction ECC). Αν δεν μπορέσει να διορθώσει το σφάλμα, θα αυξήσει τον SMART counter 198 (Offline Uncorrectable Sector Count) και τον μετρητή 197 (Current Counting Sector Count) μέχρι να επιχειρηθεί εγγραφή στον τομέα.

Οι κακοί τομείς δεν ανακατανέμονται μέχρι να γίνει προσπάθεια εγγραφής στον τομέα, προκειμένου να διατηρηθεί η πιθανότητα ανάκτησης δεδομένων. Τι είναι η ανάκτηση δεδομένων και πώς λειτουργεί; Τι είναι η ανάκτηση δεδομένων και πώς λειτουργεί; Εάν έχετε βιώσει μια σημαντική απώλεια δεδομένων, πιθανότατα έχετε αναρωτηθεί για την ανάκτηση δεδομένων - πώς λειτουργεί; Διαβάστε περισσότερα μέσω άλλων μεθόδων. Μόλις επιχειρηθεί μια λειτουργία εγγραφής σε έναν κακό τομέα, ο ελεγκτής θα εκχωρήσει έναν νέο άδειο τομέα από την ανταλλακτική ομάδα για να αντικαταστήσει τον κακό τομέα, η σημαία ελαττώματος θα ενημερωθεί για να υποδείξει ότι ο τομέας έχει ανακατανεμηθεί και ο G-LIST ενημερώνεται. Οποιαδήποτε δεδομένα στον αρχικό τομέα ενδέχεται να χαθούν εάν αποτύχει η τελική προσπάθεια ανάγνωσης των δεδομένων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πρέπει να γίνουν προχωρημένες προσπάθειες αποκατάστασης πριν από τη σύνταξη ενός υποψήφιου κακού τομέα.

Προχωρώντας μπροστά

Τώρα που έχουμε πάρει μια ματιά στο εσωτερικό του δίσκου για να δούμε τι συμβαίνει πίσω από την κουρτίνα, έχετε αρκετό υπόβαθρο για να καταλάβετε καλύτερα πώς το λειτουργικό σύστημα και άλλο λογισμικό θα λειτουργήσει μαζί του.

Στο δεύτερο μέρος, θα εξετάσουμε τα εργαλεία που παρέχονται από το λειτουργικό σύστημα, τους κατασκευαστές σκληρών δίσκων και τρίτους που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για τη διάγνωση και την αντιμετώπιση κακών τομέων. Θα εξετάσουμε επίσης τα εργαλεία που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση της συνολικής υγείας της μονάδας δίσκου. Με την ορθολογική χρήση αυτών των εργαλείων, θα διαπιστώσετε εύκολα αν οι κακοί τομείς προδίδουν μια επικείμενη αποτυχία οδήγησης ή αν είναι πιθανότερο να έχετε πολλά χρόνια με τα αγαπημένα σας δεδομένα.

Image Credit: Διάγραμμα AF (CC από 3.0) από Dougolsen, Σκληρός δίσκος (CC κατά 2.0) από τον William Warby