Vad är dåliga sektorer och hur kan du fixa dem? [Del 1]

Annons

Föreställ dig detta: Du drabbades av strömförlust Effekten Strömavbrott kan ha på datorn Effekter Strömavbrott kan ha på datorn Kopplar du av datorn under svåra stormar? Om inte, kanske du vill börja. Läs mer i ditt område medan datorn var på. När strömmen är återställd startar du bara datorn för att upptäcka att Windows automatiskt körde automatiskt på hårddisken och det står att du har dåliga sektorer på disken.

Vad är dessa dåliga sektorer? Är detta ett tecken på att din enhet kommer att bita i dammet? 5 Tecken på att hårddiskens livslängd slutar (och vad som ska göras) 5 Tecken på att hårddiskens livslängd slutar (och vad man gör) Eftersom en majoritet av människor idag äger bärbara datorer och externa hårddiskar, som släpas ganska mycket, är en realistisk hårddisk livslängd troligen cirka 3-5 år. Detta är en extremt ... Läs mer? Kan dessa sektorer repareras? Vi har svar på dessa frågor och mer i den här artikeln.

Den här första delen kommer att hantera problemets hårdvaruaspekter medan den andra kommer att täcka mjukvaran, inklusive operativsystemet, tillverkarverktygen och verktyg från tredje part.

Vad är sektorer?

Terminologin för hårddiskar härstammar från mekaniska enheter och vår diskussion drar nytta av lite historisk bakgrund.

Fysisk layout

En mekanisk hårddisk består av en eller flera aluminium- eller glas- och keramikplattor belagda med ett magnetiskt material innehållande kobolt, ibland med platina och nickel. Varje sida har koncentriska ringar där data lagras med namngivna spår . En stapel spår över alla plattor kallas en cylinder . Slutligen delas varje spår i bågar som kallas sektorer .

Varje platta har två sidor med ett associerat läs- / skrivhuvud som är fäst vid en huvudstacksammansättning (HSA) som rör sig över skivan via en manövermekanism. När skivorna roterar skapar det en "kudde" av luft vilket gör att huvuden flyter 5 till 10 nanometer från skivan, så idealiskt finns det ingen kontakt mellan skivans magnetiska yta och läs- / skrivhuvudena. Äldre enheter kan ha en flythöjd på upp till 100 nanometer. För att föreställa sig skalan är ett pappersark cirka 75 000 nanometer tjockt.

Varje enhet har begränsade systemområdesspår som inte är användaråtkomliga. Driftsregulatorn lagrar information om frekvensomriktaren i detta område, inklusive både de dåliga sektorns listor och reservdelar som används vid ommatning. Vissa enheter kan också ha reservdelar som finns i slutet av varje spår.

Adresse

Varje sektor på en enhet är individuellt adresserbar som ursprungligen gjordes genom att referera till cylindern, huvudet och sektorn (CHS) där den erforderliga data lagras. När en hårddisk installerades i datorn behövde du ändra BIOS-inställningar. Upptäck din BIOS och lär dig hur du får ut det mesta. Upptäck din BIOS och lär dig hur du får det bästa av dig. Hur mycket är BIOS, hur som helst? Är det verkligen så viktigt att veta? Vi tycker det och lyckligtvis är det ganska enkelt. Låt oss presentera dig. Läs mer för att låta det veta antalet cylindrar, huvuden och sektorer per spår på enheten. Dessa inställningar kallas kollektivt som drivgeometrin.

Senare flyttades regulatorn från ett tilläggskort kopplat till moderkortet till själva enheten. En av de saker som tillät detta var översättningen av en logisk geometri av enheten till en annan fysisk geometri. Två anledningar till att detta blev viktigt är att det gav ett sätt att ta sig runt adressbegränsningarna för CHS och det möjliggjorde zebra-inspelning (ZBB).

När man tittar på drivplaneringsdiagrammet är sektorerna vid ytterkanten av enheten längre än de närmare spindeln. Med en konstant inspelningstäthet innebär det att det finns bortkastat utrymme längs den yttre kanten av enheten som inte använts för att lagra någon data alls. Med ZBR skulle grupper av spår ha samma layout med zonerna närmare ytterkanten med fler sektorer per spår så det finns mindre slöseri och mer data lagras per tallrik samtidigt som samma inspelningstäthet hålls.

För att få det att fungera med den dåvarande BIOS-designen, skulle skivkontrollen behöva översätta den logiska geometrin för enheten som anges i BIOS till den fysiska geometrin som enheten verkligen använde.

På dagens moderna enheter är adresseringen gjord med hjälp av Logical Block Addressing (LBA), som bara är ett nollbaserat heltalindex som börjar vid den första cylindern, första huvudet, första sektorn och flyttar på sektor-för-sektor, head-to-head, cylinder-för-cylinder till slutet av enheten.

Även om dagens Solid State Drives Hur fungerar Solid State Drives? Hur fungerar Solid State Drives? I den här artikeln lär du dig exakt vilka SSD: er, hur SSD-enheter faktiskt fungerar och fungerar, varför SSD-filer är så användbara, och den enda stora nackdelen med SSD-er. Läs mer (SSD) har inte en fysisk layout som liknar det här, de använder fortfarande samma gränssnitt och LBA adresseringsschema.

Branschlayout

Varje sektor har också en specifik layout. Den innehåller en ingress, data och en felkorrigeringskod (ECC).

Inledningen innehåller information som används av diskkontrollen, inklusive ett mellanrum mellan sektorer, synkroniseringsbitar och tidsinriktning samt ett adressmärke (sektornummer, plats och status).

Uppgifterna är användardata som lagras i sektorn. Fram till nyligen lagrade de flesta enheter 512 byte data per sektor. Sedan 2010 är de flesta enheter drivna med avancerade format (AF) 4K-enheter som använder sektionsstorlekar på 4096 byte. Vissa operativsystem som Windows Vista och 7 kräver specialdrivrutiner och uppdaterade verktyg som används som snabbkorrigering via Windows Update för att kunna hantera dessa enheter som start enheter. Den här snabbkorrigeringen är en del av Service Pack 1 för Windows 7 och många AF-enheter har drivrutiner för att aktivera dem på Windows XP.

ECC är en matematiskt härledd kod baserad på data lagrad i sektorn som används av diskkontrollen för att detektera om det finns ett problem med data och gör att de ursprungliga dataen kan rekonstrueras. Antalet bitar som kan korrigeras är begränsat baserat på den specifika algoritmen som används för att generera ECC som varierar av tillverkare och kan även skilja sig från enheter som tillverkats av samma företag.

Vad är dåliga sektorer?

En dålig sektor är en som inte kan tillförlitligt läsas eller skrivas. Det finns två anledningar till att detta kan hända. Den första är fysisk skada på inspelningsmediet eller andra typer av problem som resulterar i okorrigerbara läsfel som kan vara ett resultat av tillverkningsfel, magnetiskt slitage, flashminnecellen i en SSD kan ha slitit ut eller läs- / skrivhuvudet gjort kontakt med plattan som skadar magnetbeläggningen.

Alla enheter är ganska garanterade att leverera med dåliga sektorer. Gamla timers kan komma ihåg de dagar då de gick in i de dåliga sektorerna som tillverkaren hade listat på enheten i verktygsnätet för låg nivå innan de kunde partitionera och formatera enheten med operativsystemets inbyggda verktyg.

Lågnivåformatering och följdmarkering av dåliga eller marginala sektorer görs nu vid fabriken i slutet av produktionsprocessen så att användaren inte längre behöver oroa sig för det. Placeringen av dessa sektorer finns i den första av två listor med dåliga sektorer på enheten - P-LIST- eller primärfelistan. Hårddiskelektroniken ignorerar automatiskt sektorer på den här listan och de saktar inte åt köråtkomsten.

Med tiden kan andra sektorer börja visa problem. Detta kan bero på ett huvudkrasch, magnetiskt slitage och andra problem. Denna andra typ av fel kallas vanligen ett mjukfel eftersom, åtminstone i sina initiala steg, kan felen korrigeras med CRC och ECC-mekanismer.

När felen i dessa sektorer blir okorrigerbara eller för instabila, läggs de till i listan G-LIST eller odlad defekt. Dessa kommer automatiskt att omfördelas till extra sektorer på enheten. Om enheten har extra sektorer på samma spår, kommer de att användas först innan de omfördelas till en sektor på ett annat spår. Åtkomst till remapped sektorer saktar frekvensomriktaren och hastigheten fortsätter att släppa när G-LIST växer.

Hur blir sektorer märkta som "dåliga"?

För att förhindra dataförluster söker hårddiskkontrollen efter problem vid normal drift. Faktum är att skivkontrollen kommer att göra mycket av arbetet bakom kulisserna och aldrig ens låta operativsystemet veta vad som helst som har hänt.

Kom ihåg felkorrigeringskoden som finns i varje sektor? När frekvensomriktaren läser sektorsdata, recomputes den ECC och jämför den med ECC som lagras i sektorn. Om de inte matchar kommer det att försöka använda ECC för att rekonstruera de skadade data. Vad är dataförlust och hur man förhindrar det. Vad är dataförlust och hur man kan förhindra dataförbrytning är vanligare än du kanske tror, ​​och det kunde hända när du minst förväntar dig det. Håll dessa tips innan det är för sent! Läs mer . Om felmängden är liten och den kan korrigeras, levererar den helt enkelt de korrigerade dataen och ökar självkontrollen, analysen och rapporteringstekniken (SMART) -räknaren 195 (maskinvaru ECC-korrigering). Om det inte kan rätta till felet, kommer det att öka SMART-räknaren 198 (Offline Okorrigerbar Sektorräkning) och Räknare 197 (Nuvarande Avvaktande Sektorräkning) tills en skrivning försökt till den sektorn.

Dåliga sektorer omfördelas inte tills man försöker skriva till sektorn för att bevara möjligheten till dataräddning. Vad är dataåterställning och hur fungerar det? Vad är dataåterställning och hur fungerar det? Om du någonsin har upplevt en stor förlust av data har du säkert undrat dig om dataräddning - hur fungerar det? Läs mer via andra metoder. När en skrivoperation har försökts på en dålig sektor kommer kontrollanten att tilldela en ny tom sektor från reservpoolen för att ersätta den dåliga sektorn, defektflaggan uppdateras för att indikera att sektorn har omfördelats och G-LIST uppdateras. Eventuella data i den ursprungliga sektorn kan gå vilse om ett slutligt försök att läsa data misslyckas. Det är därför som alla avancerade återställningsförsök måste göras innan du skriver till en misstänkt dålig sektor.

Går vidare

Nu när vi har tittat in i enheten för att se vad som händer bakom gardinen, har du tillräcklig bakgrund för att bättre förstå hur operativsystemet och annan programvara kommer att fungera med det.

I del två kommer vi att titta på verktygen som tillhandahålls av operativsystemet, hårddisktillverkare och tredje parter som du kan använda för att diagnostisera och hantera dåliga sektorer. Vi kommer också att titta på verktyg som används för att övervaka den totala hälsan hos enheten. Med välgrundad användning av dessa verktyg kan du enkelt se om dåliga sektorer fördröjer ett överhängande felsökning eller om det är mer troligt att du kommer att ha många år kvar med dina älskade data.

Bildkredit: AF-diagram (CC by 3.0) av Dougolsen, hårddisk (CC by 2.0) av William Warby