Как называется технология позволяющая предсказывать появление ошибок жесткого диска
Если при загрузке компьютера появляется синий экран и заново перезагрузка. Часто это говорит о сбойных секторах на жестком диске (тут, конечно, нужно смотреть ошибку BSOD - там дается расшифровка его появления), в частности, boot-секторов, отвечающих за корректную загрузку операционной системы
При запуске системы постоянно запускается утилита chkdsk
Частые зависания при процедуре чтения и/или копирования файлов. Если в процессе перемещения или копирования большого файла таймер оставшегося времени часто стал уходить в бесконечность и больше не возвращается - это тревожный звоночек.
Вы никогда не делали и понятия не имеете, что такое дефрагментация
Кол-во переназначенных секторов
Счетчик показывает общее количество так называемых «переназначенных» секторов. Сбойный сектор на диске — это очень плохо, поэтому HDD использует специальную резервную область, куда отныне жесткий диск будет обращаться за данными, вместо этого сбойного сектора. Чем меньше параметр, тем хуже!
Наверное, самый главный показатель здоровья жесткого диска. Если этот атрибут, SMART отмечает как проблемный («Значение» (Value) приближается к «Порогу» (Threshold)) — существуют серьезные проблемы с износом одной из головок или поверхностью жесткого диска. Показатель не выставляется производителем, как Pin Up Time или Raw Read Error Rate, поэтому максимального значения у него нет
При наличии повреждённого сектора диск помечает его как нечитаемый и использует вместо него сектор в резервной области, сделав соответствующие пометки в специальном списке дефектов поверхности – G-list. Такая операция по назначению нового сектора на роль старого называется remap (ремап, ремапинг) либо переназначение, а используемый вместо повреждённого сектор – переназначенным. Новый сектор получает логический номер LBA старого, и теперь при обращении за данными к этому сектору (с этим номером) запрос будет перенаправляться в резервную область. А она — не бесконечная.
В данном атрибуте смотрим лучше обращать внимание на «Данные» (RAW), а не на «Значение» (Value). Т.к. VALUE может стоять 200 или 100 (по умолчанию системы, но это не значит, что у вас уже 200 ошибок). Именно поле RAW показывает реальное общее количество переназначенных секторов.Самый идеальный вариант в данном случае — ноль в поле «RAW». Даже единица в этом поле говорит о начавшихся проблемах.
Как проверить жёсткий диск на битые сектора
Давайте, выполним тестирование моего старенького HDD накопителя: SAMSUNG HD105SI 1Тб. Запускаю программу Victoria HDD/SSD от имени администратора Windows 10. Собственно, в правой стороне подраздела Инфо выбираю свой Накопитель. И дальше нажимаю Тестирование.
Сейчас будьте внимательны. Выберем режим Чтение, Игнорировать ошибки и переключимся на график, отметкой Grid. Запустим тестирование кнопкой Скан и дождёмся, пока индикатор выполнения превысит 40-60%. Можно остановить процесс кнопкой Стоп или подождать конца.
Диагностика результатов. Для оценки обратите внимание на разноцветные блоки. Наличие блоков серого цвета говорит о том, что диск работает нормально. Зелёные и оранжевые блоки — некоторые сектора повреждены. Допустимое значение: до 10 блоков зелёного цвета [1,0s].
Серые цвета [250] | Сектор в порядке, проблем с чтением нет. |
Зелёный [1,0s] | Отклик чуть больше, но всё ещё в норме. |
Оранжевый [3,0s] | Мягко говоря, сектор читается медленно. |
Красный [>] | Здесь сектор повреждён или не читается. |
Синий с крестом [Err] | Сектор уже не читается и вызывает сбои. |
Сразу же оценим график скорости чтения секторов на поверхности диска. На графике скорость последовательно снижается по мере проверки. Резкие точечные падения или явная неравномерность отсутствуют. Такие скорости не должны приводить к медленной загрузке.
Секция статистики. Макс. скорость 114MB/s , что отлично для такого накопителя. Средняя скорость 97MB/s говорит об отсутствии больших массивов замедленных секторов на поверхности. Мин. скорость на отрезке 80MB/s вполне допустима для работы с файлами…
Seek Error Rate
Жесткий диск постоянно находится в движении — его головки скользят по поверхности в поисках данных. Иногда этот процесс сбоит и блок магнитных головок оказывается не в том месте — это ошибка позиционирования. При их наличии имеются повреждения сервометок, возможны проблемы с охлаждением и механической частью (шпендель)
Жесткий диск контролирует правильность установки головок на требуемую дорожку поверхности для считывания данных. В случае, когда установка выполнилась неверно, фиксируется ошибка и операция повторяется. Для данного накопителя причиной большого числа ошибок явился перегрев. Как и в случае с Raw Read Error Rate, «Значение» не должно опуститься ниже «Порога». А в столбце «Данные» (RAW) должен быть (в идеале) ноль.
Pin Up Time
Атрибут показывает время за которое диск (шпендель) разогнался из полного покоя до своей рабочего состояния, до «паспортной» скорости, которую зашил производитель на заводе — оно отображено Значение «Порог» (Threshold). Соответственно «Значение»(Value) содержит текущий показатель, конкретный для этой модели и этого производителя. До порогового значения он опускаться не должен. Чем меньше параметр, тем хуже
Данный атрибут некоторыми SMART-программами выделен как критичный, хотя его критичность, на самом деле, спорна. В целом, на этот показатель можно не обращать внимание, т.к. он говорит, скорей, не о здоровье конкретно жесткого диска, а наличие проблем с его питанием — недостаточное напряжение в блоке питания.
Указания
Если при загрузке компьютера появляется синий экран и заново перезагрузка. Часто это говорит о сбойных секторах на жестком диске (тут, конечно, нужно смотреть ошибку BSOD - там дается расшифровка его появления), в частности, boot-секторов, отвечающих за корректную загрузку операционной системы
При запуске системы постоянно запускается утилита chkdsk
Частые зависания при процедуре чтения и/или копирования файлов. Если в процессе перемещения или копирования большого файла таймер оставшегося времени часто стал уходить в бесконечность и больше не возвращается - это тревожный звоночек.
Вы никогда не делали и понятия не имеете, что такое дефрагментация
[adace-ad >Даже, если вы никогда не слышали про SMART, шпиндель, SATA и другие страшные вещи, то Windows может сама давать недвусмысленные намеки на то, что с вашем жестким диском что-то не так.
Этапы развития технологии
В своем развитии технология SMART прошла три этапа. В первом поколении было реализовано наблюдение небольшого числа параметров. Никаких самостоятельных действий накопителя не предусматривалось. Запуск осуществлялся только командами по интерфейсу. Спецификации описывающей стандарт полностью нет, и, следовательно, не было и нет и четкого предначертания, о том, какие именно параметры надлежит контролировать. Более того, их определение и определение допустимого уровня их снижения целиком и полностью предоставлялся производителям винчестеров (что естественно в силу того, что производителю виднее что именно надлежит контролировать данном его винчестере, ибо все винчестеры слишком различны). И программное обеспечение, по этой причине, написанное, как правило, сторонними фирмами, не было универсальным, и могло ошибочно рапортовать о предстоящем сбое (путаница возникала из-за того, что под одним и тем же идентификатором различные производители хранили значения различных параметров). Имело место большое число жалоб на то, что число случаев обнаружения пред сбойного состояния чрезвычайно мало (особенности человеческой природы: получать хочется все и сразу, жаловаться на внезапные отказы дисков до внедрения SAMRT в голову как-то никому не приходило). Ситуация усугубилась еще и тем, что в большинстве случаев не были выполнены минимально необходимые требования для функционирования SMART (об этом поговорим позже). Статистика говорит о том, что число предсказываемых сбоев было менее 20%. Технология на этом этапе была далека от совершенства, но являлась революционным шагом вперед.
О втором этапе развития SMART - SMART II известно также не много. В основном наблюдались те же проблемы, что и с первой. Нововведениями являлись возможность фоновой проверки поверхности, выполняемая диском в автоматическом режиме при простоях и ведение журналов ошибок, расширился список контролируемых параметров (снова же в зависимости от модели и производителя). Статистика говорит о том, что число предсказываемых сбоев достигло 50%.
Современный этап представлен технологией SMART III. На ней остановимся подробней, попытаемся разобраться в общих чертах как она работает, что и зачем в ней нужно.
Нам уже известно, что SMART производит наблюдение за основными характеристиками накопителя. Эти параметры называются атрибутами. Необходимые к мониторингу параметры определяются производителем. Каждый атрибут имеет какую-то величину - Value. Обычно изменяется в диапазоне от 0 до 100 (хотя может быть в диапазоне до 200 или до 255), ее величина - это надежность конкретного атрибута относительно некоторого его эталонного значения (определяется производителем). Высокое значение говорит об отсутствии изменений данного параметра или, в зависимости от значения, его медленном ухудшении. Низкое значение говорит о быстрой деградации или о возможном скором сбое, т.е. чем выше значение Value атрибута, тем лучше. Некоторыми программами мониторинга выводится значение Raw или Raw Value - это значение атрибута во внутреннем формате (который так же различен у дисков разных моделей и разных производителей), в том, в котором он хранится в накопителе. Для простого пользователя он малоинформативен, больший интерес представляет посчитанное из него значение Value. Для каждого атрибута производителем определяется минимальное возможное значение, при котором гарантируется безотказная работа накопителя - Threshold. При значении атрибута ниже величины Threshold очень вероятен сбой в работе или полный отказ. Осталось только добавить, что атрибуты бывают критически важными и некритически. Выход критически важного параметра за пределы Threshold фактический означает выход из строя, выход за переделы допустимых значений некритически важного параметра свидетельствует о наличии проблемы, но диск может сохранять свою работоспособность (хотя, возможно, с некоторым ухудшением некоторых характеристик: производительности например).
К наиболее часто наблюдаемым критически важным характеристикам относятся: Raw Read Error Rate - частота ошибок при чтении данных с диска, происхождение которых обусловлено аппаратной частью диска.
Spin Up Time - время раскрутки пакета дисков из состояния покоя до рабочей скорости. При расчете нормализованного значения (Value) практическое время сравнивается с некоторой эталонной величиной, установленной на заводе. Не ухудшающееся немаксимальное значение при Spin Up Retry Count Value = max (Raw равном 0) не говорит ни о чем плохом. Отличие времени от эталонного может быть вызвано рядом причин, например блок питания подкачал.
Spin Up Retry Count - число повторных попыток раскрутки дисков до рабочей скорости, в случае если первая попытка была неудачной. Ненулевое значение Raw (соответственно немаксимальное Value) свидетельствует о проблемах в механической части накопителя.
Seek Error Rate - частота ошибок при позиционировании блока головок. Высокое значение Raw свидетельствует о наличии проблем, которыми могут являться повреждение сервометок, чрезмерное термическое расширение дисков, механические проблемы в блоке позиционирования и др. Постоянное высокое значение Value говорит о том, что все хорошо.
Reallocated Sector Count - число операций переназначения секторов. SMART в современных способен произвести анализ сектора на стабильность работы "на лету" и в случае признания его сбойным произвести его переназначение. Ниже мы поговорим об этом подробнее.
Все происходящие ошибки и изменения параметров фиксируются в журналах SMART. Эта возможность появилась уже в SMART II. Все параметры журналов - назначение, размер, их число определяются изготовителем винчестера. Нас с вами в настоящий момент интересует только факт их наличия. Без подробностей. Информация хранящаяся в журналах используется для анализа состояния и составления прогнозов.
Если не вдаваться в подробности, то работа SMART проста - при работе накопителя просто отслеживаются все возникающие ошибки и подозрительные явления, которые находят отражение в соответствующих атрибутах. Кроме того начиная так же со SMART II у многих накопителей появились функции самодиагностики. Запуск тестов SMART возможен в двух режимах, off-line - тест выполняется фактически в фоновом режиме, так как накопитель в любое время готов принять и выполнить команду, и монопольном при котором при поступлении команды, выполнение теста завершается.
Документировано существует три типа тестов самодиагностики: фоновый сбор данных (Off-line collection), сокращенный тест (Short Self-test), расширенный тест (Extended Self-test). Два последних способны выполняться как в фоновом, так и в монопольном режимах. Набор тестов в них входящих не стандартизирован.
Продолжительность их выполнения может быть от секунд до минут и часов. Если вы вдруг не обращаетесь к диску, а он при этом издатет звуки как и при рабочей нагрузке - он просто похоже занимается самоанализом. Все данные собранне в результате таких тестов будут также сохранены в журналах и аттрибутах.
Время раскрутки
Текущее количество нестабильных секторов.
Предвестник больших проблем. Данный атрибут показывает количество секторов, которые диск не смог прочитать с первого раза. Операция будет проведена еще раз при повторном обращении к этому сектору. Если он не прочитается и второй раз, то он улетит в переназначенные сектора (Reallocated Sector Count)
Непрочитанный второй раз сектор будет переназначен в резервную область (как мы уже знаем, это называется ремап). Если всё-таки сектор будет прочтен, то он будет помечен, как стабильный и атрибут улучшиться. Ошибки в этом параметре могут быть вызваны банальным выключением ПК из сети или севшим ноутбуком — в общем, некорректным заверением работы Windows.
Сегодня, хотелось бы чуточку подробнее поговорить о вскользь упомянутой в предыдущей статье о критериях выбора винчестера технологии SMART, а также выяснить вопрос о появлении плохих секторов при проверке поверхности специальными программами и исчерпании резервной поверхности для их переназначения - вопросу, поднятому на форуме из прошлой статьи.
Для начала как всегда краткий исторический экскурс. Надежность жесткого диска (и любого устройства хранения в самом общем случае) всегда придается огромное значение. И дело отнюдь не в его стоимости, а в ценности той информации, которую он уносит с собой в мир иной, уходя из жизни сам, и в потерях прибыли, связанных с простоями при выходе из строя винчестеров, если речь идет о бизнес-пользователях, даже в том случае, если информация осталась. И вполне естественно, что о таких неприятных моментах хочется знать заранее. Даже обычные рассуждения на бытовом уровне подсказывают, что наблюдение за состоянием прибора в работе, может подсказать такие моменты. Осталось только каким-то образом реализовать это наблюдение в винчестере.
Впервые над этой задачей задумались инженеры голубого гиганта (IBM то бишь). И в 1995 году они предложили технологию, отслеживающую несколько критически важных параметров накопителя, и делающую попытки на основании собранных данных предсказать выход его из строя - Predictive Failure Analysis (PFA). Идею подхватила Compaq, которая чуть позже создала свою технологию - IntelliSafe. В разработке Compaq также поучаствовали Seagate, Quantum и Conner. Созданная ими технология также отслеживала ряд рабочих характеристик диска, сравнивала их с допустимым значением и рапортовала хост-системе в случае наличия опасности. Это был огромный шаг вперед если и не в повышении надежности винчестеров, то хотя бы в уменьшении риска потери информации при их использовании. Первые попытки оказались удачными, и показали необходимость дальнейшего развития технологии. Уже в объединении всех крупных производителей жестких дисков появилась технология S.M.A.R.T (Self Monitoring Analysing and Reporting Technology), базирующаяся на технологиях IntelliSafe и PFA (кстати говоря, PFA существует и поныне, как набор технологий для наблюдения и анализа за различными подсистемами серверов IBM, в том числе и дисковой подсистемой, причем наблюдение за последней базируется именно на технологии SMART).
Итак, SMART - это технология внутренней оценки состояния диска, и механизм предсказания возможного выхода из строя жесткого диска. Важно отметить то, что технология в принципе не решает возникающих проблем (основные из них показаны на рисунке чуть ниже), она способна лишь предупредить об уже возникшей проблеме либо об ожидающейся в ближайшем времени.
При этом нужно также сказать, что технология не в состоянии предсказать абсолютно все возможные проблемы и это логично: выход электроники в результате скачка напряжения, порча головок и поверхности в результате удара и т.п. никакая технология предсказать не в силах. Предсказуемы лишь те проблемы, которые связаны с постепенным ухудшением каких-либо характеристик, равномерной деградацией каких либо компонент.
Ох уж эти плохие сектора.
Теперь вернемся к вопросу бэд-секторов, с которых все началось. В SMART III появилась функция, позволяющая прозрачно для пользователя переназначать BAD сектора. Работает механизм достаточно просто, при неустойчивом чтении сектора, или же ошибки его чтения, SMART заносит его в список нестабильных и увеличит их счетчик (Current Pending Sector Count). Если при повторном обращении сектор будет прочитан без проблем, он будет выброшен из этого списка. Если же нет, то при предоставившейся возможности - при отсутствии обращений к диску, диск начнет самостоятельную проверку поверхности, в первую очередь подозрительных секторов. Если сектор будет признан сбойным, то он будет переназначен на сектор из резервной поверхности (соответственно RSC увеличиться). Такое фоновое переназначение приводит к тому, что на современных винчестерах сбойные секторы практически никогда не видны при проверке поверхности сервисными программами. В тоже время, при большом числе плохих секторов их переназначение не может происходить до бесконечности. Первый ограничитель очевиден - это объем резервной поверхности. Именно этот случай я имел ввиду. Второй не столь очевиден - дело в том, что у современных винчестеров есть два дефект-листа P-list (Primary, заводской) и G-list (Growth, формируется непосредственно во время эксплуатации). И при большом числе переназначений может оказаться так, что в G-list не оказывается места для записи о новом переназначении. Эта ситуация может быть выявлена по высокому показателю переназначенных секторов в SMART. В этом случае еще не все потеряно, но это выходит за рамки данной статьи.
Итак, используя данные SMART даже не нося диск в мастерскую можно довольно точно сказать, что с ним происходит. Существуют различные технологии-надстройки над SMART, которые позволяют определить состояние диска еще более точно и практически достоверно причину его неисправности. Об этих технологиях мы поговорим в отдельной статье.
Нужно знать, что приобретения накопителя со SMART не достаточно, для того, что бы быть в курсе всех происходящих с диском проблем. Диск, конечно, может следить за своим состоянием и без посторонней помощи, но он не сможет сам предупредить в случае приближающейся опасности. Нужно что-то, что позволит на основании данных SMART выдать предупреждение. (обычная цепочка приведена на рисунке чуть ниже).
Как вариант возможен BIOS, который при загрузке при включенной соответствующей опции проверяет состояние SMART накопителей. А если же вам хочется вести постоянный контроль за состоянием диска, необходимо использовать какую-то программу мониторинга. Тогда вы сможете видеть информацию в подробном и удобном виде.
SmartMonitor из HDD Speed работающий под DOS
SIGuiardian, работающая из Windows
Об этих программах мы также поговорим в отдельной статье. Именно это я имел ввиду, когда говорил о том, что по началу не выполнялись необходимые требования при эксплуатации жестких дисков с SMART .
Как работать с программой Victoria HDD/SSD
Причин замедления загрузки Windows существует довольно много. Большую часть из них возможно проверить и отбросить с помощью простых тестов. Особенно актуально, если система располагается на жёстком диске. Сама же Victoria HDD/SSD служит для диагностики накопителей.
Задачи. Проверить состояние жёсткого диска (на его повреждение или износ поверхности). Познакомить пользователя с параметрами тестирования. Произвести полную диагностику полученных результатов. Оценить здоровье накопителя с помощью самодиагностики S.M.A.R.T.
Ингредиенты
LMR, PMR, CMR и TDMR: в чем разница?
Принцип работы жестких дисков достаточно прост. Тонкие металлические пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала (кристаллического вещества, способного сохранять намагниченность даже при отсутствии воздействия на него внешнего магнитного поля при температуре ниже точки Кюри) движутся относительно блока пишущих головок на большой скорости (5400 оборотов в минуту или более). При подаче электрического тока на пишущую головку возникает переменное магнитное поле, которое изменяет направление вектора намагниченности доменов (дискретных областей вещества) ферромагнетика. Считывание данных происходит либо за счет явления электромагнитной индукции (перемещение доменов относительно сенсора вызывает в последнем возникновение переменного электрического тока), либо за счет гигантского магниторезистивного эффекта (под действием магнитного поля изменяется электрическое сопротивление датчика), как это реализовано в современных накопителях. Каждый домен кодирует один бит информации, принимая логическое значение «0» или «1» в зависимости от направления вектора намагниченности.
Долгое время жесткие диски использовали метод продольной магнитной записи (Longitudinal Magnetic Recording, LMR), при котором вектор намагниченности доменов лежал в плоскости магнитной пластины. Несмотря на относительную простоту реализации, данная технология имела существенный недостаток: для того чтобы побороть коэрцитивность (переход магнитных частиц в однодоменное состояние), между треками приходилось оставлять внушительную буферную зону (так называемое guard space — защитное пространство). Вследствие этого максимальная плотность записи, которой удалось добиться на закате данной технологии, составляла всего 150 Гбит/дюйм 2 .
В 2010 году LMR была практически полностью вытеснена PMR (Perpendicular Magnetic Recording — перпендикулярная магнитная запись). Главное отличие данной технологии от продольной магнитной записи состоит в том, что вектор магнитной направленности каждого домена располагается под углом 90° к поверхности магнитной пластины, что позволило существенно сократить промежуток между треками.
За счет этого плотность записи данных удалось заметно увеличить (до 1 Тбит/дюйм 2 в современных устройствах), при этом не жертвуя скоростными характеристиками и надежностью винчестеров. В настоящее время перпендикулярная магнитная запись является доминирующей на рынке, в связи с чем ее также часто называют CMR (Conventional Magnetic Recording — обычная магнитная запись). При этом надо понимать, что между PMR и CMR нет ровным счетом никакой разницы — это всего лишь другой вариант названия.
Изучая технические характеристики современных жестких дисков, вы также можете наткнуться на загадочную аббревиатуру TDMR. В частности, данную технологию используют накопители корпоративного класса Western Digital Ultrastar 500-й серии. С точки зрения физики TDMR (что расшифровывается как Two Dimensional Magnetic Recording — двумерная магнитная запись) ничем не отличается от привычной нам PMR: как и прежде, мы имеем дело с непересекающимися треками, домены в которых ориентированы перпендикулярно плоскости магнитных пластин. Разница между технологиями заключается в подходе к считыванию информации.
В блоке магнитных головок винчестеров, созданных по технологии TDMR, на каждую пишущую головку приходятся по два считывающих сенсора, осуществляющих одновременное чтение данных с каждого пройденного трека. Такая избыточность дает возможность контроллеру HDD эффективно фильтровать электромагнитные шумы, появление которых обусловлено межтрековой интерференцией (Intertrack Interference, ITI).
Решение проблемы с ITI обеспечивает два чрезвычайно важных преимущества:
- снижение коэффициента помех позволяет повысить плотность записи за счет уменьшения расстояния между треками, обеспечивая выигрыш по общей емкости вплоть до 10% по сравнению с обычной PMR;
- в сочетании с технологией RVS и трехпозиционным микроактуатором, TDMR позволяет эффективно противостоять ротационной вибрации, вызванной работой винчестеров, что помогает добиться стабильного уровня производительности даже в наиболее сложных условиях эксплуатации.
Что такое SMR и с чем его едят?
Размеры пишущей головки примерно в 1,7 раза больше по сравнению с размерами считывающего сенсора. Столь внушительная разница объясняется достаточно просто: если записывающий модуль сделать еще более миниатюрным, силы магнитного поля, которое он сможет генерировать, окажется недостаточно для намагничивания доменов ферромагнитного слоя, а значит, данные попросту не будут сохраняться. В случае со считывающим сенсором такой проблемы не возникает. Более того: его миниатюризация позволяет дополнительно снизить влияние упомянутой выше ITI на процесс считывания информации.
Данный факт лег в основу черепичной магнитной записи (Shingled Magnetic Recording, SMR). Давайте разбираться, как это работает. При использовании традиционного PMR пишущая головка смещается относительно каждого предыдущего трека на расстояние, равное ее ширине + ширина защитного пространства (guard space).
При использовании черепичного метода магнитной записи пишущая головка смещается вперед лишь на часть своей ширины, поэтому каждый предыдущий трек оказывается частично перезаписан последующим: магнитные дорожки накладываются друг на друга подобно кровельной черепице. Такой подход позволяет дополнительно повысить плотность записи, обеспечивая выигрыш по емкости до 10%, при этом не отражаясь на процессе чтения. В качестве примера можно привести Western Digital Ultrastar DC HC 650 — первые в мире 3.5-дюймовые накопители объемом 20 ТБ с интерфейсом SATA/SAS, появление которых стало возможным именно благодаря новой технологии магнитной записи. Таким образом, переход на SMR-диски позволяет повысить плотность хранения данных в тех же стойках при минимальных затратах на модернизацию IT-инфраструктуры.
Несмотря на столь значительное преимущество, SMR имеет и очевидный недостаток. Поскольку магнитные дорожки накладываются друг на друга, при обновлении данных потребуется перезапись не только требуемого фрагмента, но и всех последующих треков в пределах магнитной пластины, объем которой может превышать 2 терабайта, что чревато серьезным падением производительности.
Решить данную проблему помогает объединение определенного количества треков в обособленные группы, называемые зонами. Хотя такой подход к организации хранения данных несколько снижает общую емкость HDD (поскольку между зонами необходимо сохранять достаточные промежутки, препятствующие перезаписи треков из соседних групп), это позволяет существенно ускорить процесс обновления данных, так как теперь в нем участвует лишь ограниченное количество дорожек.
Черепичная магнитная запись предполагает несколько вариантов реализации:
- Drive Managed SMR (SMR, управляемая диском)
Недостаток этого подхода заключается в изменчивости уровня производительности, в связи с чем Drive Managed SMR оказывается неподходящей для корпоративных приложений, в которых постоянство быстродействия системы является критически важным параметром. Тем не менее такие диски хорошо показывают себя в сценариях, предоставляющих достаточное время для выполнения фоновой дефрагментации данных. Так, например, DMSMR-накопители WD Red, оптимизированные для использования в составе малых NAS на 8 отсеков, станут отличным выбором для системы архивирования или резервного копирования, предполагающей долговременное хранение бэкапов.
- Host Managed SMR (SMR, управляемая хостом)
При использовании HMSMR весь доступный объем накопителя разделяется на зоны двух типов: Conventional Zones (обычные зоны), которые используются для хранения метаданных и произвольной записи (по сути, играют роль кэша), и Sequential Write Required Zones (зоны последовательной записи), занимающие большую часть общей емкости жесткого диска, в которых данные записываются строго последовательно. Неупорядоченные данные сохраняются в области кэширования, откуда затем могут быть перенесены в соответствующую зону последовательной записи. Благодаря этому все физические сектора записываются последовательно в радиальном направлении и перезаписываются только после циклического переноса, что позволяет добиться стабильной и предсказуемой производительности системы. При этом HMSMR-диски поддерживают команды произвольного чтения аналогично накопителям, использующим стандартный PMR.
Host Managed SMR реализована в жестких дисках enterprise-класса Western Digital Ultrastar HC DC 600-й серии.
Линейка включает в себя SATA- и SAS-накопители высокой емкости, ориентированные на использование в составе гипермасштабных центров обработки данных. Поддержка Host Managed SMR существенно расширяет сферу применения таких винчестеров: помимо систем резервного копирования, они прекрасно подойдут для облачных хранилищ, CDN или стриминговых платформ. Высокая емкость жестких дисков позволяет существенно повысить плотность хранения (в тех же стойках) при минимальных затратах на апгрейд, а низкое энергопотребление (не более 0,29 Ватта на каждый терабайт сохраненной информации) и тепловыделение (в среднем на 5 °C ниже, чем у аналогов) — дополнительно сократить операционные расходы на обслуживание ЦОДа.
Единственным недостатком HMSMR является сравнительная сложность имплементации. Все дело в том, что на сегодняшний день ни одна операционная система или приложение не умеют работать с подобными накопителями «из коробки», в силу чего для адаптации IT-инфраструктуры требуются серьезные изменения стека программного обеспечения. В первую очередь это касается, конечно же, самой ОС, что в условиях современных ЦОД, использующих многоядерные и многосокетные сервера, является достаточно нетривиальной задачей. Узнать подробнее о вариантах реализации поддержки Host Managed SMR можно на специализированном ресурсе ZonedStorage.io, посвященном вопросам зонального хранения данных. Собранные здесь сведения помогут предварительно оценить степень готовности вашей IT-инфраструктуры для перевода на зональные системы хранения.
- Host Aware SMR (SMR, поддерживаемая хостом)
Подобно Host Managed SMR, Host Aware SMR использует два типа зон: Conventional Zones для произвольной записи и Sequential Write Preferred Zones (зоны, предпочтительные для последовательной записи). Последние, в отличие от упомянутых выше Sequential Write Required Zones, автоматически переводятся в разряд обычных в том случае, если в них начинает вестись неупорядоченная запись данных.
Реализация SMR с поддержкой хоста предусматривает внутренние механизмы восстановления после непоследовательной записи. Неупорядоченные данные записываются в области кэширования, откуда диск может переносить информацию в зону последовательной записи, после того как будут получены все необходимые блоки. Для управления неупорядоченной записью и фоновой дефрагментацией диск использует таблицу косвенного обращения. Однако, если корпоративным приложениям требуется предсказуемая и оптимизированная производительность, достичь этого по-прежнему можно лишь в случае, когда хост берет на себя полное управление всеми потоками данных и зонами записи.
Пошаговая инструкция. Обновление Victoria 5.37 от 14 октября 2021 г.
К сожалению, классические жёсткие диски совсем не вечны. Со временем на них появляются фрагментированные, повреждённые или битые сектора. Выполнить дефрагментацию диска можно средствами системы. С восстановлением повреждённого пространства уже посложнее.
Эта статья расскажет, как пользоваться Victoria HDD/SSD. Ранее рассматривали Victoria HDD 4.4.7, спустя 8 лет она обновилась. Все основные аспекты остались: оценка здоровья жёсткого диска и выполнение автоматической замены битых секторов. Добавили поддержку SSD накопителей.
Ошибки позиционирования
Частота появления ошибок при чтении с диска
[adace-ad Read Error Rate
Частота ошибок при операции чтения с жесткого диска. Большое количество ошибок (меньшее значение атрибута) говорит о том, что с аппаратной частью диска не всё в порядке.Чем меньше параметр, тем хуже
Данный атрибут — главный показатель здоровья именно механики жесткого диска. Любое замедление блока магнитных головок может вылиться в ошибки чтения, так же как и падения, удары, перегрев и другие физические воздействия на диск. Тут важно понимать, что появление этих ошибок уже означает отрицательную динамику — их будет только больше. Остается только надеяться, что это не произойдет так быстро.
Главный нюанс атрибута Raw Read Error Rate в том, что именно параметр Данные «RAW» показывает реальное количество ошибок, а не параметр «Значение». Поэтому, даже если SMART-программы вам говорят о том, что всё в порядке, обратите внимание на «Данные». В нашем случае, Value=200, а RAW=1380, т.е. реальное количество ошибок чтения у нас 1380!
Однако и тут есть некоторые особенности. Часто винчестеры фирмы Seagate и Samsung в поле RAW показывают умопомрачительные значения под десятки тысяч или миллионов — понятно, что это неверная информация от SMART-программы — ваш диск при таком количестве ошибок был бы уже труп. ИТОГ: В данном атрибуте надо смотреть на RAW — он показывает реальные данные. Но если этот показатель показывает миллионные значения — то лучше ориентироваться на показатель «Значение» (Value)
Расшифровка атрибутов самодиагностики S.M.A.R.T
Система S.M.A.R.T постоянно диагностирует состояние жёсткого диска. Здоровье отображается набором атрибутов в таблице. Возрастание некоторых значений может обозначать повреждение накопителя. В подразделе S.M.A.R.T достаточно Получить атрибуты S.M.A.R.T.
Это действие выведет оценку состояния жёсткого диска. Состояние моего диска достойное, несмотря на значительное количество проблем. Снизу показывает общий статус «inideal». Раздел содержит множество параметров, с помощью которых и оценивается общее состояние.
1. Частота появления ошибок чтения [Raw Read Error Rate] | параметр, показывающий частоту ошибок чтения (конечно же, чем больше ошибок, тем хуже); |
2. Производительность [Throughput Performance] | общая производительность жёсткого диска (уменьшение значения говорит о наличии проблем с диском); |
3. Время раскрутки шпинделя [Spin — Up Time] | количество времени необходимое для достижения нужной скорости вращения (увеличивается в процессе использования устройства); |
4. Количество стартов и пробуждений [Number of Spin-Up Times] | показывает, сколько раз диск включался/выключался (помните, что новые диски также проходят тестирование); |
5. Количество переназначенных секторов [Reallocated Sector Count] | показывает сколько секторов были повторно назначенные в специальную зарезервированную область диска; |
7. Частота ошибок позиционирования [Seek Error Rate] | отображает частоту ошибок перемещения блока магнитной головки; |
8. Быстродействие системы позиционирования [Seek Time Performance] | указывает среднюю производительность операции позиционирования магнитными головками; |
9. Время наработки накопителя [Power On Hours Count] | содержит количество часов, которое проработал жёсткий диск за всё время; |
10. Количество повторных попыток раскрутки [Spin-Up Retry Count] | показывает количество повторных стартов шпинделя; |
11. Число повторов рекалибровки [Recalibration retries] | количество повторов запросов рекалибровки в случае если первая попытка была неудачной; |
12. Количество включений питания [Power cycle count] | количество полных циклов включения-отключения накопителя; |
191. Количество срабатываний датчика удара [G-SENSOR shock counter] | количество ошибок, возникающих в результате сотрясений или ударов; |
192. Количество внезапных выключений питания [Power-off retract count] | суммарное количество циклов включения/выключения питания диска; |
194. Температура гермоблока [HDA Temperature] | показывает значение рабочей температуры жёсткого диска; |
195. Аппаратно скорректированные ошибки [Hardware ECC recovered] | отображает число коррекции ошибок аппаратной частью диска (чтение, позиционирование, передача по внешнему интерфейсу); |
196. Попыток переназначений секторов [Reallocation event count] | содержит количество операций переназначения секторов; |
197. Кандидатов на переназначение [Current pending sectors] | сектора жёсткого диска, которые ещё не были помечены как плохие, но уже отличаются по чтению от стабильных секторов; |
198. Дефектные секторы во время самотеста [Offline scan UNC sectors] | число неисправимых ошибок по обращению к сектору; |
199. Ошибки передачи данных через DMA [Ultra DMA CRC Error Count] | число ошибок, которые происходят во время передачи данных во внешнем интерфейсе; |
200. Частота ошибок записи [Write Error Rate] | показывает общее количество ошибок записи; |
223. Число повторных попыток запарковаться [Load retry count] | новых попытки выгрузок/загрузок блока магнитных головок после неудачной попытки; |
225. Число циклов парковки [Load cycle count] | циклы перемещения блока магнитных головок в парковочную область. |
Помните, что ломать — это Вам не строить. Производитель указывает возможность мелкого ремонта жёстких дисков. Собственно, не рекомендуем пользоваться этой функцией. Особенно если же боитесь потерять данные. По возможности делайте бэкап (резервное копирование).
Игнорировать [Ignore] | То, что выбиралось ранее при тестировании диска. Ничего не делать с повреждёнными секторами. |
Починить [Remap] | Автоматическая замена нерабочих секторов рабочими. В редких случаях может помочь. |
Стереть [Erase] | Очистка данных с повреждённых секторов с последующей их перезаписью. |
Обновить [Restore] | Восстановление данных в битых секторах с найденными ранее ошибками. |
Вы делаете всё на свой страх и риск. Достаточно выбрать значение Починить и нажать Старт. Конечно же, надёжней будет заменить накопитель на полностью рабочий. При использовании значения Стереть, все данные стираются. Пользуйтесь только, если готовы к такому исходу.
К счастью, за последний год программа Victoria HDD/SSD хорошенько обновилась. Популярной ранее была версия Victoria HDD 4.47. Производитель не только обновил интерфейс, добавил русскую локализацию, но и расширил функциональность. Плюс, поддержка SSD, даже NVMe…
Мой HDD накопитель имеет несколько зелёных блоков. Сегменты красного или синего цвета должны заставит Вас задуматься о замене диска. Такие данные скоростей соответствуют 60-90 секундам до возможности пользоваться Windows 10. Ну и график без аномалий и просадок.
В посте собран перечень 20 лучших бесплатных инструментов разбивки, диагностики, шифрования, восстановления, клонирования, форматирования дисков. Вообщем практически все что нужно для базовой работы с ними.
1. TestDisk
TestDisk позволяет восстанавливать загрузочные разделы, удаленные разделы, фиксировать поврежденные таблицы разделов и восстанавливать данные, а также создавать копии файлов с удаленных/недоступных разделов.
Примечание: PhotoRec ето связанное с TestDisk приложением. С его помощью возможно восстановить данные в памяти цифровой камеры на жестких дисках и компакт-дисках. Кроме того можно восстановить основные форматы изображений, аудиофайлы, текстовые документы, HTML-файлы и различные архивы.
При запуске TestDisk предоставляется список разделов жесткого диска, с которыми можно работать. Выбор доступных действий, осуществляемых в разделах, включает: анализ для корректировки структуры (и последующее восстановление, в случае обнаружения проблемы); изменение дисковой геометрии; удаление всех данных в таблице разделов; восстановление загрузочного раздела; перечисление и копирование файлов; восстановление удаленных файлов; создание снапшота раздела.
2. EaseUS Partition Master
EaseUS Partition Master — инструмент для работы с разделами жесткого диска. Он позволяет создавать, перемещать, объединять, разделять, форматировать, изменяя их размер и расположение без потери данных. Также помогает восстанавливать удаленные или потерянные данные, проверять разделы, перемещать ОС на другой HDD/SSD и т.д.
Слева представлен перечень операций, которые можно выполнить с выбранным разделом.
3. WinDirStat
Бесплатная программа WinDirStat проводит анализ использованного места на диске. Демонстрирует, как данные распределяются и какие из них занимают больше места.
Клик по полю в диаграмме выведет на экран рассматриваемый файл в структурном виде.
После загрузки WinDirStat и выбора дисков для анализа, программа сканирует дерево каталога и предоставляет статистику в таких вариантах: список каталогов; карта каталогов; список расширений.
4. Clonezilla
Clonezilla создает образ диска с инструментом клонирования, который также упакован с Parted Magic и первоначально доступен, как автономный инструмент. Представлен в двух версиях: Clonezilla Live и Clonezilla SE (Server Edition).
Clonezilla Live является загрузочным дистрибутивом Linux, позволяющим клонировать отдельные устройства.
Clonezilla SE — это пакет, который устанавливается на дистрибутиве Linux. Он используется для одновременного клонирования множества компьютеров по сети.
5. OSFMount
Использование данной утилиты дает возможность монтировать ранее сделанные образы дисков и представлять их в виде виртуальных приводов, непосредственно просмотривая сами данные. OSFMount поддерживает файлы образов, такие как: DD, ISO, BIN, IMG, DD, 00n, NRG, SDI, AFF, AFM, AFD и VMDK.
Дополнительная функция OSFMount — создание RAM-дисков, находящихся в оперативной памяти компьютера, что существенно ускоряет работу с ними. Для запуска процесса нужно перейти в File > Mount new virtual disk.
6. Defraggler
Defraggler — бесплатная программа для дефрагментации жесткого диска, которая способствует увеличению его скорости и срока службы. Особенностью программы является возможность дефрагментации также и отдельных файлов.
Поддерживает файловые системы NTFS, FAT32 и exFAT.
7. SSDLife
SSDLife — проводит диагностику твердотельного диска, выводит на экран информацию о его состоянии и оценивает предполагаемый срок службы. Поддерживает удаленный мониторинг, управляет уровнем производительности на некоторых моделях жестких дисков.
Благодаря контролю износа SSD можно повысить уровень безопасности данных, вовремя выявлять проблемы. На основе анализа программа делает вывод насколько часто используется твердотельный диск.
8. Darik’s Boot And Nuke (DBAN)
Довольно популярная бесплатная утилита DBAN, применяется для очистки жестких дисков.
В DBAN два основных режима: интерактивный (interactive mode) и автоматический (аutomatic mode). Интерактивный режим позволяет подготовить диск к удалнию данных и выбирать необходимые опции стирания. Автоматический режим очищает все обнаруженные диски.
9. HD Tune
Утилита HD Tune предназначена для работы с жестким диском и SSD. Измеряет уровень чтения-записи HDD/SSD, сканирует ошибки, проверяет состояние диска и выводит на экран информацию о нем.
При запуске приложения, нужно выбрать диск из выпадающего списка и перейти к надлежащей вкладке, чтобы просмотреть информацию.
10. VeraCrypt
VeraCrypt — бесплатное приложение для шифрования с открытым исходным кодом. Используется шифрование на лету.
Проект VeraCrypt создался на основе TrueCrypt с целью усиления методов защиты ключей шифрования.
11. CrystalDiskInfo
CrystalDiskInfo отображает состояние жестких дисков, поддерживающих технологию S.M.A.R.T. Утилита проводит мониторинг, оценивает общее состояние и отображает детальную информацию о жестких дисках (версия прошивки, серийный номер, стандарт, интерфейс, общее время работы и т. д.). У CrystalDiskInfo есть поддержка внешних жестких дисков.
В верхней панели на экране отображаются все активные жесткие диски. Щелчок по каждому из них показывает информацию. Иконки Health Status и Temperature меняют цвет в зависимости от значения.
12. Recuva
Утилита Recuva служит для восстановления случайно удаленных или потерянных файлов. Она сканирует нужный носитель информации, после чего выводит на экран список удаленных файлов. Каждый файл имеет свои параметры (имя, тип, путь, вероятность восстановления, состояние).
Необходимые файлы определяются с помощью функции предпросмотра и отмечаются флажками. Результат поиска можно отсортировать по типу (графика, музыка, документы, видео, архивы) и сразу просмотреть содержимое.
13. TreeSize
Программа TreeSize показывает дерево находящихся на жестком диске директорий с предоставлением информации об их размерах, а также проводит анализ использования дискового пространства.
Размеры папок выводятся на экран от самых больших до самых маленьких. Таким образом становится понятно, какие папки занимают большую часть места.
Примечание: При наличии Defraggler, Recuva и TreeSize, можно инициировать функции Defraggler и Recuva для определенной папки непосредственно из TreeSize — все три приложения эффективно интегрируются.
14. HDDScan
HDDScan — утилита диагностики жесткого диска, используется для тестирования накопителей информации (HDD, RAID, Flash) с целью выявления ошибок. Просматривает S.M.A.R.T. атрибуты, выводит показания датчиков температуры жестких дисков в панель задач и выполняет сравнительный тест чтения-записи.
HDDScan предназначена для тестирования накопителей SATA, IDE, SCSI, USB, FifeWire (IEEE 1394).
15. Disk2vhd
Бесплатная утилита Disk2vhd преобразует действующую физический диск в виртуальный Virtual Hard Disk (VHD) для платформы Microsoft Hyper-V. Причем, VHD-образ можно создавать прямо с запущенной операционной системы.
Disk2vhd создает один VHD-файл для каждого диска с избранными томами, сохраняя информацию о разделах диска и копируя только те данные, которые относятся к выбранному тому.
16. NTFSWalker
Портативная утилита NTFSWalker позволяет проводить анализ всех записей (включая и удаленные данные) в главной файловой таблице MFT диска NTFS.
Наличие собственных драйверов NTFS дает возможность просматривать файловую структуру без помощи Windows на любых носителях чтения компьютера. К просмотру доступны удаленные файлы, обычные файлы, а также подробные атрибуты для каждого файла.
17. GParted
GParted — редактор дисковых разделов с открытым исходным кодом. Осуществляет эффективное и безопасное управление разделами (создание, удаление, изменение размера, перемещение, копирование, проверка) без потери данных.
GParted позволяет создавать таблицы разделов (MS-DOS или GPT), включать, отключать и изменять атрибуты, выравнивать разделы, восстанавливать данные с поврежденных разделов и многое другое.
18. SpeedFan
Компьютерная программа SpeedFan следит за показателями датчиков материнской платы, видеокарты и жёстких дисков, с возможностью регулирования скорости вращения установленных вентиляторов. Есть возможность проводить автоматическую и ручную регулировку.
SpeedFan работает с жесткими дисками с интерфейсом SATA, EIDE и SCSI.
19. MyDefrag
MyDefrag — бесплатный дисковой дефрагментатор, который используется для упорядочивания данных, размещенных на жестких дисках, дискетах, дисках USB и картах памяти.
У программы есть удобная функция работы в режиме скринсейвера, в результате чего дефрагментация будет производится во время, назначенное для запуска хранителя экрана. MyDefrag также позволяет создавать или настраивать собственные сценарии.
20. DiskCryptor
С помощью шифровальной программы DiskCryptor с открытым исходным кодом, можно полностью зашифровать диск (все дисковые разделы, включая системный).
У DiskCryptor довольно высокая производительность — это один из самых быстрых драйверов шифрования дисковых томов. Программа поддерживает FAT12, FAT16, FAT32, NTFS и exFAT файловые системы, позволяя шифровать внутренние или внешние диски.
Первый в мире жесткий диск, IBM RAMAC 305, увидевший свет в 1956 году, вмещал лишь 5 МБ данных, а весил при этом 970 кг и по габаритам был сопоставим с промышленным рефрижератором. Современные корпоративные флагманы способны похвастаться емкостью уже в 20 ТБ. Только представьте себе: 64 года назад, для того чтобы записать такое количество информации, потребовалось бы свыше 4 миллионов RAMAC 305, а размеры ЦОДа, необходимого для их размещения, превысили бы 9 квадратных километров, тогда как сегодня для этого будет достаточно маленькой коробочки весом около 700 грамм! Во многом добиться столь невероятного повышения плотности хранения удалось благодаря совершенствованию методов магнитной записи.
В это сложно поверить, однако принципиально конструкция жестких дисков не меняется вот уже почти 40 лет, начиная с 1983 года: именно тогда свет увидел первый 3,5-дюймовый винчестер RO351, разработанный шотландской компанией Rodime. Этот малыш получил две магнитные пластины по 10 МБ каждая, то есть был способен вместить вдвое больше данных, чем обновленный ST-412 на 5,25 дюйма, выпущенный Seagate в том же году для персональных компьютеров IBM 5160.
Rodime RO351 — первый в мире 3,5-дюймовый винчестер
Несмотря на инновационность и компактные размеры, на момент выхода RO351 оказался практически никому не нужен, а все дальнейшие попытки Rodime закрепиться на рынке винчестеров потерпели фиаско, из-за чего в 1991 году компания была вынуждена прекратить свою деятельность, распродав практически все имеющиеся активы и сократив штат до минимума. Однако стать банкротом Rodime оказалось не суждено: в скором времени к ней начали обращаться крупнейшие производители винчестеров, желающие приобрести лицензию на использование запатентованного шотландцами форм-фактора. В настоящее время 3,5 дюйма является общепринятым стандартом производства как потребительских HDD, так и накопителей корпоративного класса.
Обозначение полей в таблице SMART
Итак, мы уже определили — нам нужно использовать SMART. Теперь детально рассмотрим каждый параметр, на который стоит обратить внимание. Для примера мы возьмем наш жесткий диск компании Western Digitak — модель WD3200BPVT-55JJ5T1 (WD-WX61E82M9996). Срок службы 5 лет.
Кликните, чтобы увеличить изображение
Значение (Value или Current) — текущее значение данного атрибута. Единиц измерений этого нет — некое абстрактное значение, которым пользуется система. Может изменятся в процессе работы HDD. По умолчанию имеет значение 100 или 200 (т.е. это не действительное текущее значение параметра, а выставленное системой). Имеется много споров, действительно ли SMART корректно выставляет параметр «Значение» (Value). Многие склоняются, что точнее и правильней использовать метрику «Данные» (RAW).
В любом случае, «Значение» (Value) нужно сравнивать с «Порогом» (Threshold) — здесь есть нюансы, но в основном, чем ниже Value, тем хуже работает жесткий диск — оно не должно опускаться до порога или сравняться с ним
Наихудшее (Worst) — Самое худшее значение, до которого опускался параметр «Значение» (Value).
Порог (Threshold) — Порог, ниже которого параметр «Значение» Value ни в коем случае не должен опускаться. Threshold — постоянный параметр, который установил производитель жесткого диска. Если это случилось, тогда у диска имеются серьезные проблемы со здоровьем. Однако тут есть один нюанс
Многие SMART-программы показывают, что с вашим диском всё в порядке, ориентируясь на параметры «Значение» и «Порог». Да, действительно, диагностика показывает, что значение не приблизилось к порогу, мол, всё окей. Но они не учитывают параметр Данные (RAW), о котором пойдет речь ниже. Зачастую, именно RAW показывает верные значения, а значит ваш диск может быть в опасности!
Читайте также: