Obnova dát: SSD nie je HDD

Pa­mä­ťo­vé mé­diá za­lo­že­né na flash či­poch sa od ich pr­vé­ho uve­de­nia na trh v ro­ku 1989 rých­lo roz­ší­ri­li vďa­ka mno­hým vý­ho­dám spo­je­ným s ich pou­ží­va­ním. Ove­ľa me­nej sú však zná­me ne­vý­ho­dy a ús­ka­lia spo­je­né s tou­to tech­no­ló­giou uk­la­da­nia dát.

Pit­va dis­ku SSD
Zá­klad­ný­mi sta­veb­ný­mi pr­vka­mi SSD sú pa­mä­ťo­vé flash či­py, ra­dič a fir­mvér. Ich vzá­jom­nou kom­bi­ná­ciou a pa­ra­met­ra­mi je da­ný spô­sob, ako bu­de kon­krét­ne za­ria­de­nie za­ob­chá­dzať s dá­ta­mi.

Nap­rík­lad pou­ži­té flash či­py ur­ču­jú maximál­ny po­čet us­ku­toč­ni­teľ­ných zá­pi­sov do jed­not­li­vých pa­mä­ťo­vých bu­niek. Vo flash či­poch sú dá­ta ucho­vá­va­né v tran­zis­to­roch s tzv. plá­va­jú­cim hrad­lom (floa­ting-ga­te MOS­FET), kto­rých cha­rak­te­ris­tic­kou vlas­tnos­ťou je pos­tup­né opot­re­bo­vá­va­nie až po úpl­nú ne­fun­kčnosť.

Rých­losť opot­re­bo­va­nia zá­vi­sí ok­rem iné­ho od poč­tu bi­tov ulo­že­ných v jed­nej pa­mä­ťo­vej bun­ke (je­den bit - typ SLC, dva bi­ty - MLC, tri bi­ty - TLC) a od pou­ži­té­ho vý­rob­né­ho pro­ce­su (od 50 nm do za­tiaľ 20 nm). Pri­tom pla­tí, že čím viac bi­tov je ulo­že­ných v jed­nej bun­ke a čím men­ší vý­rob­ný pro­ces je pou­ži­tý, tým me­nej zá­pi­sov mož­no do flash pa­mä­te reali­zo­vať.

Na do­cie­le­nie čo naj­men­ších roz­me­rov či­pov NAND flash sú jed­not­li­vé pa­mä­ťo­vé bun­ky (tran­zis­to­ry) pre­po­je­né sé­rio­vo do tzv. strá­nok. V sú­čas­nos­ti sa naj­čas­tej­šie pou­ží­va­jú strán­ky s veľ­kos­ťou 4 ale­bo 8 kB. Ty­pic­ky 128 ale­bo 256 strá­nok po­tom ut­vá­ra je­den tzv. blok.

Ako sa reali­zu­je čí­ta­nie a zá­pis dát
Ar­chi­tek­tú­ra či­pov NAND flash neu­mož­ňu­je pa­mä­ťo­vé­mu ra­di­ču ad­re­so­vať jed­not­li­vé pa­mä­ťo­vé bun­ky. Naj­men­šia ad­re­so­va­teľ­ná jed­not­ka na ope­rá­cie čí­ta­nia a zá­pi­su je strán­ka. Ma­za­nie dát je mož­né len po ce­lých blo­koch. Po­kiaľ sa po­ža­du­je je­den kon­krét­ny ulo­že­ný bajt, na­čí­ta ra­dič z pat­rič­né­ho flash či­pu vždy ce­lú zod­po­ve­da­jú­cu strán­ku. Op­ro­ti to­mu za­pí­sať dá­ta do pa­mä­ťo­vej strán­ky mož­no len v prí­pa­de, že je práz­dna (do­te­raz ne­pou­ži­tá ale­bo vy­ma­za­ná).

Jed­not­li­vé pa­mä­ťo­vé zá­zna­my to­tiž ne­mož­no ľu­bo­voľ­ne me­niť, ako sa to dá nap­rík­lad pri HDD. Pred zá­pi­som do strán­ky ob­sa­hu­jú­cej iné dá­ta tre­ba naj­prv ce­lý blok, do kto­ré­ho pat­rí tá­to strán­ka, vy­ma­zať. Ak sa má te­da za­pí­sať je­den bajt do už pou­ži­tej strán­ky, tre­ba naj­prv na­čí­tať všet­ky strán­ky vy­uži­té v blo­ku, zís­ka­né dá­ta pat­rič­ne mo­di­fi­ko­vať, ce­lý blok vy­ma­zať a dá­ta na­ko­niec do všet­kých strá­nok za­pí­sať späť. Zá­pis či zme­na jed­né­ho baj­tu tak opot­re­bu­je aj znač­né množ­stvo ďal­ších pa­mä­ťo­vých bu­niek.

Z poh­ľa­du šta­tis­ti­ky sa na bež­ne pou­ží­va­nom dis­ku me­ní prie­mer­ne len asi 25 % ulo­že­ných dát. Je­den čas­to mo­di­fi­ko­va­ný sú­bor (napr. ap­li­kač­né log, od­kla­da­cí sú­bor ope­rač­né­ho sys­té­mu) by však do­ká­zal veľ­mi rých­lo zni­čiť pa­mä­ťo­vý blok, v kto­rom je ulo­že­ný. Aby k to­mu ne­doš­lo a opot­re­bo­va­nie dis­ku SSD pre­bie­ha­lo v ce­lej je­ho ka­pa­ci­te po­kiaľ mož­no rov­no­mer­ne, vy­uží­va sa tzv. wear le­ve­ling.

Ďal­šia tech­nic­ká od­liš­nosť SSD od pev­ných dis­kov je fun­kcia TRIM, resp. sprá­va pa­mä­te. Tá za­bez­pe­ču­je, aby sú­bo­ry vy­ma­za­né na úrov­ni ope­rač­né­ho sys­té­mu mo­hol ra­dič čo naj­skôr pou­žiť na zá­pis ďal­ších dát. Ra­dič sa vďa­ka TRIM doz­vie, kto­ré strán­ky/blo­ky mô­že vy­ma­zať a prip­ra­viť si ich tak na zá­pis. Prie­bež­ne pre­bie­ha aj vy­hod­no­co­va­nie správ­nej fun­kčnos­ti jed­not­li­vých blo­kov. Ak je niek­to­rý uz­na­ný za chyb­ný, pou­ži­je sa na­mies­to ne­ho iný. Na ten­to účel zvy­čaj­ne vý­rob­ca vy­hra­dí na mé­diu 5 - 30 % cel­ko­vej ka­pa­ci­ty.

Poz­nať svoj ra­dič je dô­le­ži­té
Tak ako je pre HDD pod­stat­ná rých­losť otá­ča­nia plat­ní a hus­to­ta zá­zna­mu dát, je pre SSD zá­sad­ný typ pou­ži­té­ho ra­di­ča a ver­zia fir­mvé­ru. Te­da ria­dia­ci pro­ce­sor a je­ho nap­rog­ra­mo­va­nie. V sú­čas­nos­ti naj­pou­ží­va­nej­šie rie­še­nia po­chá­dza­jú od fi­riem San­dFor­ce, Mar­vell, In­di­linx, Sam­sung, In­tel, Tos­hi­ba (JMic­ron) a Phi­son. Lí­šia sa nap­rík­lad poč­tom dá­to­vých ka­ná­lov, spô­so­bom dis­tri­bú­cie dát me­dzi jed­not­li­vé či­py, rôz­ne efek­tív­nou op­ti­ma­li­zá­ciou čin­nos­tí, spô­so­bom vy­uži­tia pa­mä­te, účin­nos­ťou wear le­ve­lin­gu, veľ­kos­ťou ca­che, re­zer­vnou ka­pa­ci­tou, sprá­vou na­pá­ja­nia, šif­ro­va­ním ale­bo kom­pri­mo­va­ním uk­la­da­ných dát.

Pod­ľa to­ho, ako sa vý­rob­com v jed­not­li­vých prí­pa­doch po­da­rí tú­to kom­plexnú prob­le­ma­ti­ku zvlád­nuť a v rám­ci fir­mvé­ru efek­tív­ne od­la­diť, ta­ký kva­lit­ný, vý­kon­ný a spo­ľah­li­vý bu­de disk SSD. Kaž­dá no­vá ver­zia oby­čaj­ne pri­ná­ša is­té zvý­še­nie vý­ko­nu, ze­fek­tív­ne­nie pre­vádz­ky a nie­ke­dy do­kon­ca aj mier­ne zvý­še­nie ka­pa­ci­ty (napr. zní­že­ním re­zer­vnej ka­pa­ci­ty). Aj naj­men­šia chy­ba v nap­rog­ra­mo­va­nie však mô­že za­prí­či­niť ba­da­teľ­nú deg­ra­dá­ciu vý­ko­nu, rých­lej­šie opot­re­bo­vá­va­nie flash pa­mä­te, prí­pad­ne aj za­mŕza­nie a pá­dy ope­rač­né­ho sys­té­mu či stra­tu dát.

Aj zo SSD mož­no za­chrá­niť dá­ta
V prie­be­hu pou­ží­va­nia aké­ho­koľ­vek dis­ku SSD mô­že nas­tať nes­po­čet­ne ve­ľa si­tuá­cií kon­čia­cich sa ne­dos­tup­nos­ťou ulo­že­ných dát. Keď k to­mu dôj­de a ob­sah mé­dia nie je zá­lo­ho­va­ný, je­di­ná mož­nosť je ob­rá­tiť sa na od­bor­nú fir­mu, kto­rá má na ob­no­ve­nie dát z flash pa­mä­tí špe­cia­li­zo­va­né vy­ba­ve­nie a pot­reb­né skú­se­nos­ti.

Vzhľa­dom na veľ­ké množ­stvo mož­ných kom­bi­ná­cií ty­pov pou­ží­va­ných flash či­pov, ra­di­čov, ver­zií fir­mvé­ru a vznik­nu­tých chýb je tak­mer kaž­dá zá­chra­na dát z dis­ku SSD svo­jím pos­tu­pom uni­kát­na. Vo väč­ši­ne prí­pa­dov na­vy­še ne­mož­no vy­užiť ra­dič za­ria­de­nia a tre­ba extra­ho­vať su­ro­vé, neš­truk­tú­ro­va­né dá­ta pria­mo z jed­not­li­vých flash či­pov. Zre­konštruo­vať zo zís­ka­ných dát pou­ži­teľ­né sú­bo­ry zna­me­ná iden­ti­fi­ko­vať všet­ky ich čas­ti a správ­ne ich pos­kla­dať. Na lep­šiu pred­sta­vu: ty­pic­ký nie­koľ­kos­trán­ko­vý do­ku­ment z MS Word je ulo­že­ný v nie­koľ­kých de­siat­kach čas­tí, bež­ná fo­tog­ra­fia vo for­má­te JPG v nie­koľ­kých ti­sí­coch a vi­deo­nah­ráv­ky sa spra­vid­la skla­da­jú z viac ako mi­lió­na frag­men­tov.

Zá­klad­ný prob­lém je zis­tiť, kam bo­li kto­ré čas­ti sú­bo­rov ulo­že­né. Ra­di­če SSD na do­siah­nu­tie maximál­nej efek­ti­vi­ty a rých­los­ti prá­ce ce­lé­ho mé­dia spá­ja­jú jed­not­li­vé flash či­py do zlo­ži­tých po­lí RAID. Na­vy­še mô­žu byť dá­ta vďa­ka fun­kcii wear le­ve­ling rôz­ne pre­mies­tňo­va­né, v niek­to­rých strán­kach zos­tá­va­jú dá­ta v ope­rač­nom sys­té­me už vy­ma­za­né, prí­pad­ne mô­že byť ob­sah mé­dia šif­ro­va­ný či skom­pri­mo­va­ný (ty­pic­ky pri ra­di­čoch San­dFor­ce). Ob­no­viť dá­ta z ha­va­ro­va­né­ho dis­ku SSD je pre­to vý­raz­ne zlo­ži­tej­šie a od­bor­ne ná­roč­nej­šie ako z kla­sic­ké­ho HDD.

Ne­raz mô­že ús­peš­nú ob­no­vu dát zne­mož­niť sám prin­cíp fun­go­va­nia pa­mä­tí flash. Pri HDD do­chá­dza k fak­tic­ké­mu od­strá­ne­niu dát z plat­ne až zá­pi­som no­vých. Dov­te­dy mož­no pô­vod­né dá­ta zís­kať. Nap­ro­ti to­mu disk SSD od­stra­ňu­je zma­za­né dá­ta v rám­ci sprá­vy pa­mä­te a fun­kcie TRIM prie­bež­ne, keď prá­ve ne­vy­ba­vu­je iné po­žia­dav­ky. A len čo raz dôj­de k vy­ma­za­niu blo­ku, sú pô­vod­ne ulo­že­né dá­ta neob­no­vi­teľ­né zni­če­né.

Flash Re­co­ve­ry
Kým sú dá­ta v pa­mä­ťo­vých či­poch eš­te prí­tom­né, mož­no ich vo väč­ši­ne prí­pa­dov ob­no­viť. Fir­my za­obe­ra­jú­ce sa zá­chra­nou dát v od­bo­re Flash Re­co­ve­ry dis­po­nu­jú špe­cia­li­zo­va­ným vy­ba­ve­ním a od­bor­ník­mi s roz­sia­hly­mi zna­los­ťa­mi a skú­se­nos­ťa­mi. Dô­le­ži­té je poš­ko­de­né mé­dium ďa­lej ne­pou­ží­vať a bez­od­klad­ne od­po­jiť od na­pá­ja­nia. Väč­ši­ne dneš­ných dis­kov SSD to­tiž sta­čí na vy­ko­na­nie vý­ma­zu dát oby­čaj­né pri­po­je­nie k elek­tric­kej ener­gii.
Kon­krét­ne mož­nos­ti zá­chra­ny dát a jej ce­nu vám zod­po­ved­ná od­bor­ná fir­ma zvy­čaj­ne ozna­mu­je vždy až po vy­ko­na­ní di­ag­nos­ti­ky mé­dia.

Od­po­rú­ča­nie na zá­ver
Dá­to­vé mé­diá za­lo­že­né na pa­mä­tiach flash by pri bež­nej pre­vádz­ke a zá­ťa­ži ma­li za­sta­rať skôr mo­rál­ne než fun­kčne. Väč­ši­na vý­rob­cov však ru­čí za svo­je vý­rob­ky iba po do­bu 2 ro­kov.

Pri veľ­kej pre­vádz­ko­vej zá­ťa­ži (čas­tom zá­pi­se veľ­kých ob­je­mov dát) je vhod­né zvo­liť SSD pou­ží­va­jú­ce spo­ľah­li­vej­šie pa­mä­te flash ty­pu SLC ale­bo dis­ky za­včas pre­ven­tív­ne me­niť. Naj­lep­šie od­po­rú­ča­nie je v kaž­dom prí­pa­de prie­bež­né a dôs­led­né zá­lo­ho­va­nie všet­kých dô­le­ži­tých a cen­ných dát.

Zdroj: ic­tma­na­zer.cz

---

 

---