Poškozený externí disk ADATA HD650 - servisní práce

Záchrana dat z externího disku ADATA HD650 4TB s poškozenou čtecí hlavou

Do naší laboratoře dorazil poškozený externí disk ADATA HD650 4TB s urgentní žádostí o záchranu dat. Zákazník z Jihlavy, používal disk pro ukládání rozsáhlé fotografické sbírky. Během nočního přesunu přibližně 2,5 TB dat z pracovní stanice používající SSD na externí úložiště došlo k selhání externího disku. Ráno našel disk stále připojený k počítači, ale systém Windows již nezobrazoval příslušnou jednotku. LED dioda na disku svítila, byl slyšet tichý zvuk roztočených ploten, ale disk se v systému vůbec neobjevoval.

Majitel postupně vyzkoušel disk připojit k několika různým počítačům, použil různé USB kabely i porty USB 2.0 a 3.0, ale výsledek byl vždy stejný – disk se elektricky aktivoval, mechanicky pracoval, nevydával žádné abnormální zvuky typu klepání nebo pískání, přesto nebyl detekován ani ve správci zařízení Windows. Vzhledem k důležitosti dat se rozhodl kontaktovat profesionální službu záchrany dat.

Po převzetí disku jsme nejprve provedli vizuální kontrolu. Externí pouzdro disku ADATA HD650 nejevilo známky mechanického poškození, USB konektor byl v pořádku. Po opatrné demontáži gumového obalu a plastového pouzdra jsme identifikovali interní disk Seagate Barracuda ST4000LM024 - jedná se o 4TB model využívající SMR (Shingled Magnetic Recording) technologii s rychlostí otáčení 5400 RPM.

Připojení disku k diagnostickému systému PC-3000 potvrdilo základní elektrickou funkcionalitu. Disk se inicializoval, ale neprocházel standardní ready proces. Detailní analýza pomocí továrních diagnostických příkazů odhalila:

• nestabilní chování čtecí hlavy H2 - hlava vykazovala intermitentní selhání při pokusech o čtení
• rozsáhlá poškození magnetického povrchu plotny - (horní strana druhé plotny) v rozsahu přibližně 15% plochy
• vysoký počet pending sektorů (>50.000) koncentrovaných v oblasti middle-zone disku

Nejpravděpodobnější příčinou selhání byla postupná degradace čtecí hlavy H2, která během dlouhodobého kontinuálního zápisu začala pracovat nestabilně. SMR disky jsou obzvláště citlivé na kvalitu zápisu, protože data jsou ukládána v překrývajících se stopách. Vadná hlava pravděpodobně způsobovala nekvalitní zápis s následným poškozením magnetické vrstvy v důsledku opakovaných pokusů o přepsání vadných sektorů.

Postup specializované záchrany dat na externím disku ADATA

Vzhledem k charakteru poškození jsme se rozhodli postupovat cestou optimalizace čtecích parametrů namísto mechanické výměny hlaviček. Tento přístup byl zvolen z několika důvodů:

• absence mechanického poškození hlavy (pouze elektrická nestabilita)
• zvýšené riziko dalšího poškození při výměně u SMR disku
• možnost dosažení vysoké úspěšnosti pomocí sofistikovaného nastavení parametrů čtení

Záchranu jsme realizovali v následujících krocích. Stabilizace servisní oblasti disku. Nejprve bylo nutné zajistit stabilní přístup k systémové, servisní oblasti disku (SA - Service Area). Pomocí adaptivního čtení s modifikovanými timeouty jsme vytvořili zálohu kritických modulů firmware včetně translatoru a G-listu. Vytvoření sektorové mapy poškození Využitím specializovaného skenovacího algoritmu jsme zmapovali přesné rozložení poškozených oblastí. Ukázalo se, že poškození je koncentrováno v pásmech odpovídajících SMR zónám 1500-2100. A konečně došlo na Optimalizaci čtecích parametrů pro čtecí hlavu H2 a to následovně:

• snížení rychlosti čtení na 20% nominální hodnoty
• úprava pre-amplifier (předzesilovače signálu hlav) bias hodnot pro kompenzaci elektrické nestability
• implementace adaptivního ECC s prodlouženými retry cykly
• nastavení režimu "soft read" pro poškozené oblasti

Následovalo segmentované klonování dat kdy byl proces vytváření bitové kopie byl rozdělen do několika fází:

• fáze 1: čtení nepoškozených oblastí standardní rychlostí (pouze zdravé hlavy)
• fáze 2: čtení lehce poškozených sektorů hlavou č. 2 s optimalizovanými parametry
• fáze 3: pokročilé recovery silně poškozených SMR zón pomocí partial sector reading
• fáze 4: finální průchod s maximální korekcí chyb pro zbývající sektory

Vzhledem ke specifické povaze SMR technologie bylo nutné provést rekonstrukci logického mapování dat (rekonstrukce SMR translation layer). Využili jsme proprietární algoritmy pro rebuild SMR indirection table, což umožnilo správné složení fragmentovaných dat v překrývajících se stopách.

Výsledek záchrany a preventivní doporučení

Po 72 hodinách kontinuální práce se podařilo vytvořit bitovou kopii s úspěšností 99,8%. Nečitelných zůstalo pouze 0,2% sektorů (což upřímně není vzhledem k velikosti disku úplně málo), naštěstí především v oblasti Windows backup, které nebyly pro zákazníka absolutně kritické (což byla klika). Veškerá grafická data, včetně RAW fotografií, PSD projektů a video tutoriálů, byla obnovena kompletně a bezvadně.

Data byla předána na novém externím disku a zákazníkovi jsme poskytli následující doporučení:

1. Vyhýbat se kontinuálnímu zápisu velkých objemů dat na SMR disky - tyto disky jsou optimalizovány pro archivaci, nikoliv pro intenzivní zápis (čemuž je v případě vytváření prvotní zálohy zpravidla nemožné vyhovět)
2. Implementovat monitoring SMART hodnot - včasná detekce výskytu vadný sektorů na disku může předejít rozsáhlému poškození.
3. Rozdělit velké přenosy dat do menších bloků s pauzami pro tepelnou stabilizaci disku a u SMR disků pro optimalizaci zápisu.
4. Zálohovat kritická data podle pravidla 3-2-1 (3 kopie, 2 různá média, 1 offsite)

Na tomto případě obnovy dat krásně dokladujeme specifická rizika SMR technologie při nevhodném použití. Zatímco SMR disky nabízejí vynikající poměr kapacity a ceny, jejich architektura je optimalizována pro sekvenční zápis s minimální frekvencí přepisů. Kontinuální intenzivní zátěž, zejména v kombinaci s počínající poruchou hardwaru disku, může vést k rapidní eskalaci poškození ve velmi krátkém čase. Naštěstí  se v tomto případě díky pokročilým technikám optimalizace čtecích parametrů podařilo dosáhnout téměř kompletní záchrany dat bez nutnosti rizikové mechanické intervence, což se velmi příznivě projevilo i na finální ceně za záchranu dat.