Záchrana dat z externího disku WD Elements 1,5 TB který spadl za provozu

Když externí disk spadne na zem - postup záchrany dat ze externího disku WD Elements

Do naší laboratoře dorazil klient s poškozeným externím diskem Western Digital Elements o kapacitě 1.5TB. Dle jeho slov externí disk spadl z pracovního stolu (přibližně 50 cm) během aktivního používání, kdy na něj byly ukládáno větší množství souborů. Bezprostředně po pádu disk ještě několik minut fungoval bez jakýchkoliv problémů a klient stihl zkopírovat část nejdůležitějších dat.

Následně však začal vykazovat nestandardní chování.  Výrazné zpomalení při přenosu dat, občasné "zamrzání" operačního systému při přístupu na disk a nepravidelné samovolné odpojování disku od počítače. Majitel se pokusil disk několikrát odpojit a znovu připojit, restartoval počítač a zkoušel jiné USB porty, a několik jiných počítačů včetně Mac s podporou Windows disků, ale problémy přetrvávaly a postupně se zhoršovaly.

Po přibližně dvou až třech hodinách marných pokusů o obnovu funkčnosti se již externí disk ve Windows vůbec nedetekoval a po připojení k různým počítačům se začaly ozývat charakteristické opakované cvakavé zvuky. V tomto stavu disk dorazil k diagnostice s požadavkem na záchranu přibližně 1300 GB dokumentů a videí, které nebyly zálohovány jinde.

Diagnostika disku - přesná identifikace závady

Po přijetí disku jsme nejprve provedli základní vizuální kontrolu a následnou nedestruktivní diagnostiku. Externí úložiště WD Elements Portable obsahovalo HDD typu WD15NMVW, který představuje kompaktní 2.5" disk s vestavěným USB-SATA převodníkem a napájením přímo z USB, s 5400 RPM (ot/min), a který využívá technologii SMR (Shingled Magnetic Recording) pro ukládání dat. 

Připojení k diagnostickému zařízení PC-3000 potvrdilo naše předpoklady:

1. Mechanické poškození čtecích hlav: Disk při inicializaci vydával charakteristické opakované cvakavé zvuky, které indikují neúspěšné pokusy hlaviček přistoupit k servisním modulům. Tyto zvuky vznikají opakovaným pokusem čtecích hlav najít referenční signál a následným návratem do parkovací zóny.  Měření potvrdilo selhání hlavy H0 (servisní), částečně nestabilní H1 - H3 (celkem 4 hlavy, 2 plotny). 
2. Poškození servo stop: Analýza S.M.A.R.T. parametrů (které se podařilo částečně načíst) odhalila vysoký počet realokovaných sektorů (Raw_Read_Error_Rate) a neúspěšných pokusů o vyhledání stop (Seek_Error_Rate). Dále poškození firmware - chyby v translatoru disku a přemapovaných G‑list sektorů.
3. Poškození povrchu datových ploten: Při pokusech o iniciální přístup k datům byla detekována vysoká chybovost při čtení konkrétních hlav (zejména H0 a H2), což indikovalo fyzické poškození magnetického substrátu povrchu plotny. Nulový přístup do uživatelských LBA kvůli neustálému resetu během kalibrace.

Komplexnost problému zvyšovala skutečnost, že se jednalo o SMR disk (šindelový disk), jehož datová struktura je mnohem náchylnější na poškození, a současně byla diagnostika komplikována tím, že zákazník po pádu pokračoval v používání disku, což vedlo k výraznému zhoršení stavu magnetického substrátu na povrchu datových ploten disku. I přes poměrně komplikovaný stav disku se zákazník po sdělení výsledku diagnostiky rozhodl zachránit data z externího disku a dal svolení pokračovat v práci.

Postup záchrany dat z disku WD Elements Portable který má mechanické poškození

Vzhledem k výše identifikovaným závadám jsme zvolili následující postup:

Výběr donorského (dárcovského) disku. Pro model WD15NMVW jsme z interní databáze vybrali mechanicky identický donor (stejné DCM, mikro‑verze, rok výroby 2013‑12) a předem ověřili integritu jeho hlaviček. Tato shoda je naprosto klíčová pro zajištění mechanické i elektronické kompatibility při výměně hlavového subsystému.

Odstranění USB-SATA převodníku. Disk byl původně vybaven integrovaným USB-SATA převodníkem typu Initio INIC-1607E. Pro zajištění nízkoúrovňového přístupu a práce s diagnostickými nástroji bylo nezbytné tento převodník odstranit a disk připojit přímo přes nativní SATA rozhraní.

Výměna čtecích hlav (HSA). V prostředí laminárního boxu byla provedena výměna poškozeného bloku čtecích/zapisovacích hlav. Po montáži byla nová HSA kalibrována softwarovým micro‑joggingem v PC‑3000; tím se minimalizovala off‑track chyba při čtení. Kriticky poškozená servisní hlava H0 a částečně nefunkční hlava H1 byly následně deaktivovány, aby se minimalizovalo riziko dalšího poškození magnetických ploten během extrakce dat.

Firmware a kalibrace. Pro stabilizaci přístupu k datům bylo nutné opravit poškozené servisní moduly firmwaru, včetně translatoru disku. Následně se podařilo se vstoupit do servisní oblasti SA2 a stáhnout moduly 02 & 0A. Současně byl deaktivován automatický "unload" hlav, aby bylo možné dosáhnout maximální stability při čtení.

Vytvoření bitové kopie. Bitová kopie disku byla vytvořena v několika navazujících fázích pomocí adaptivní strategie. Čtení probíhalo s různými rychlostními profily a speciálními technikami jako "sector gliding", opakovanými pokusy po vypršení timeoutu, nebo softwarovými resety. Vzhledem k rozsahu poškození trval celý proces přibližně 96 hodin. První rychlý pass (čtecí cyklus) stabilní rychlostí 32 MB/s, pouze zdravé hlavy H5 + H6, bez timeoutů.  Druhý pass v reverzu (disk čteme od konce) se sníženou rychlostí 8 MB/s pro špatně čitelné LBA.  Třetí pass se soft‑reset po 5 sec a relokačním oknem 256 LBA, aby se minimalizoval čas čekání. A poslední pass „sector gliding“ 512 B bloky s disabled retries pro záchranu fragmentů malých souborů.

Analýza souborového systému. Bitový obraz byl připojen jako RAW a detekován systém souborů exFAT, bez šifrování. Struktura MFT‑like FAT Allocation Table byla poškozena v oblastí související s LBA 0‑3 000 000, což odpovídá právě oblasti zasažené přii head crash.

Rekonstrukce dat Získaná bitová kopie byla následně analyzována na úrovni souborového systému NTFS. Pomocí specializovaných skriptů v prostředí UFS Explorer byly rekonstruovány systémové struktury a soubory. U fragmentovaných souborů byla pro účely obnovy aplikována technika tzv. "header-footer carving", která umožňuje detekovat a spojit části datových bloků podle známých signatur.

A jak dopadla obnova dat z tohoto poškozeného WD Elements ...

Vzhledem k závažnosti mechanického poškození a zejména k faktu, že zákazník pokračoval v používání disku po pádu, se podařilo obnovit cca 80% všech dat. Konkrétně:

• Zachráněná data: 1117 GB z celkových 1400 GB
• Plně funkční soubory: 94% z obnovených dat (1092 GB)
• Částečně poškozené soubory: 6% z obnovených dat (73 GB) - převážně některé videoprojekty, které měly části na nečitelných sektorech
• Zcela ztracená data: 283 GB - oblasti s natolik poškozeným povrchem datové plotny, že je nebylo možné obnovit

Z řešeného vadného disku WD Elements Portable se podařilo zachránit všechny fotografické materiály, většinu grafických prací a 85% reklamních videí, obecně tedy souborů menší a středné velikosti. Zbývající videa byla částečně poškozená nebo zcela ztracená v důsledku umístění v silně poškozených oblastech disku.

Zachráněná data byla předána zákazníkovi na novém externím disku s doporučením okamžitého vytvoření dvojité zálohy a implementací strategie pravidelného zálohování 3-2-1 (3 kopie dat, na 2 různých typech médií, s 1 kopií mimo pracoviště).

Technické poučení z případu

1. Okamžitě přestaňte používat zařízení při prvních známkách mechanického poškození - další používání disku který spadl výrazně zhoršilo stav ploten a snížilo šance na plnou záchranu dat.
2. SMR disky jsou náchylnější k problémům při mechanickém poškození - technologie "šindelového" záznamu sice zvyšuje kapacitu, ale současně činí disk zranitelnějším při fyzickém poškození.
3. Nedostatečné zálohování dat zůstává hlavním rizikovým faktorem - absence záloh dat znamenala potenciální ztrátu stovek hodin práce, které se mohlo předejít jednoduchým zálohováním kritických dat na druhý disk nebo do cloudového úložiště.
4. I přes veškerou snahu, profesionální vybavení nemusí záchrana dat dopadnout stoprocentně. Fyzika má totiž jasné mantinely.