Quels sont les mauvais secteurs et comment pouvez-vous les corriger? [Partie 1]

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Imaginez ceci: Vous avez subi une perte de puissance Les pannes de courant d'effets peuvent avoir sur votre ordinateur Les effets de pannes d'électricité peuvent avoir sur votre ordinateur Est-ce que vous débranchez votre ordinateur pendant les orages violents? Sinon, vous voudrez peut-être commencer. Lire plus dans votre région pendant que votre ordinateur était allumé. Une fois l'alimentation rétablie, vous démarrez votre ordinateur uniquement pour découvrir que Windows a automatiquement exécuté autochk sur votre disque dur et que vous avez des secteurs défectueux sur le disque.

Quels sont ces secteurs défectueux? Est-ce un signe que votre lecteur va mordre la poussière 5 Signes que votre disque dur est terminé (et ce qu'il faut faire) 5 Signes que votre disque dur est terminé (Et que faire) Puisque la majorité des gens possèdent des ordinateurs portables et externes disques durs, qui se traînent un peu, une durée de vie de disque dur réaliste est probablement autour de 3 - 5 ans. C'est un extrêmement ... En savoir plus? Ces secteurs peuvent-ils être réparés? Nous avons les réponses à ces questions et plus encore dans cet article en deux parties.

Cette première partie traitera des aspects matériels du problème tandis que la seconde couvrira le logiciel, y compris le système d'exploitation, les outils du fabricant et les utilitaires tiers.

Quels sont les secteurs?

La terminologie utilisée pour les disques durs provient des lecteurs mécaniques et notre discussion bénéficie d'un peu de contexte historique.

Disposition physique

Un disque dur mécanique se compose d'un ou plusieurs plateaux en aluminium ou en verre et en céramique revêtus d'un matériau magnétique contenant du cobalt, parfois avec du platine et du nickel. Chaque côté a des anneaux concentriques où les données seront stockées appelées pistes . Une pile de pistes sur tous les plateaux s'appelle un cylindre . Enfin, chaque piste est divisée en arcs appelés secteurs .

Chaque plateau a deux côtés avec une tête de lecture / écriture associée à un assemblage de pile de tête (HSA) qui se déplace à travers le disque via un mécanisme d'actionneur. Lorsque les plateaux tournent, cela crée un «coussin» d'air qui fait flotter les têtes de 5 à 10 nanomètres du plateau, idéalement il n'y a aucun contact entre la surface magnétique des plateaux et les têtes de lecture / écriture. Les disques plus anciens peuvent avoir une hauteur de flotteur allant jusqu'à 100 nanomètres. Pour imaginer l'échelle, une feuille de papier a une épaisseur d'environ 75 000 nanomètres.

Chaque lecteur possède des plages de zone système restreintes qui ne sont pas accessibles à l'utilisateur. Le contrôleur de lecteur stocke des informations sur le lecteur dans cette zone, y compris les listes de secteurs défectueux et les secteurs de réserve utilisés lors du remappage. Certains lecteurs peuvent également avoir des secteurs de rechange situés à la fin de chaque piste.

Adressage

Chaque secteur d'un entraînement est individuellement adressable, ce qui a été fait à l'origine en se référant au cylindre, à la tête et au secteur (CHS) où les données requises sont stockées. Quand un disque dur a été installé dans l'ordinateur, vous avez besoin de changer les paramètres du BIOS. Découvrez votre BIOS et apprenez comment en tirer le meilleur parti Découvrez votre BIOS et apprenez comment en tirer le meilleur parti Qu'est-ce que le BIOS, de toute façon? Est-ce vraiment important de savoir? Nous le pensons et heureusement c'est plutôt facile. Laissez-nous vous présenter. Lire la suite pour lui faire connaître le nombre de cylindres, de têtes et de secteurs par piste sur le disque. Ces paramètres sont collectivement connus sous le nom de géométrie de lecteur.

Plus tard, le contrôleur a été déplacé d'une carte d'extension attachée à la carte mère au lecteur lui-même. Une des choses permises était la traduction d'une géométrie logique du disque vers une géométrie physique différente. Deux raisons sont devenues importantes: elles permettaient de contourner les limites d'adressage du CHS et autorisaient l'enregistrement par zonage (ZBR).

Lorsque vous regardez le diagramme d'implantation du variateur, les secteurs situés sur le bord extérieur du variateur sont plus longs que ceux situés plus près de la broche. Avec une densité d'enregistrement constante, cela signifie qu'il y a de l'espace perdu le long du bord extérieur du lecteur qui n'a pas été utilisé pour stocker des données du tout. Avec ZBR, les groupes de pistes ont la même disposition, les zones les plus proches du bord extérieur ayant plus de secteurs par piste, ce qui réduit l'espace perdu et les données stockées par plateau tout en conservant la même densité d'enregistrement.

Afin de le faire fonctionner avec la conception du BIOS alors en cours, le contrôleur de disque aurait besoin de traduire la géométrie logique du lecteur tel qu'il est entré dans le BIOS à la géométrie physique que le lecteur utilisait réellement.

Sur les disques modernes d'aujourd'hui, l'adressage est fait en utilisant l'adressage de bloc logique (LBA) qui est juste un index entier basé sur zéro commençant au premier cylindre, première tête, premier secteur et se déplaçant secteur par secteur, tête-par-tête, cylindre par cylindre à la fin du lecteur.

Même si les lecteurs à semi-conducteurs d'aujourd'hui Comment fonctionnent les lecteurs à état solide? Comment fonctionnent les lecteurs à semi-conducteurs? Dans cet article, vous apprendrez exactement ce que sont les SSD, comment les SSD fonctionnent et fonctionnent réellement, pourquoi les SSD sont si utiles, et l'inconvénient majeur des SSD. En savoir plus (SSD) n'ont pas une disposition physique ressemblant à distance, ils utilisent toujours les mêmes interfaces et schéma d'adressage LBA.

Disposition sectorielle

Chaque secteur a également une disposition spécifique. Il contient un préambule, des données et un code de correction d'erreur (ECC).

Le préambule contient des informations utilisées par le contrôleur de disque, y compris un intervalle entre les secteurs, les bits de synchronisation et l'alignement temporel, et une marque d'adresse (le numéro de secteur, l'emplacement et l'état).

Les données sont les données utilisateur stockées dans le secteur. Jusqu'à récemment, la plupart des disques stockaient 512 octets de données par secteur. Depuis 2010, la plupart des lecteurs sont des lecteurs 4K Advanced Format (AF) qui utilisent des tailles de secteur de 4096 octets. Certains systèmes d'exploitation tels que Windows Vista et 7 requièrent des pilotes spéciaux et des outils mis à jour appliqués en tant que correctif via Windows Update pour pouvoir traiter ces lecteurs en tant que périphériques de démarrage. Ce correctif fait partie du Service Pack 1 pour Windows 7 et de nombreux lecteurs AF sont livrés avec des pilotes pour permettre leur utilisation sur Windows XP.

L'ECC est un code dérivé mathématiquement basé sur les données stockées dans le secteur qui est utilisé par le contrôleur de disque pour détecter s'il y a un problème avec les données et permettre la reconstruction des données d'origine. Le nombre de bits pouvant être corrigés est limité en fonction de l'algorithme spécifique utilisé pour générer l'ECC qui varie selon le fabricant et peut même différer entre les disques fabriqués par la même société.

Quels sont les mauvais secteurs?

Un mauvais secteur est celui qui ne peut être lu ou écrit de manière fiable. Il y a deux raisons pour lesquelles cela peut arriver. Le premier est un endommagement physique du support d'enregistrement ou d'autres types de problèmes entraînant des erreurs de lecture impossibles à corriger qui peuvent résulter de défauts de fabrication, d'usure magnétique, d'usure de la cellule de mémoire flash d'un SSD ou de lecture / écriture contact avec le plateau endommageant le revêtement magnétique.

Tous les lecteurs sont à peu près garantis d'être livrés avec des secteurs défectueux. Les anciens peuvent se souvenir des jours de saisie des secteurs défectueux que le fabricant avait listés sur le disque dans l'outil de formatage de bas niveau avant de pouvoir partitionner et formater le disque avec les outils natifs du système d'exploitation.

La mise en forme de bas niveau et le marquage subséquent des secteurs défectueux ou marginaux sont maintenant effectués en usine à la fin du processus de production, de sorte que l'utilisateur n'a plus à s'en soucier. Les emplacements de ces secteurs sont conservés dans la première des deux listes de secteurs défectueux sur le lecteur - la liste P-LIST ou la liste des défauts primaires. L'électronique du disque dur ignore automatiquement les secteurs de cette liste et ne ralentit pas l'accès au disque.

Au fil du temps, d'autres secteurs pourraient commencer à montrer des problèmes. Cela peut être dû à un accident de tête, à l'usure magnétique et à d'autres problèmes. Ce deuxième type d'erreur est communément appelé une erreur légère car, au moins dans ses étapes initiales, les erreurs peuvent être corrigées avec les mécanismes CRC et ECC.

Une fois que les erreurs sur ces secteurs deviennent incorruptibles ou trop instables, ils sont ajoutés à la liste G-LIST ou à la liste des défauts. Ceux-ci seront automatiquement remappés pour épargner des secteurs sur le lecteur. Si le lecteur a des secteurs de rechange sur la même piste, ils seront utilisés en premier avant de remapper sur un secteur sur une piste différente. L'accès aux secteurs remappés ralentit le lecteur et la vitesse continue de baisser à mesure que le G-LIST se développe.

Comment les secteurs sont-ils marqués comme «mauvais»?

Afin d'éviter la perte de données, le contrôleur de disque dur recherche des problèmes pendant son fonctionnement normal. En fait, le contrôleur de disque fera une grande partie du travail dans les coulisses et ne laissera même pas votre système d'exploitation savoir quoi que ce soit de fâcheux est arrivé.

Rappelez-vous le code de correction d'erreur situé dans chaque secteur? Lorsque le lecteur lit les données du secteur, il recalcule le code ECC et le compare au code ECC stocké dans le secteur. Si elles ne correspondent pas, il tentera d'utiliser l'ECC pour reconstruire les données corrompues Qu'est-ce que la corruption de données et comment les empêcher Qu'est-ce que la corruption de données et comment les prévenir La corruption de données est plus fréquente que vous ne le pensez. vous arriver quand vous vous y attendez le moins. Tenez compte de ces conseils avant qu'il ne soit trop tard! Lire la suite . Si la quantité d'erreur est faible et qu'elle peut être corrigée, elle fournit simplement les données corrigées et incrémente le compteur SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) 195 (Correction ECC matérielle). S'il ne peut pas corriger l'erreur, il incrémente le compteur SMART 198 (comptage de secteurs non déconnectables hors ligne) et le compteur 197 (comptage de secteurs en attente) jusqu'à ce qu'une tentative d'écriture soit effectuée dans ce secteur.

Les secteurs défectueux ne sont pas réaffectés tant que l'on n'a pas tenté d'écrire dans le secteur afin de préserver la possibilité de récupération de données. Qu'est-ce que la récupération de données et comment cela fonctionne-t-il? Qu'est-ce que la récupération de données et comment ça marche? Si vous avez déjà subi une perte de données importante, vous vous êtes probablement posé des questions sur la récupération de données. Comment cela fonctionne-t-il? Lire la suite via d'autres méthodes. Une fois qu'une opération d'écriture est tentée sur un secteur défectueux, le contrôleur va allouer un nouveau secteur vide du pool de rechange pour remplacer le secteur défectueux, le drapeau de défaut est mis à jour pour indiquer que le secteur a été réattribué et le G-LIST est mis à jour. Toute donnée dans le secteur d'origine peut être perdue si une tentative finale de lecture des données échoue. C'est pourquoi toute tentative de récupération avancée doit être faite avant d'écrire dans un secteur suspect.

Avancer

Maintenant que nous avons jeté un coup d'œil à l'intérieur du lecteur pour voir ce qui se passe derrière le rideau, vous avez suffisamment d'informations pour mieux comprendre comment le système d'exploitation et les autres logiciels fonctionneront avec.

Dans la deuxième partie, nous examinerons les outils fournis par le système d'exploitation, les fabricants de disques durs et les tiers que vous pouvez utiliser pour aider à diagnostiquer et traiter les secteurs défectueux. Nous examinerons également les outils utilisés pour surveiller la santé globale du lecteur. Avec une utilisation judicieuse de ces outils, vous pourrez facilement voir si les secteurs défectueux présagent une panne de disque imminente ou s'il est plus probable que vous aurez de nombreuses années avec vos données bien-aimées.

Crédit d'image: Diagramme AF (CC par 3.0) par Dougolsen, disque dur (CC par 2.0) par William Warby