ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДАННЫХ С ГИБРИДНЫХ ДИСКОВ
Скорость работы компьютерных систем почти всегда зависит от скорости чтения и загрузки информации – соответственно, краеугольным камнем производительности становится дисковая подсистема ПК. Жесткие диски, даже самые «скоростные», не могут читать данные быстрее определенного предела – для современных стандартных накопителей с интерфейсом SATA это 260 Мб/с. Ограничение скорости чтения данных с НЖМД достаточно легко объяснить: головки чтения-записи и магнитные пластины имеют конечные скорости движения, которые, собственно, и ограничивают производительность; читать поверхность HDD может только головками, в теории – всеми одновременно (соответственно, чем больше головок, тем больше скорость чтения), но на практике обычно одновременное чтение производится не более чем одной – двумя головками. Если увеличить скорость физического движения головок или магнитных пластин, скорость чтения увеличится, но усилится износ, поэтому производители вынуждены использовать те параметры, которые не приводят к сильному удорожанию производства при относительно небольшом приросте производительности.
Другое дело – твердотельные накопители. Скорость чтения с этих устройств обычно ограничена скоростью интерфейса. Другими словами, на какой бы интерфейс мы ни «посадили» SSD, он должен использовать его в режиме full speed. Связано это с тем, что SSD может читать данные из микросхем памяти в несколько потоков совершенно независимо, соответственно, если большой файл фрагментирован, он все равно будет считан весь одномоментно.
Идея соединить SSD и HDD в одно устройство не нова. Имеется достаточно большое количество решений на уровне операционной системы, позволяющих заметно увеличить производительность дисковой подсистемы за счет организации дисковых массивов, включающих SSD и HDD (физически разные устройства). Наиболее известный пример такого устройства – Apple Fusion Drive.
Идея объединить SSD и HDD в одном физическом устройстве была реализована в 2007 г. корпорациями Seagate и Samsung. Выпущенные ими диски, имевшие «на борту» 128 или 256 ГБ NAND-памяти, однако, не прижились, так как существенно отличались ценой от обычных НЖМД (были значительно дороже). Большой объем твердотельной памяти в гибридных дисках оказался нерентабельным, и через 3 года (в 2010 г.) Seagate выпускает новый гибридный жесткий диск, на борту которого стояло уже 4 или 8 ГБ NAND-памяти – таким образом, стоимость такого диска уже отличалась от цены обычного жесткого диска не в разы, а всего на 3 – 5 %. Устройства стали намного доступнее и начали достаточно широко использоваться.
Корпорация Western Digital вступила в гонку SSHD позже Seagate, в 2013 г., представив линейку продуктов, имевших «на борту» 8, 16 или 24 ГБ NAND-памяти.
Таким образом, налицо следующий прогресс в развитии гибридных дисков: производитель отказался от многочиповых систем, полностью перейдя на системы с использованием одной микросхемы. Это, во-первых, значительно снизило себестоимость устройств, а во-вторых, повысило их надежность. Гибридные диски могут работать в двух режимах: автоматическом (накопитель самостоятельно перемещает те сектора НЖМД, к которым обращается наиболее часто, в NAND-память) и оптимизированном хостом (накопитель работает под управлением специализированного драйвера, и наиболее часто используемые сектора перемещает в NAND-память уже операционная система). Насколько повышается быстродействие систем, вооруженных гибридными дисками? По разным тестам, от 5 до 100 (и даже выше) %. Однако следует обязательно учитывать, что тестирование быстродействия производится при разных условиях и с разными исходными параметрами – это, собственно, и является основной причиной того, что результаты тестирования настолько различны. В целом, конечно же, прирост производительности имеется, однако рассчитывать на то, что он будет в разы отличаться от «чистого» жесткого диска, неправильно – ведь как обычный, так и гибридный НЖМД работают через одинаковый SATA-интерфейс, имеющий свои ограничения производительности. Между тем, общая надежность таких дисков по сравнению с обычными SSD или HDD, снизилась. Произошло это потому, что в общую схему было включено дополнительное устройство – а, как известно, чем больше у устройства компонент, тем больше риск выхода одного из таких компонент из строя. Общая вероятность возникновения отказа в гибридных дисках увеличена на 25%, что, согласитесь, немало. Производитель гарантирует вероятность возникновения ошибок чтения-записи не больше, чем 1 на 10 в минус 75 степени раза, но на деле это оказывается неправдой, и ошибки возникают значительно (на порядки – даже не в разы!) чаще. Кроме ошибок чтения-записи, повышается и вероятность физического отказа: если в НЖМД отказать могут только головки, микропрограмма или контроллер (остальные типы отказа не так существенны), то в гибридном диске это еще и NAND-компонента (которая также состоит из памяти и контроллера, ей управляющего).
На практике на восстановление данных гибридные диски поступают к нам в следующем соотношении: 90% Seagate и 10% Western Digital. Это не говорит о том, что диски WD лучшего качества; это говорит лишь о том, что на нашем рынке гибридные диски Seagate представлены значительно шире. Как правило, в гибридных накопителях, поступающих к нам на восстановление данных, происходит отказ NAND-микросхемы (в подавляющем большинстве – дефектные сектора). При этом диск не стартует, быстро дает готовность и на все запросы возвращает статус ошибки. «Лечение» таких дисков возможно, для него используется профессиональный продукт компании ACE Lab – PC-3000. Суть лечения заключается в том, чтобы пропатчить ПЗУ больного накопителя (привнести в ПЗУ дополнительный код, дающий возможность обработки дополнительных команд или открывающий новые функции обработки команд, уже существующих), после чего производится непосредственно исправление ошибок и затем – извлечение данных.
Мы всегда готовы восстановить ваши данные с дисков SSHD, если они вышли из строя. Имеется также опыт восстановления данных с Apple Fusion Drive и SSD-HDD дисковых массивов под управлением Linux-систем.
Станислав Корб, ©2018
