科普：機械硬盤的數(shù)據(jù)保護(hù)與恢復(fù)
你有多大可能遇上這樣的硬盤故障呢？ ,qo^G0XO
XT*/aa-1'
「硬盤不能強制斷電，不能給電腦強制關(guān)機」是許多人小時候?qū)W電腦時學(xué)到的第一個知識。 u!HX`~q+A
cui%r!D
在一般人的認(rèn)知中，強制斷電導(dǎo)致的后果往往是硬盤數(shù)據(jù)的丟失或者是整個硬盤的損壞。 /R?[/`)f&
;MK|l,aIQ
[attachment=80583] }Y|M+0
機械硬盤（光行天下配圖，來源于網(wǎng)絡(luò)） $7]?P;$
那么，強制斷電真的會導(dǎo)致硬盤數(shù)據(jù)丟失么？確實有這種可能。 J] w3iYK
T8)X ?>CIW
說起硬盤的斷電保護(hù)，還要分兩個方面來看，因為現(xiàn)在我們談到的硬盤有兩種，一種是機械硬盤一般用于大容量低性能的存儲需求，另一種則是固態(tài)硬盤由于價格較高一般很少當(dāng)作倉儲盤使用就不多說了。 + !" Y C
~c]
q:pU2
先從機械硬盤說起，機械硬盤的斷電損壞要從其原理說起。 !`4i e
w{lj'3z I
1973年，IBM研制成功了一種新型的硬盤IBM334。這種硬盤擁有幾個同軸的金屬盤片，盤片上涂著磁性材料。它們和可以移動的磁頭共同密封在一個盒子里面，磁頭能從旋轉(zhuǎn)的盤片上讀出磁信號的變化——這就是我們今天使用的硬盤的祖先，IBM把它叫做溫徹斯特硬盤。 k.2GIc:5
-3 ANNj
目前市面上除了SSD，也就是我們俗稱的固態(tài)硬盤之外，大多數(shù)的存儲設(shè)備均為溫徹斯特機械硬盤結(jié)構(gòu)。溫徹斯特機械硬盤的工作方式相是一個密閉空間中的留聲機，不同的是磁頭和碟片之間的距離只有 10 納米，磁頭的運動稍有不慎就會把盤片劃傷。 eK5~gnv,
UjLq[,_!
而斷電顯然包含在「稍有不慎」的這個范圍之內(nèi)。但為什么大家平時很少遇到強關(guān)電腦之后數(shù)據(jù)丟失硬盤損壞的情況呢？因為機械硬盤廠商經(jīng)過幾十年的探索，已經(jīng)有了一套相對比較成熟的斷電保護(hù)方案。 mPqK k
UZmUYSu;
簡單來說，就是在硬盤里安裝了一塊極小的「電池」，在外部電源斷電的瞬間，機械硬盤會利用這塊電池的電量優(yōu)先將磁頭挪動到安全區(qū)域，避免劃傷碟片。 c0HPS9N\
jUl_ToX
這樣首先保證了突然斷電不會損壞丟失大量數(shù)據(jù)，只會丟失斷電是尚未來得及寫入的少部分?jǐn)?shù)據(jù)。 6J#R1.h
#H<}xC2
當(dāng)然，磁盤損壞不止意外斷電一種情況，正常老化、距離震動、跌落、外力破壞都可能導(dǎo)致磁盤內(nèi)部精密構(gòu)件和碟片的損傷。一旦出現(xiàn)了硬盤損壞無法讀取的情況，也不是沒有救，第一時間首先要做的是停止繼續(xù)讀寫硬盤避免加重硬盤的傷情。 \x: U`T
98| v.d
然后，就需要專業(yè)的數(shù)據(jù)恢復(fù)機構(gòu)進(jìn)行「開盤修理」——即把密封的硬盤打開進(jìn)行針對性的修理。 l:bbc!3
.Y^3G7On
一般來說，修理的步驟是這樣的： 6d6Dk>(V
mF!4 *k
第一步，在無塵工作環(huán)境蒼下打開硬盤，更換損壞的磁頭或者硬盤內(nèi)的其它部件。 0UW_ Pbh6
{O).!
第二步，將新更換的部件與原有部件重新組合成硬盤，并調(diào)試對應(yīng)的固件。 _(~LXk^C
3Nwix_&S
第三步，磁場克隆，將受損硬盤中的信息完整的復(fù)制到一個沒有受損的新硬盤中，這一部分是整個數(shù)據(jù)恢復(fù)中耗時最長的。根據(jù)碟片的受損程度不同，需要幾小時到一個月不等。 D5({&.X[-
.fhfb\$
第四步，在克隆完成的硬盤中對數(shù)據(jù)進(jìn)行重新梳理，提取搶救數(shù)據(jù)。 W8u&5#$I
YlT&.G
你有多大可能遇上這樣的硬盤故障呢？ F(Zf=$cx
%.wR@9?
根據(jù)在線備份服務(wù)提供商 Backblaze 在 2013 年的一份報告顯示，在他們所購買的 25000 塊機械硬盤里，5.1% 的硬盤會在 18 個月內(nèi)出現(xiàn)故障，1.4% 的硬盤會在 18~36 個月內(nèi)出現(xiàn)故障，3 年之后的故障率會飆升到 11.8%，硬盤在使用 4 年以上仍完好的概率大約在 80%。 i%F2^R@!q/
Z__fwv.X[
而當(dāng)時機械硬盤的總中位數(shù)壽命是6年。 'vu]b #l3
=./PY1 0'
為了保證數(shù)據(jù)的「絕對安全」，像安防這樣重要的應(yīng)用場景，往往會用磁盤陣列——多塊硬盤同時存儲同一數(shù)據(jù)——可以顯著提高數(shù)據(jù)的安全性。 w8j pOvj
,)!%^ ~v
當(dāng)然，最重要還是要像關(guān)愛孩子一樣關(guān)愛硬盤，不要虐待它。
|