データ復旧・データ消去技能者の個人ブログ

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MASAMUNE Cloneの原理

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バッドセクタとリードエラー

データ復旧を目的として持ち込まれるHDDで一番多い不良内容はリードエラーです。

ですから、HDDを開封することなくクローンが作成できれば、ヘッド交換等の面倒なリスクを伴うクリーンな環境での面倒な作業は不要となります。

リードエラーは何故起きるのか?

  • 本当にバッドセクタなのか?
  • HDDの姿勢を変えたり、ファンで冷却したり、冷蔵庫に入れたりすると何故データが読めることがあるのか?
  • データリカバリ専用機は本当に必要なのか?

リードエラーの発生

リードエラー(CRCエラーも含む)とは、

  • 正式には、I/O(イン・アウト)エラーであり、インプットされた信号とアウトプットされた信号が一致しないことを指します。
  • プラッタからヘッドが読み出す信号は、アナログ波形です。
  • アナログ波形を、微分回路や積分回路を組み合わせた、論理回路をデジタル信号に変換(A-D変換)しています。
  • ヘッドの出力レベルが変わると、微分定数や、積分定数も変更しないと、エラーが起こります。

ヘッドの出力が変わる原因は?

  • ヘッドやプラッタの特性の経時変化
  • ヘッド浮上量の変化
  • オフトラック(オフセット)の発生

リードエラーの発生

リードエラー(CRCエラーも含む)とは、

  • 正式には、I/O(イン・アウト)エラーであり、インプットされた信号とアウトプットされた信号が一致しないことを指します。
  • プラッタからヘッドが読み出す信号は、アナログ波形です。
  • アナログ波形を、微分回路や積分回路を組み合わせた、論理回デジタル信号に変換(A-D変換)しています。
  • ヘッドの出力レベルが変わると、微分定数や、積分定数も変更しないと、エラーが起こります。

ヘッドの出力が変わる原因は?

  • ヘッドやプラッタの特性の経時変化
  • ヘッド浮上量の変化
  • オフトラック(オフセット)の発生

リード・リトライ

リード・リトライとは?

HDDには、リード・リトライ機能が備わっています。

エラーが発生した場合に、自動的にエラーを解消しようとします。

具体的なリード・リトライは?(HDDメーカの特許:実際は?)

  • リゼロ(ヘッドを一度原点に戻し、再度規定のトラックにシークする)
  • 微分定数や積分定数を変更する
  • ヘッド位置を少しずらす(オフセット)
  • ヘッド浮上量を変える(ヘッド加熱など)

それでも、まだ完全ではありません!だから、HDDの姿勢を変えたり温度を変えたり、データリカバリ専用装置を使用すると、読み出すことが出来たりするのです。

では、何故でしょう?

 

オフトラックの原因

HDDの機構部品(ボールベアリング)には抵抗があります。

  • 内部にあるグリスの粘度などに起因する 静止摩擦力等によって、微小な範囲の不感帯を持っています。
  • その不感帯内では、 位置を微修正しようと しても反応しません。

ヒステリシスもあります

往復運動では?

  • 行きと帰りでは、同じ場所で止まりません。
  • 磁性体とおなじ様なヒステリシス(履歴)現象を示します。

HDDの構成は?

プラッタ上では?

製造工程では、

サーボデータ(位置信号:最近のHDDでは、プラッタ単体時に転写)物理フォーマット(セクタID、ダミーデータ等:HDD組み立て完了後)の順番の工程となっています。

※ユーザデータは、当然その後に書き込まれます。ですから、全てのセンターが一致しているとは限りません。

シークプロファイル

HDD高速化を目指して!

摩擦力等の弊害

シーク距離・方向によってヘッドの位置に違いが発生!

ヘッド出力信号に、その影響が。。。当然、エラーも発生します。

クローンの作成-1

クローンの作成-2

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