 硬盤數据保護技術
如今，計算机用戶們對數据存儲与數据恢复可靠性的期望值很高。許多用戶甚至從不考慮硬盤故障可能導致數据丟失的情況。盡管技術的日益進步使數据丟失現象已不常見，但也不能排除其可能性。
因此，隨著硬盤技術的前進，硬盤就出現了如下几套數据保護系統。最為大家熟悉的莫過于S.M.A.R.T，它是利用可靠性預測技術來提前發現硬盤故障，以便引起系統管理員或用戶的重視，保証在硬盤發生故障前將數据備份下來。S.M.A.R.T.英文全稱即Self Monitor Analysis Report Technology,自檢測診斷分析与報告技術，它是是ATA/IDE和SCSI環境下都可使用的一种可靠性預測技術。S.M.A.R.T.由Compaq公司率先開發，全球前五名硬盤生產商目前正對其進行不間斷開發。這前五名硬盤生產商是：希捷科技、原IBM公司（即日立全球存儲技術公司）、Conner外圍設備公司（已被別的公司所并購）、西部數据公司和邁拓公司（包括原昆騰硬盤公司）。
S.M.A.R.T技術其實不是一項新數据保護技術，只是由于它得到了廣泛的應用，現在几乎所有的計算机系統中都能支持S.M.A.R.T技術，因此在這里筆者再簡單多說几句。S.M.A.R.T.技術就象拼七巧板，需要把許多塊拼圖正确拼裝在一起，最終形成一种圖案。如前所述，推定故障就是其中的一塊拼圖。另一塊就是确定屬性的方法。屬性是進行可靠性預測的參數，由制造商為各种硬盤量身設定。為了确定屬性，硬盤的設計工程師們對返修硬盤進行了檢查，研究設計要點，為他們所看到的各种故障确立相應的診斷屬性。來自應用現場的信息可用于預測可靠性問題的研究，并最終納入到新的可靠性結构之中。
盡管不同的硬盤屬性各异，但是它們還是有以下一些共同之處：
<> 磁頭飛行高度
<> 數据吞吐性能
<> 起旋時間
<> 重新分配的扇區計數
<> 尋道錯誤率
<> 尋道時間特性
<> 試旋重計數（spin try recount）
<> 硬盤校准重試計數 （drive calibration retry count）
上面所列的屬性是几种能反映可靠性的典型指標。從根本上講，硬盤的設計決定了制造商將選定哪些屬性。因此可以認為，屬性因制造商而异，并取決于硬盤的設計。
由于ATA硬盤和SCSI硬盤對數据特性具有不同的要求，因此當SFF-8035(1995年5月12日，Compaq公司向Small Form Factor委員會提交了專為ATA/IDE 開發的IntelliSafe，也稱為SFF-8035)進入公共領域時，用于ATA/IDE環境的S.M.A.R.T.開始出現。SCSI硬盤采用了一個不同的行業標准，如ANSI-SCSI Informational Exception Control (IEC)中定義的X3T10/94-190。适用ATA/IDE和SCSI環境的S.M.A.R.T.系統技術的屬性和門限值相似，但在信息的報告上卻不相同。
在ATA/IDE環境下，由主机上的軟件對S.M.A.R.T“報告狀態”命令生成的、來自硬盤的告警信號進行解讀。主机定期對硬盤進行查詢，以檢查這一命令的狀態，如果顯示馬上要發生故障，就將告警信號送至最終用戶或系統管理員。系統管理員就安排關机時間，以備份數据和更換硬盤。這一結构還可以進一步改進，即能夠報告除硬盤以外的其它信息，如溫度告警、CD-ROM、磁帶，或其它Ｉ／Ｏ報告等。主系統除對來自硬盤的“報告狀態”命令進行評估外，還可對屬性和告警報告進行評估。
一般來說，具有可靠性預測功能的SCSI 硬盤只報告狀況完好或出現故障。在SCSI 環境中，由硬盤進行故障判斷，然后由主机通知用戶采取措施。在SCSI 標准中有一個檢測位，當硬盤确定可靠性出現問題時，檢測位就打上標記。系統便通知最終用戶或系統管理員。
硬盤數据保護技術之MaxSafe增強版
除了大家耳熟能詳的S.M.A.R.T.技術外，各家硬盤厂商現在均競相推出了各自的硬盤數据保護技術，例如原IBM硬盤公司就有DFT技術，原昆騰硬盤公司有DPS（數据保護系統），邁拓公司有MaxSafe技術，西部數据公司有數据衛士（Data Lifeguard）技術，希捷公司有3DS系統。筆者這里再對Maxtor的MaxSafe技術和希捷的3DS系統進行簡要介紹。
MaxSafe(增強版) 硬盤數据保護技術与數据恢复技術
高性能高容量硬盤很重要，但可靠性也是一個不能忽視的因素，MaxSafe是Maxtor硬盤專有的數据安全系統。從硬盤原理我們可以知道，硬盤內部是一個非常非常清洁的空間，比醫院的隔离病房還要干淨得多，一個极小的微粒也會造成數据錯誤。盡管厂商們不斷追求更為干淨的制造環境，但是無論采用如何高級的過濾措施，仍然不能完全防止灰塵的入侵，MaxSafe系統的設計本意就是為了在數据丟失之前，發現和修正這些錯誤。
Maxtor的數据完整性判斷很簡單：識別和決定可能發生問題的潛在點，MaxSafe先檢查數据瞬時寫入的正确与否，再監測長時間的數据存儲過程，其中動用到三個技術：后台磁盤表面掃描、高級ECC、高速寫入偵察。
硬盤磁頭与盤片的示意圖
<> 后台磁盤表面掃描与硬盤數据保護
ECC提供了一串數据位，使用复雜的譯碼算法計算，把自身附加在每一個存儲在磁盤的數据上。當你存取這些資料時，附加的額外數据位會解碼和校驗數据，与原始記錄相比較。如果編碼/解碼算法偵察有差异，將動用ECC位來修复不正确的數据。MaxSafe使用硬盤的idle（空閑）周期從磁盤讀取數据，再使用硬盤電路版上的ECC來驗証，最后把修复的數据存儲在磁盤的另一點上，以上操作獨立于主机系統，不會受到我們的干涉，充分利用了硬盤的每一段工作時間。
<> 高級ECC与硬盤數据保護和數据恢复
從DiamondMax Plus 5120開始，Maxtor的所有產品已經包含了錯誤偵測和修正能力，与以前的產品相比，等于有了雙重的ECC，每512byte個用戶數据塊，就有430 bits的ECC校驗位。舊式的ECC可能會出現錯誤的修正，但高級ECC擁有兩次校驗操作，使錯誤發生率降到了1/10^20 bits。以250KB文件讀取為例，1秒讀1個文件，1天讀取24小時，平均犯錯時間為150万年。
<> 高速寫入偵察
以今天的技術來計算，每英寸盤片大約可以存儲1百万個文件，在寫入資料時，如何磁頭飛得太高，數据將不能被准确地記錄下來。高速寫入偵察用于檢查每次數据寫入的高度，确保磁頭維持在安全寫入區域內。
硬盤數据保護技術之希捷3D防護系統(增強版)
3D防護系統是希捷公司所獨有的硬盤保護技術，它包括硬盤防護、數据防護和診斷防護。而這三方面的防護技術可确保用戶得到的是高質量、高穩定性的硬盤。3D Defense System是捆綁在希捷硬盤特性中的一种保護手段，這可确保硬盤在震動及其它冒險性動作中對用戶數据的損坏。同時它還帶有診斷工具以供用戶對硬盤的錯誤進行標識或解決。這個3D指得是Drive Defense(硬盤防護)、Data Defense(數据防護)及Diagnostic Defense(論斷防護)
<> Drive Defense(硬盤防護与數据恢复)
磁盤保護包括如下几大方面：
G-Force 保護：可幫助希捷硬盤承受業內最高的非工作狀態下的防震水平，即在2ms內震動力即使達到350G，也不會使硬盤損坏。
SeaShield 保護：提供ESD及安全處理，特別是對PCBA(Printed Circuit Board Assembly)板。
SeaShell保護：這是一种可以替換原有ESD(Elestro-Static Discharge)的硬盤工具包，這將為硬盤提供更多的保護、更易使用。
<> Data Defense(數据防護与數据恢复)
希捷先進的Multidrive系統(SAMS)--SAMS通過減小硬盤的旋轉振動來減小對硬盤損坏，主要包括：
ECC(Error Correction Code，錯誤檢正代碼)---為高性能硬盤提供on-the-fly檢正，還有就是對數据恢复提供最大限度firmware(固件)檢正，因此數据可以正确完整地進行讀及恢复。
Safe Saring---當硬盤斷電及重新來電后，此Safe Saring可确保硬盤磁頭回到同樣的扇區，以保証數据不丟失。
End-to-End Path Protection-确保數据在主机与磁盤之間傳輸的完整性。
<> Diagnostic Defense(診斷保護-數据恢复)
SeaTools--診斷工具軟件，可以幫助用戶診斷系統是否存在問題，以及診斷錯誤是否由其它硬件及軟件產生 SeaTools可以大大地避免硬盤的返修，以節約用戶開支及保護用戶寶貴數据。它可以在ATA及SCSI產品中工作，包括全部的舊希捷硬盤。
增強的S.M.A.R.T(Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology自診斷，分析及報告技術)：可在硬盤錯誤与問題發生前向用戶發出警告。
Web-Based Tools（基于Web的工具）：可以允許用戶標識及解決一些非硬盤相關錯誤，如病毒等，也可以檢正文件系統，解決硬件衝突以避免不必要的硬盤返修。
DLD(Drive Logging Diagnostics)--捕獲不可恢复性數据錯誤，實質上就是交互性的診斷工作。
硬盤數据保護系統，是每一款硬盤所不可或缺，失去數据保護系統的硬盤是沒有使用价值的。而為了更方便最終用戶使用，許多硬盤厂商都將各种保護系統的微代碼寫入硬盤firmware 中，用戶可以通過更新firmware 得到最新的數据保護技術和震動保護系統等。
另外，硬盤厂商們還為方便用戶使用，都擁有額外診斷程序，它是用戶診斷硬盤健康狀況的接口，這些程序很多，例如IBM公司推出的DFT（Disk Fitness Test）、Maxtor公司推出的PowerMax、西部數据公司推出的Data Lifeguard(數据衛士工具包)和希捷公司推出的SeaTools等硬盤數据保護工具。
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