Formatação completa, controladores HDD e bloqueio do setor defeituoso

Question

Recebemos perguntas periódicas sobre como bloquear e reatribuir manualmente setores defeituosos em unidades de disco rígido. Parece haver informações aparentemente conflitantes sobre um aspecto disso, o controlador do disco rígido e a formatação completa.

Controlador de disco rígido

Os controladores de disco rígido executam algum reconhecimento automático de setores defeituosos, bloqueiam (marcam) os mesmos e reatribuem automaticamente o conteúdo. Isso é relatado nas informações do SMART. Meu entendimento é que este é um processo "aleatório", isto é, acontece quando o controlador tropeça em um setor defeituoso durante o uso da unidade.

Formato completo

A resposta aceita sobre esta questão, Como isolar setores defeituosos em um disco rígido no Windows 7? , cita a Microsoft na descrição de um formato completo. Ele fala sobre o processo, incluindo uma varredura de setores defeituosos, e que, no Vista e mais tarde, isso é conseguido com escrevendo zeros para a partição inteira .

Implicação

A implicação parece ser que o formato completo usa o processo automatizado do controlador de unidade, e o preenchimento com zero fornece um meio para o controlador examinar cada setor. É possível que a verificação do setor seja controlada pelo próprio utilitário de formatação, mas isso não é descrito.

Nenhuma verificação de leitura inerente

Em uma pergunta recente, Como o preenchimento zero, o formato completo e o CHKDSK corrigem setores defeituosos? , há discussão disto em comentários sobre a resposta. Em este comentário , usuário sawdust afirma,

Zero-fill or "formatting" for a filesystem use ordinary write operations. There's no automatic verify or read after write, but there would have to be a read in order to detect a bad sector. So I would not expect any change in the bad sector lists maintained by the controller.

Minhas tentativas de pesquisar esse problema não revelaram nenhum artigo sobre a limpeza de setores defeituosos que menciona o uso de um formato completo como meio de realizar isso, o que seria consistente com o comentário da serragem.

O que me leva a essa pergunta e a esses dois componentes:

• Como um formato completo identifica setores defeituosos? isto é, a má identificação do setor (verificação de leitura) gerenciada pelo controlador como parte de sua resposta automática ao preenchimento zero ou o utilitário de formatação realiza leituras de cada setor?

• Qual condição aciona o processo automatizado do controlador de disco rígido para bloquear um setor e reatribuir o conteúdo? ou seja, se as gravações não envolverem inerentemente a verificação de leitura, a ação é acionada apenas por um incapacidade de ler corretamente um setor (pelo menos na tentativa inicial)?

• E corolário : se o utilitário de formatação realiza sua própria verificação de leitura, que eu suponho seria contra o preenchimento de zeros (e depois marca uma lista externa de setores defeituosos, como descrito em cybernard's resposta), essa ação de leitura também não acionaria a verificação automatizada pelo controlador? ou seja, isso não criaria verificações redundantes, e por que a lista externa seria necessária?

Answer 1

1. Um formato completo, simplesmente oculta os setores defeituosos. A maioria dos sistemas de arquivos tem uma lista de bloqueios inválidos, e simplesmente adiciona o marcador de setor ruim no sistema de arquivos de maneira apropriada para indicar que não me usa.

2. Os discos rígidos têm o SMART integrado. Ferramenta de auto-monitoramento e reparo. Cada setor tem um ecc (erro de correção de dados). Eventualmente, se o disco rígido físico tiver bastante dificuldade em ler um setor, ele substituirá o setor defeituoso por um sobressalente. As peças de reposição são normalmente muito limitadas, talvez 100 a 300 na maioria das unidades. Quando eles são usados, o SMART lança um aviso de que sua unidade está prestes a falhar. Esta lista oculta os setores defeituosos, mesmo a partir de um formato.

Ao escrever, verifique os resultados e escreva novos dados ecc. No entanto, um formato completo não grava em toda a unidade apenas a estrutura do sistema de arquivos. Ele simplesmente lê todo o disco.

Um erro é detectado pelo ECC não correspondente, a duração necessária para ler o setor e outras medições internas. Uma razão pela qual o utilitário de formatação precisa marcar setores defeituosos é porque a unidade física possui apenas 100 a 300 peças sobressalentes. Outra razão é porque o utilitário de formatação não foi programado com a capacidade de falar com o SMART e dizer que existe um problema.

Somente o Windows 7 e versões superiores têm capacidade de se comunicar com o SMART e, mesmo assim, muitas vezes essa capacidade não é usada.

Uma grande ressalva, aqui os fabricantes de discos rígidos não queriam a SMART e foram forçados a implementá-la, a memória funciona corretamente via processo judicial. No entanto, em muitos casos, os fabricantes limitaram sua utilidade. Supõe-se que a SMART, após uma falha de leitura / gravação, reafoque uma certa quantia no setor, mas descobri, através da experiência do mundo real, que ou o limite é insanamente alto ou ignorado.

Existem muito poucos programas que podem forçar o disco rígido a realocar os setores defeituosos mhdd e spinrite, mas mesmo assim eu os vi falharem na realocação de muitos setores.

    

Answer 2

How does a full format identify bad sectors? i.e., is the bad sector identification (read verification) managed by the controller as part of its automated response to the zero fill, or does the format utility perform reads of each sector?

Quem afirma que um "formato completo" deve "identificar setores defeituosos" ?

Eu realizei alguns testes de temporização e os resultados indicam que um formato do Windows 7 apenas grava os setores.
Você poderia ter um HDD que incorpora esta patente , que é implementado pelo conjunto opcional de recursos Write-Read-Verify. O uso de Write-Read-Verify pode ser detectado pela degradação do desempenho da rotação extra necessária por operação.

Sem uma operação de leitura, quaisquer erros no registro de dados do setor não serão detectados.

What condition triggers the hard drive controller's automated process to lock a sector and reassign the contents? i.e., if writes don't inherently involve read verification, is the action triggered only by an inability to correctly read a sector (at least on the initial try)?

"Bloquear um setor" não é uma terminologia convencional.
Os setores defeituosos são remapeados e descritos em este artigo .
Os defeitos primários são remapeados durante a fabricação.
Os defeitos que se acumulam durante a vida útil da unidade são remapeados pelo controlador e mantidos em outras listas. Os critérios para remapeamento podem variar de fornecedor, sendo o mínimo repetido incorrigível (ler) erros. Erros incorrigíveis no registro de identificação de um setor seriam causa imediata do remapeamento.

And corollary: if the format utility performs its own read verification, which I assume would be against the zero-fill (and then marks an external bad sector list, as described in cybernard's answer), wouldn't that read action also trigger the automated verification by the controller? i.e., wouldn't that create redundant checks, and so why would the external list be needed?

Novamente, não encontro nenhuma evidência de que o Windows 7 execute explicitamente qualquer coisa, exceto as operações de gravação durante o formato de uma partição.
Não há nada de único em um preenchimento zero. Apenas acontece de ser os dados padrão quando um formato de baixo nível é executado. O ECC é capaz de detectar (e corrigir) uma falha de múltiplos bits.

O que você acha que é redundante é devido às circunstâncias.
Os controladores de disco mais antigos não tinham o poder de processamento e o armazenamento interno para executar a manutenção de blocos defeituosos.
Is foi deixado para o software OS / filesystem no computador host para gerenciar blocos defeituosos.

Com o advento da gravação de bits zonados, o comando format foi removido do conjunto de comandos ATA4. A eliminação deste comando de formato exigiu que o controlador de HDD assumisse parte da manutenção de blocos defeituosos. Na verdade, esta foi uma vitória para os fabricantes de HDD, como as listas de defeitos primários seria escondido e os rendimentos de platter poderiam ser aumentados aceitando mais defeitos.

Portanto, a manutenção de bad-block pelo controlador HDD pode reduzir os custos para o fabricante. Isso pode reduzir alguma complexidade no sistema operacional / sistema de arquivos, mas pode afetar o desempenho (por exemplo, uma busca adicional). A manutenção de blocos defeituosos pelo sistema operacional / sistema de arquivos normalmente evita a alocação dos setores defeituosos. Portanto, não há nenhum impacto no desempenho como um remapeamento, mas a unidade de alocação inteira (também conhecida como cluster) de cada setor defeituoso deve ser não alocável.
O sistema de arquivos / sistema operacional não pode eliminar a manutenção de blocos defeituosos devido à necessidade de compatibilidade com versões anteriores para HDDs antigos que não sejam ATA4 ou mais recentes.