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希捷機械硬盤譯碼器初探


今天將通過一個案例為大家介紹一下希捷硬盤的譯碼器。

譯碼器這個概念有些小伙伴可能會比較陌生,但其實這在硬盤工作中起著至關重要的作用。固件相當于硬盤的操作系統,所以避免不了出現一些錯誤。一旦譯碼器模塊出現,硬盤將徹底無法正常工作。所以通過這篇文章將簡單的介紹一下硬盤的譯碼器。

l  存儲介質詳情如下:

表1 源盤詳細信息


硬盤品牌

希捷Seaate
規格
3.5英寸臺式機硬盤
型號
ST3500418AS
容量
500G

圖片 1.png

(圖1)

在這里給大家普及一下如何通過硬盤外部標簽獲取硬盤相關信息。如圖2所示。

圖片 2.png

(圖2)

?  其中S/N:6VMXXXX為硬盤的唯一編號

即使同一批次的硬盤其SN號也不可能相同,當然如果你對硬盤的固件結構非常了解,那么SN 號其實也是可以更改的。其中SN號的第一位一般表示硬盤的產地,該案件涉及的硬盤SN首位為“6”則表示其產地是中國蘇州;同樣如果是“5”則表示是產地為中國無錫。接下來兩位數值至關重要,表示的是硬盤的磁頭信息,如果涉及到“開盤”數據恢復則需要對比這兩位數值。

?  ST3500418AS為硬盤的Model(型號)號

“ST”表示品牌為希捷;“3”表示3.5英寸硬盤;“500”表示該硬盤容量為500G;“4”表示其緩存為16M;“1”表示單碟;“8”為輔助標志;“AS”表示該硬盤采用的ATA通訊協議。

?  7200.12

7200表示該硬盤為7200rpm,也就是硬盤的轉速;.12則表示該硬盤屬于12代硬盤。

希捷硬盤從系統架構分為“酷魚/U系列(非F3架構)”和“F3架構”。從11代硬盤開始至最新的14代硬盤都屬于F3架構。F3架構是希捷通過整合ATA協議與SCSI協議的產物,不知道有沒有小伙伴記得當年希捷的“固件門”事件,就是因為起初F3架構出現了嚴重缺陷導致的。當然現在的F3架構非常穩定大家可以放心。PC3000對應的希捷硬盤菜單,如圖3所示。

圖片 3.png

(圖3)

希捷硬盤在進行固件訪問及指令調試的時候,需要通過終端指令線進行指令的發送。其線序從右至左為:TX、RX、GND、空位。如圖4所示。

圖片 4.png

(圖4)

同樣需要指令線配合的硬盤品牌還有三星、東芝等品牌。希捷硬盤的串口模式與ATA模式不可同時工作。一旦進入了串口模式則ATA通道將不可進行數據交互。用戶可在終端界面通過使用Ctrl+Z與Ctrl+T進行模式切換。

如圖5與圖6所示,為F3架構與非F3架構硬盤的串口模式。可以看到F3架構架構的標志是“F3 T>”;而非F3架構的硬盤則是“T>”。

圖片 5.png

(圖5 F3架構)

圖片 6.png

(圖6 非F3架構)

l  故障表現

將源盤連接只讀設備,嘗試進行數據固定。在鏡像過程中發現只能鏡像開始的一小段LBA,在大約1G左右開始無法進行數據固定,反復嘗試多次均如此。通過對硬盤進行邏輯掃描測試發現,硬盤自LBA=2063306開始出現壞道,并且嘗試快進發現自此LBA之后出現全盤壞道現象。如圖所示。

圖片 7.png

(圖7)

l  故障診斷

由此基本可以確定,硬盤譯碼器出現了問題。懷疑是否為“前好后壞”,但是一般“前好后壞”對應錯誤寄存器指示燈為“UNC”(無法糾正的讀錯誤)。而該盤錯誤寄存器指示燈為“ABRT”(指令被終止),并且通過“非常駐G表”(V40)、與P表(V10)結合判斷,該盤很可能只是單純的譯碼器翻譯錯誤導致某一LBA開始無法正常尋址,而并非“前好后壞”故障。

連接好硬盤的SATA線及COM終端線,進入希捷專修模式。如圖所示。

圖片 8.png

(圖8)

進入專修模式后,由ATA工作模式通過Crtl+Z切換至終端串口工作模式,此時默認在T級,通過V4可以查看當前硬盤的“重分配表”,該缺陷表主要是用來臨時記錄硬盤在正常工作中產生的壞道,并在閑時對這些缺陷進行重定向,如將缺陷分配到常駐G表、道表等。

如圖,V4的第一條缺陷記錄的起始LBA為LBA=0000001F7C99轉換成十進制為LBA= 2,063,513,前面通過硬盤邏輯測試可知LBA=2063306開始出現壞道,并且邏輯測試的區塊大小為256扇區。而該缺陷正好處于2063306-2063562之間。

圖片 9.png

(圖9)

l  故障處理

已經判斷出該硬盤譯碼器出現了故障,那么只需要從新生成譯碼器即可,但生成譯碼器是個復雜的過程,其中需要多個缺陷表參與其中,所以在重建譯碼表過程中一定要謹慎處理,操作不當不但不能解決問題還有可能會使故障更為嚴重。

判斷常駐G表(V80),與非常駐G表(V40),確認G表中是否已存在缺陷記錄,如圖所示X,可以看出常駐G表記錄為0。

圖片 10.png

(圖10)

由此可以基本確定,在接下來的譯碼器重建過程中可以不用考慮G表的問題。軟件支持重建譯碼器或者通過指令“m0,6,2,,,,,22”。如圖所示。

圖片 11.png

(圖11)

“m指令”是個很復雜的指令,后面小編將針對“m指令”單獨詳細的講解。

通過重建之后發現,V4中原本的缺陷記錄竟然消失了,而原本常駐G表缺陷記錄為0現在也有記錄項了。如圖12所示。

圖片 12.png

(圖12)

說明在進行譯碼表重建的過程中將“重定向表”(V4)中的缺陷記錄定向到了常駐G表(V80)中。此時再次嘗試對硬盤進行邏輯測試查看硬盤狀態,如圖所示。

圖片 13.png

(圖13)

可以看到此時的LBA=8246528,其LBA范圍早已超過之前故障LBA=2063306的范圍。說明此時硬盤的譯碼器翻譯正常了。接下來通過常規的方式順利的將硬盤數據固定完成。

l  總結

該案例中的涉及的硬盤,是典型的譯碼器翻譯錯誤,原因是由于在使用過程中產生了壞道,而硬盤在譯碼器翻譯過程中出現了錯誤導致全盤壞道。

通過此案例不難看出,硬盤的缺陷表及譯碼器等固件模塊對于硬盤正常工作起著至關重要的作用。所以希望讀者日后工作中或者日常使用中一定要規范使用硬盤,如果發現硬盤讀寫速度緩慢就要及時做好數據備份,避免數據丟失。

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