不良セクタ

コンピューターにおける不良セクターとは、ディスクストレージユニット上の読み取り不可能なディスクセクターのことです。損傷を受けると、そのセクターに保存されているすべての情報が失われます。不良セクターが見つかりマークされると、WindowsやLinuxなどのオペレーティングシステムは、今後そのセクターをスキップします。不良セクターは、データ残留の点で情報セキュリティに対する脅威です。

詳細

不良セクタは、セクタがアクセス不能になる原因によって、「ソフト」（論理的）または「ハード」（ハードウェア、物理的）になります。電源喪失、ビットの破損（フロッピーディスクでより可能性が高い）、またはファームウェアの問題の場合、ディスク上のフォーマットが、エラー訂正コードで修正できる範囲を超えて破損する可能性があります。これは「ソフト」不良セクタです。破損したセクタを上書きすると、正常に書き込まれます。^[1]

一方、物理的に壊れたセクターは復元できません。書き込みに失敗し、再マップを余儀なくされます。新しいドライブは、製造上の欠陥により、無害な不良セクターから始まる場合があります。ヘッドクラッシュ、摩耗、物理的衝撃、またはほこりの侵入により、使用中に大きなパッチが発生します。^[2]^[1]

ソリッドステートドライブでは、フラッシュの摩耗やフラッシュコントローラのエラーによっても不良セクタが発生することがあります。^[3]

取り扱い

オペレーティング·システム

不良セクタは、オペレーティングシステムまたはディスクコントローラによって検出される場合があります。ほとんどのファイルシステムには、セクタを不良としてマークする規定が含まれており、オペレーティングシステムは将来的にそのセクタを回避します。CHKDSK (Microsoft Windows)、ディスクユーティリティ (macOS)、badblocks (Linux) などのディスク診断ユーティリティは、ユーザーの要求に応じて不良セクタをアクティブに検索できます。

SMART 対応ディスクコントローラ (下記参照) の登場により、不良セクタを回避する負担はディスクにかかることが多くなりました。^[4]BtrfsやZFSなどの新しいファイルシステムには、不良ブロック回避機能がまったくありません。^[5]不良ブロックを探すソフトウェアツールには、まだ使用例があります。検出された不良セクタに書き込みを発行することで、再マッピングプロセスを迅速化し、不良セクタの読み取り試行を回避できます。^[6]

ディスクコントローラ

ディスクコントローラのファームウェアによってセクターが不良または不安定であると判断された場合、最新の (1990 年以降の) ディスクコントローラは論理セクターを別の物理セクターに再マッピングします。通常、セクターの自動再マッピングはセクターへの書き込み時にのみ行われ、失敗した読み取りは「保留中」のままになります。ハードドライブの通常の動作では、不良セクターの検出と再マッピングは、システムの他の部分に対して透過的な方法で、データが失われる前に事前に行われる必要があります。ディスクハードウェアによる再マッピングには、P-LIST (工場生産テスト中のマッピング) と G-LIST (ディスクマイクロコードによる消費者の使用中のマッピング) の 2 種類があります。^[4]

ユーティリティは、 SMART ( Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology ) 情報を読み取って、再割り当てされたセクターの数と、ドライブにまだ残っている予備セクターの数を知ることができます。^[7] G リストセクターからの読み取りと書き込みは、予備セクターに自動的にリダイレクト (再マップ) されるため、ドライブ内のデータがデフラグされている場合でも、ドライブアクセスが遅くなります。G リストがいっぱいになると、ストレージユニットを交換する必要があります。^[8]^[9]

ATAと比較すると、SCSIコマンドセットは不良セクタのより細かい管理が可能です。ユーザーはG-LISTを読み取り、自動再マップを実行するかどうかを制御でき、必要に応じて専用のコマンドREASSIGN BLOCKSを使用して手動で再マップできます。コマンドセットはFORMAT UNITを使用して低レベルフォーマットを実行する方法も提供します。^[10]

操作方法

WindowsプログラムATATool を使用すると、セクターエラー訂正コード(ECC) データを操作して、意図的に「ソフト」不良セクターを作成できます。これを使用して、ディスクユーティリティやフォレンジックツールで不良セクターのサポートを確認できます。たとえば、セクター 10 を不良にするには、次のようにします。

ATATOOL /BADECC:10 \\.\物理ドライブ1

hdparmには同様に動作する--make-bad-sectorコマンドがあります。新しいドライブでは、代わりにWRITE_UNCORRECTABLE_EXT を使用してセクターを不良として「フラグ」付けすることができます。ドライブコントローラは読み取りを試みませんが、すぐに失敗します。^[6]

頻度

2007 年の調査で、CERN は 32 か月間にわたって 30 種類のモデルから 153 万台のハードドライブを観察し、返されたドライブの読み取りエラーを分析しました。その結果、3.5% のドライブで「潜在的な読み取りエラー」(読み取り不可能な不良セクター) が発生し、不良セクターのあるディスクではさらに不良セクターが発生する可能性が高いことがわかりました。不良セクターは空間的 (10 MB の周辺) および時間的に密集しています。エンタープライズドライブによって報告される ECC によって回復されたエラー (SCSI コマンドセットを使用) も、将来的に不良セクターが発生する可能性が高いことを示しています。^[11]

参照

Spiradisc - 同心円ではなく、ディスク上の螺旋状のパスにセクターを書き込むコピー保護方式。
セクタースリッピング– 不良セクターを回避する方法
ARccOS 保護– Sony が使用する DVD の不良セクター保護。
ヘッドクラッシュ- ハードディスクプラッターへのより深刻な損傷

参考文献

^ ab Zhang (2018 年 3 月 2 日)。「HDD のハード不良セクターとソフト不良セクター: さまざまな原因と解決策」。データ復旧ブログ。
^ Chris Hoffman (2017 年 7 月 5 日)。「不良セクターの説明: ハードドライブに不良セクターが発生する理由と対処法」How-To Geek。
^ 「質問 - 980 Pro を RMA すべきか」。Tom 's Hardware Forum。2023年 2 月 14 日。2024年7 月 22 日閲覧。
^ ab 「Bad Sector Remapping」。mjm.co.uk 。 2018年3月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年3月9日閲覧。
^ 「badblocks - btrfs は不良ブロックを追跡/回避できますか?」。Unix & Linux Stack Exchange。
^ ab hdparm(8) – Linuxプログラマーズマニュアル– 管理および特権コマンド。 "--make-bad-sector ディスク上に意図的に不良セクター (別名「メディアエラー」) を作成します。 [...] また、--repair-sector オプションを使用すると、不要になった不良セクター (実際に不良だったセクターを含む) を復元できることにも注意してください (ドライブは、これらのセクターをメディアの新しい領域に再マップする可能性があります)。 --write-sector: これを使用すると、ドライブに不良セクター (メディアエラー) を強制的に修復させることができます。"
^ SMART によるハードディスクの監視。Linux Journal、2004 年。
^ 「百科事典」。PCMag.com。Ziff Davis。
^ Stephens, Curtis E, ed. (2006 年 12 月 11 日)、情報技術 - AT アタッチメント 8 - ATA/ATAPI コマンドセット (ATA8-ACS)、ワーキングドラフトリビジョン 3f (PDF) 、ANSI INCITS、pp. 198–213、327–344、2007年 7 月 30 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ
^ 「INCITS 506-202x - 情報技術 - SCSIブロックコマンド - 4 (SBC-4) ドラフト改訂22」。2020年9月15日。 2023年5月22日閲覧。
^ Lakshmi N. Bairavasundaram、Garth R. Goodson、Shankar Pasupathy、Jiri Schindler (2007 年 6 月)。「ディスクドライブの潜在セクターエラーの分析」。2007 ACM SIGMETRICS 国際会議「コンピュータシステムの測定とモデリング」の議事録。カリフォルニア州サンディエゴ、米国: ACM。pp. 289–300。CiteSeerX 10.1.1.63.1412。doi : 10.1145 / 1254882.1254917。ISBN 9781595936394. S2CID 14164251 . 2012年6月9日閲覧。

外部リンク

不良ブロックの定義

[Zhang-1] Zhang (2018 年 3 月 2 日)。「HDD のハード不良セクターとソフト不良セクター: さまざまな原因と解決策」。データ復旧ブログ。

[2] Chris Hoffman (2017 年 7 月 5 日)。「不良セクターの説明: ハードドライブに不良セクターが発生する理由と対処法」How-To Geek。

[3] 「質問 - 980 Pro を RMA すべきか」。Tom 's Hardware Forum。2023年 2 月 14 日。2024年7 月 22 日閲覧。

[MJM-4] 「Bad Sector Remapping」。mjm.co.uk 。 2018年3月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年3月9日閲覧。

[5] 「badblocks - btrfs は不良ブロックを追跡/回避できますか?」。Unix & Linux Stack Exchange。

[hdparm-6] hdparm(8) – Linuxプログラマーズマニュアル– 管理および特権コマンド。 "--make-bad-sector ディスク上に意図的に不良セクター (別名「メディアエラー」) を作成します。 [...] また、--repair-sector オプションを使用すると、不要になった不良セクター (実際に不良だったセクターを含む) を復元できることにも注意してください (ドライブは、これらのセクターをメディアの新しい領域に再マップする可能性があります)。 --write-sector: これを使用すると、ドライブに不良セクター (メディアエラー) を強制的に修復させることができます。"

[7] SMART によるハードディスクの監視。Linux Journal、2004 年。

[8] 「百科事典」。PCMag.com。Ziff Davis。

[9] Stephens, Curtis E, ed. (2006 年 12 月 11 日)、情報技術 - AT アタッチメント 8 - ATA/ATAPI コマンドセット (ATA8-ACS)、ワーキングドラフトリビジョン 3f (PDF) 、ANSI INCITS、pp. 198–213、327–344、2007年 7 月 30 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ

[10] 「INCITS 506-202x - 情報技術 - SCSIブロックコマンド - 4 (SBC-4) ドラフト改訂22」。2020年9月15日。 2023年5月22日閲覧。

[11] Lakshmi N. Bairavasundaram、Garth R. Goodson、Shankar Pasupathy、Jiri Schindler (2007 年 6 月)。「ディスクドライブの潜在セクターエラーの分析」。2007 ACM SIGMETRICS 国際会議「コンピュータシステムの測定とモデリング」の議事録。カリフォルニア州サンディエゴ、米国: ACM。pp. 289–300。CiteSeerX 10.1.1.63.1412。doi : 10.1145 / 1254882.1254917。ISBN 9781595936394. S2CID 14164251 . 2012年6月9日閲覧。