ドライブの状態とスマート属性を表示するソフトウェアの例。この8TB東芝ハードドライブは、このデモンストレーションの前にフォーマットされておらず、未使用で、完璧な状態であるように見えます。[ 1 ]自己監視、分析、報告技術（S.MARTまたはSMARTという略称）は、コンピュータのハードディスクドライブ（HDD）およびソリッドステートドライブ（SSD）に搭載されている監視システムです。 [ 2 ]その主な機能は、ドライブの信頼性のさまざまな指標を検出して報告すること、つまり、差し迫ったハードウェア障害を予測しながらドライブがどのくらいの時間機能できるかを報告することです。
SMARTデータがドライブの故障が差し迫っている可能性を示した場合、ホストシステム上で動作するソフトウェアがユーザーに通知し、データ損失を防ぐための対策を講じることができ、データ損失なしに故障したドライブを交換できます。
背景
ハードディスクやその他のストレージドライブは故障する可能性があり（ハードディスクドライブの故障を参照）、その故障は大きく2つの種類に分類できます。
- 機械的な摩耗や保管面の緩やかな劣化といった、緩やかなプロセスによって発生する予測可能な故障。監視を行うことで、こうした故障が発生する可能性が高まっている時期を特定できる。
- 電子部品の欠陥から突然の機械的故障、不適切な取り扱いによる故障まで、あらゆる原因で予告なく発生する予測不可能な故障。
ドライブの故障の約60%は機械的故障によるものです。[ 3 ] 最終的な故障は壊滅的なものになる可能性もありますが、ほとんどの機械的故障は徐々に摩耗することによって発生し、通常は故障が差し迫っていることを示す兆候があります。これには、発熱量の増加、騒音レベルの上昇、データの読み書きの問題、または損傷したディスクセクター数の増加などが含まれます。
PCTechGuideのSMARTに関するページ（2003年）では、この技術は3つの段階を経てきたと述べている。[ 4 ]
SMARTは当初、特定のオンラインハードドライブ動作を監視することで障害予測機能を提供していました。その後のバージョンでは、オフライン読み取りスキャンを自動で追加し、追加の動作を監視することで障害予測機能が向上しました。最新のSMARTテクノロジーは、ハードドライブの動作を監視するだけでなく、セクタエラーを検出して修復することで障害を未然に防ぎます。また、以前のバージョンではオペレーティングシステムによって取得されたデータのみを監視していましたが、最新のSMARTはオフラインデータ収集を使用して、非アクティブ期間中のドライブの状態を確認することで、ドライブのすべてのデータとすべてのセクタをテストします。
正確さ
Google [ 5 ]が2005年12月から2006年8月にかけて10万台以上の消費者向けドライブを対象に行ったフィールド調査では、特定のSMART情報と年間故障率との間に相関関係があることが判明しました。
- オフラインスキャンによってドライブ上で最初の修正不可能なエラー（SMART属性0xC6または198）が検出されてから60日間において、そのドライブは、同様のエラーが発生しなかったドライブと比較して、平均して39倍故障する可能性が高かった。
- 再割り当てにおける最初のエラー、オフライン再割り当て（SMART属性0xC4および0x05または196および5）、および試用カウント（SMART属性0xC5または197）も、失敗確率の上昇と強く相関していました。
- 一方、温度上昇との相関はほとんど見られず、使用レベルとの相関は全く見られなかった。しかし、調査によると、故障したドライブの大部分（56%）は、スキャンエラー、再割り当て回数、オフライン再割り当て、試用期間回数として特定された「4つの強力なSMART警告」にカウントを記録せずに故障していたことが明らかになった。
- さらに、故障したドライブの36%は、温度以外のSMARTエラーを全く記録せずに故障しており、SMARTデータだけでは故障を予測する上での有用性が限られていることを示しています。[ 5 ]
SMART の技術文書はAT Attachment (ATA) 規格にあります。1994 年に初めて導入された ATA 規格は、複数回の改訂を経てきました。 [ 10 ] Small Form Factor (SFF) 委員会によるオリジナルの SMART 仕様の一部は、 1997 年に発行されたATA-3 に追加されました。[ 11 ] 1998 年に ATA-4 では、ドライブが内部属性テーブルを維持するという要件が削除され、代わりに「OK」または「NOT OK」の値を返すだけでよいことになりました。[ 11 ]ただし、メーカーは属性の値を取得する機能を維持しています。最新の ATA 規格である ATA-8 は 2004 年に発行されました。[ 12 ]定期的に改訂されており、[ 13 ]最新の改訂は 2011 年に行われました。[ 14 ] SCSIの同様の機能の標準化はより少なく、規格ではそのように命名されていませんが、ベンダーと消費者は同様にこれらの同様の機能を SMART と呼んでいます。[ 15 ]
SMARTが提供する最も基本的な情報は、SMARTステータスです。SMARTステータスは、「しきい値を超えていない」と「しきい値を超えている」の2つの値のみを提供します。これらは通常、それぞれ「ドライブ正常」または「ドライブ故障」として表されます。「しきい値を超えている」という値は、ドライブが将来的に仕様を満たせなくなる可能性が比較的高いことを示しています。つまり、ドライブが「故障寸前」であるということです。予測される故障は、壊滅的なものかもしれないし、特定のセクターへの書き込みができない、あるいはメーカーが公表している最小性能よりもパフォーマンスが低下するなど、些細なものかもしれません。
SMARTステータスは、必ずしもドライブの過去または現在の信頼性を示すものではありません。ドライブが既に致命的な故障を起こしている場合、SMARTステータスにアクセスできない可能性があります。逆に、ドライブが過去に問題を起こしていたとしても、センサーがそのような問題を検出しなくなった場合、メーカーのプログラミングによっては、SMARTステータスがドライブが現在正常であることを示唆する場合があります。
一部のセクターが読み取れないことは、必ずしもドライブが故障寸前であることを示すものではありません。ドライブが仕様どおりに動作している場合でも、書き込み中に突然電源が切れると、読み取り不能なセクターが発生する可能性があります。また、物理ディスクの1箇所が損傷して特定のセクターが読み取り不能になった場合でも、ディスクは予備領域を使用して不良領域を置き換え、セクターを上書きできる場合があります。[ 16 ]
ドライブの状態に関するより詳細な情報は、SMART属性を調べることで得られます。SMART属性はATA規格のいくつかの草案に含まれていましたが、規格が最終決定される前に削除されました。属性の意味と解釈はメーカーによって異なり、場合によってはメーカーの企業秘密とみなされることもあります。属性については、以下でさらに詳しく説明します。[ 17 ]
SMART機能を搭載したドライブは、オプションで複数の「ログ」を保持できます。エラーログには、ドライブがホストコンピュータに報告した最新のエラーに関する情報が記録されます。このログを調べると、コンピュータの問題がディスク関連なのか、それとも他の原因によるものなのかを判断するのに役立ちます（エラーログのタイムスタンプは、2 32 ms = 49.71 日後に「ラップアラウンド」することがあります[ 18 ]）。
SMARTを実装したドライブは、オプションで複数の自己診断またはメンテナンスルーチンを実装することができ、テスト結果は自己診断ログに記録されます。自己診断ルーチンは、ディスク上の読み取り不能なセクタを検出するために使用され、検出されたセクタはバックアップソース（例えば、RAID内の他のディスク）から復元できます。これにより、データの永久的な損失のリスクを軽減できます。
規格と実施
共通解釈の欠如
多くのマザーボードは、ディスクドライブが故障に近づいているときに起動時に警告メッセージを表示します。ほとんどの主要なハードドライブメーカーの間で業界標準が存在しますが、[ 4 ]メーカー間でモデルを区別するために意図的に一般に文書化されていない属性が原因で問題が残っています。[ 19 ] [ 17 ] 法的観点からは、「SMART」という用語は、内部ディスクドライブの電気機械式センサーとホストコンピュータ間の信号方式のみを指します。このため、SMARTの仕様は完全にベンダー固有であり、これらの属性の多くはドライブベンダー間で標準化されていますが、その他はベンダー固有のままです。SMARTの実装は依然として異なり、場合によっては温度センサーなどの「一般的な」または期待される機能が欠けていたり、いくつかの特定の属性しか含まれていないにもかかわらず、メーカーが製品を「SMART互換」として宣伝できる場合があります。[ 17 ]
ホストシステムへの可視性
使用するインターフェースの種類によっては、SMART対応マザーボードや関連ソフトウェアが、特定のSMART対応ドライブと通信できない場合があります。例えば、USBやFireWire経由で接続された外付けドライブの中には、これらのインターフェースを介してSMARTデータを正しく送信できないものが少なくありません。ハードドライブの接続方法は非常に多岐にわたるため（SCSI、ファイバーチャネル、ATA、SATA、SAS、SSA、NVMeなど）、特定のシステムでSMARTレポートが正しく機能するかどうかを予測することは困難です。
仕様に準拠したハードドライブとインターフェースを備えていても、ドライブとインターフェースが下位レイヤーにカプセル化されている場合、コンピュータのオペレーティングシステムはSMART情報を認識できない可能性があります。例えば、それらがRAIDサブシステムの一部である場合、RAIDコントローラはSMART対応ドライブを認識しますが、ホストコンピュータはRAIDコントローラによって生成された論理ボリュームしか認識しません。
Windowsプラットフォームでは、SMART情報を監視および報告するように設計された多くのプログラムは、管理者アカウントでのみ動作します。
BIOSとWindows（Windows Vista以降）は、ハードディスクドライブとソリッドステートドライブのSMARTステータスを検出し、SMARTステータスが異常な場合は警告を表示する場合があります。[ 20 ]
ATAでは
ATA SMART属性
各ドライブメーカーは一連の属性を定義し、[ 22 ]通常の動作では属性が通過してはならないしきい値を設定します。[ 17 ]直感に反するかもしれませんが、経験則としては、しきい値よりも高い電流値は良好であり、つまりしきい値を超えないことです。[ 23 ]
各属性には以下が含まれます: [ 24 ]
- ID（1～254）には1バイトが割り当てられます。
- ステータスフラグ用に1バイト。
- しきい値を表す1バイト。値の範囲は0～254。
- 正規化された値（現在の値とも呼ばれる）の1バイト。範囲は0～254（通常は値が大きいほど良いが、ベンダーによって異なる場合がある。別の場所に格納されているしきい値エントリは、どちらの方向が良いかを示している）。属性の初期正規化値は100だが、メーカーによって異なる場合がある。
- 8バイトの「ベンダー固有」データ。
- しかし、完全な「ベンダー固有」属性はそのまま使用されるわけではありません。代わりに、次のいずれかが発生します。[ 25 ]
- 7バイト構成の場合、「ベンダー固有」の最初のバイトは正規化された「最悪の」値を格納するために使用され、残りの7バイトがベンダーデータ用に確保されます。
- 6バイト構成の場合、「ベンダー固有」の最初のバイトは「最悪の」正規化値を格納するために使用され、最後のバイトは「予約済み」となり、残りの6バイトが確保されます。
- 8バイト構成の場合、正規化されたバイトが属性に追加され、最後のバイトは予約されます。
- ベンダー属性は、一般的に「生の値」とも呼ばれ、10進数または16進数で表示される場合があります。その意味はドライブメーカーによって完全に異なります（ただし、多くの場合、カウントまたは摂氏度や秒などの物理単位に対応します）。[ 26 ]
1つ以上の属性に「prefailure」フラグが設定されており、かつ当該prefailure属性の「現在の値」がその「しきい値」以下である場合（「しきい値」が0でない場合）、それは「ドライブ障害」として報告されます。また、ユーティリティソフトウェアがATAドライブにSMART RETURN STATUSコマンドを送信すると、「ドライブ正常」、「ドライブ警告」、「ドライブ障害」の3つのステータスが報告される可能性があります。
様々な製品に少なくとも1つのSMART属性を実装しているメーカーには、Samsung、Seagate、IBM（日立）、富士通、Maxtor、東芝、Intel、sTec, Inc.、Western Digital、ExcelStor Technologyなどがある。
既知のATA SMART属性
次の表は、いくつかの SMART 属性とその生の値の一般的な意味を示しています。正規化された値は通常、値が大きいほど良いとマッピングされます (例外として、ドライブ温度、ヘッドのロード/アンロード サイクル数[ 27 ]などがあります)。ただし、属性とメーカーによっては、生の属性値が高いほど良い場合も悪い場合もあります。たとえば、「再割り当てセクター数」属性の正規化された値は、再割り当てセクター数が増えるにつれて減少します。この場合、属性の生の値は、再割り当てされたセクターの実際の数を示すことが多いですが、ベンダーはこの慣例に従う義務はありません。
メーカーによって属性の正確な定義や測定単位について必ずしも合意が得られているとは限らないため、以下の属性リストはあくまで一般的な目安としてご利用ください。
ドライブはすべての属性コード（表では「識別子」を意味する「ID」と略されることもあります）をサポートしているわけではありません。一部のコードは特定のドライブタイプ（磁気プラッタ、フラッシュメモリ、SSD）に固有のものです。ドライブによっては、同じパラメータに対して異なるコードを使用する場合があります（例：コード193と225）。
しきい値が条件を超えました
しきい値超過条件 (TEC) は、重要なドライブ統計属性がしきい値に達すると推定される日付です。ドライブヘルスソフトウェアが「最も近い TEC」を報告する場合、それは「故障日」とみなされます。日付が指定されていない場合もあり、その場合はドライブはエラーなく動作すると予想されます。[ 93 ]
日付を予測するために、ドライブは属性が変化する速度を追跡します。TEC日付はあくまで推定値であることに注意してください。ハードドライブはTEC日付よりもはるかに早く、あるいははるかに遅く故障する可能性があります。[ 94 ]
NVMeでは
NVMe仕様では、異なるドライブメーカー向けに統一されたSMART属性が定義されています。データは512バイト長のログページに格納されています。[ 95 ]
自己テスト
SMARTドライブは、いくつかの自己診断テストを提供する可能性があります。[ 97 ] [ 98 ] [ 99 ]
- 短い
- ディスクの電気的および機械的性能、ならびに読み取り性能をチェックします。電気的テストには、バッファRAMのテスト、読み書き回路のテスト、または読み書きヘッド要素のテストが含まれる場合があります。機械的テストには、データ トラック上のシークとサーボが含まれます。ドライブ表面の小さな部分をスキャンします (領域はベンダー固有であり、テストには時間制限があります)。読み取りエラーが発生する可能性のある保留セクターのリストをチェックし、通常は 2 分未満で完了します。
- 長い/延長された
- 短い自己診断テストのより長く、より徹底的なバージョンで、時間制限なしでディスク表面全体をスキャンします。このテストは通常、ドライブの読み書き速度と容量に応じて数時間かかります。短いテストが失敗しても、長いテストは合格する可能性があります。[ 100 ]
- 輸送
- ドライブメーカーからコンピュータメーカーへのデバイスの輸送中に発生した損傷を特定するための迅速なテストとして意図されています。[ 101 ] ATAドライブでのみ利用可能で、通常は数分かかります。
- 選択的
- 一部のATAドライブでは、表面の一部のみを選択的にセルフテストできます。[ 102 ]選択的テストの結果専用のログがあり、メインのセルフテストログとは別になっています。
- 背景スキャン
- SCSIドライブには、バックグラウンド メディア スキャン (BMS) と呼ばれる定期的なフル サーフェス セルフ テストをスケジュールする機能があります。プログラム ( EN_BMS
sdparm )を使用して、スキャンを実行するかどうか、およびスキャンのさまざまなパラメータ (期間、実行前のアイドル 時間など) を調整できます。テスト中もドライブは動作可能です。[ 103 ]バックグラウンド スキャンの結果専用のログがあり、セルフ テスト ログとは別になっています。 - オフラインデータ収集
- ATAドライブは、「オフラインデータ収集」と呼ばれる定期的な短時間の操作をサポートする場合があります。この機能は「廃止」とされていますが、多くの最新のハードドライブはこの機能を保持しています。収集中もドライブは動作可能であり、結果はSMART属性にのみ反映されます（一部の属性は「オフライン」のときにのみ更新されます）。[ 104 ]
「キャプティブ」オプション（ATAのみ）が要求されない限り、ドライブは自己診断テスト中も動作可能です。[ 97 ]
SCSIドライブとATAドライブの自己診断ログは若干異なります。
ATAドライブのセルフテストログには、最大21個の読み取り専用エントリを含めることができます。ログがいっぱいになると、古いエントリは削除されます。[ 105 ]
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さらに読む
- Stephens, Curtis E 編 (2011 年 6 月 22 日)。「ATA/ATAPI コマンド セット - 2 (ACS-2)」(PDF)。ATAコマンド セット 2 (作業草案) (g=7 版)。ANSI INCITS。p. 73。2016年 7 月 1 日のオリジナル(PDF) からアーカイブ。2017年6 月 8 日取得。。
- 「SMART属性の意味」 . siguardian.com . 2011年2月26日のオリジナルからアーカイブ済み。2006年2月3日に取得。
- Chlondowski, Zbigniew. "SMART Site: 属性参照テーブル" . SMART Linux . 2007年1月17日取得.
- 「SMART属性の意味」 . Ariolic. 2007. 2007年10月26日取得。
- 「SMARTを信じていいのか？」 . HDSハンガリー. 2007 . 2008年6月4日取得.
- アレン、ブルース（2004）。「SMARTによるハードディスクの監視」。Linux Journal 。2010年8月8日取得。
外部リンク
- プロジェクト
- 「smartmontools & smartsuite」。smartmontools.org。
- 「UC Santa Cruz SMART suite」。SourceForge 。 2013年3月20日。作成者: cornwell。
- GSmartControl — smartctl（smartmontoolsの一部）のGUI 、Alexander Shaduri作
- GitHub: linuxhw/SMART — https://linux-hardware.orgで Linux ユーザーが収集した SMART データの分析により、デスクトップクラスの HDD/SSD ドライブの信頼性を推定するプロジェクト。
- 記事
- ハードドライブのSMART統計（2014年）—BackBlazeによる大規模なフィールドレポート
- KB251: SMARTとSMARTの障害およびエラーの理解（2019年アーカイブ） 、 Western Digital発行、2002年公開、2017年最終更新。
- ハードディスクのSMART機能はどのように動作するのか？（HDSentinel.comより）
- あなたのハードドライブはどれくらいスマートですか？（2003年アーカイブ）—サラソタパーソナルコンピュータユーザーグループのメンバーであるブライアン・K・ルイス博士による短い「ヒント」。
- 仕様
- Seagate Technology社によるSeagate SMART属性仕様書、2011年
- Seagate製SATA SMART属性の正常な動作— Seagate製ドライブのSATA SMART属性の現在の動作をレビューし、ドライブの使用に伴ってSMART正規化値に発生する正常な変化を特定するドキュメントです。
