Альтернативный подход к восстановлению данных с SSD. Часть 2.

В первой части серии постов была, в общих чертах, поставлена проблема. Прошло какое-то время, случилось некоторое осмысление автором темы нового героя и способов его спасения.

Проскочила мысль о том, что хорошо бы иметь обратную связь по координате перемещения станка, что позволит значительно уменьшить ошибки перемещения. Тут просматриваются два варианта: поставить электронные линейки или шаговые двигатели с энкодерами.

Что касается использования линеек — тут все сложно. Для их установки пришлось бы вносить модификации в сам станок. В случае же двигателя с энкодером, достаточно просто один двигатель заменить на другой.

Шаговые двигатели

Шаговые двигатели

Нижний двигатель — тот, что изначально стоял на станке CNC 3020. Верхний — новый двигатель с энкодером.

Continue reading

Изобретаем жесткий диск. Анализ протокола обмена с WD61C13A-WM. Часть 16.

Итак, добрались до изучения нашего героя повествования (жесткого диска) WD21000 при помощи цифрового анализатора встроенного в осциллограф Rigol DS1052D.

IMG_0457

Как уже отмечалось в самом первом посте этой серии, у данного диска все важные функциональные элементы выполнены в виде отдельных микросхем, что позволяет проанализировать электрическое взаимодействие между ними. В более новых дисках степень интеграции резко возросла и не позволяет посмотреть отдельно, например, работу серводемодулятора.

Итак, следуя намеченному плану в предыдущей части приступим к изучению цифровым анализатором протокола взаимодействия программы управления с контроллером шпиндельного двигателя.

Continue reading

Как недостаточное внимание к особенностям SMR привело к диагностической ошибке

Осенью 2019го года наш специалист допустил ошибку при первоначальной диагностике состояния жёсткого диска.

Он не учёл тот факт, что при определённых условиях исправный жёсткий диск, использующий технологию SMR, может глубоко погрузиться в выполнение внутренних процессов. Настолько, что будет отвечать на запросы с большими задержками. И при выполнении тестов чтения наблюдаемая картина может быть похожа на поведение диска, имеющего проблемы с поверхностью пластин.

О технологии SMR »

Специалист увидел в этом явлении подтверждение слов заказчика о неисправности диска, о чём сообщил заказчику.

Углубленное изучение состояния диска не выполнялось по следующим причинам:

  • У этой модели заблокирован технопротокол. Поэтому изучение служебных данных прошивки требует вмешательства в микропрограмму, что выходит за рамки диагностики и в случае необходимости выполняется уже в процессе выполнения работ.
  • Детальная проверка состояния поверхности в случаях, когда подозреваются её повреждения, несёт дополнительные риски усугубления повреждений. К тому же, такая проверка, по сути, аналогична вычитыванию информации, что и является работой по восстановлению данных в данном случае.

Таким образом, при подобных симптомах, состояние диска уточняется уже в процессе выполнения работ. Что и произошло бы в данном случае, если разрешение на выполнение работ было бы получено.
Ниже приведу скриншоты тестов того самого диска, который был нам в итоге предоставлен для изучения. На них видно, что именно ввело специалиста в заблуждение.

Вот так выглядит график линейного чтения с прыжками с этого диска, если дать несколько часов постоять ему включённым без обращений на чтение или запись:
smr_r_speed

smr_r_access

Вот, для сравнения, «обычный» жёсткий диск, без технологии SMR:
nosmr_r_speed

nosmr_r_access

Теперь линейная запись с прыжками. Только по первой четверти поляны, пишется суммарно меньше 10% от того объёма, который был туда записан перед тем, как нам его принесли на диагностику. Больше и не нужно, потому что эффект виден уже при таком объёме. Первая четверть – поскольку до передачи нам на диагностику на него было записано 230 Гб, порядка четверти от общего объёма.
smr_w_speed

smr_w_access

Не SMR:
nosmr_w_speed

nosmr_w_access

Резкое снижение средней скорости и возрастание времени доступа – признак заполнения кэша. По графикам сразу видно, какой из них с SMR. Теперь снова чтение:
smr_r2_speed

smr_r2_access

Обратите внимание на отличия от первого теста. Подобное поведение диска в процессе диагностики и ввело специалиста в заблуждение. Выглядело это не так, как на скриншотах, данные тесты использованы для большей визуальной наглядности.

На результаты теста чтения «обычного» жесткого диска, выполнявшаяся перед этим запись не влияет:
nosmr_r2_speed

nosmr_r2_access

Автор материала Николай Хозяинов.

Особенности жестких дисков с SMR технологией

В ролике тестируются жесткие диски Western Digital и Seagate, выполненных по технологии черепичной записи (SMR). Дается краткая информация о принципе работы SMR жестких дисков. Тесты выполнены при помощи бесплатной программы R.tester (Скачать: https://rlab.ru/tools/rtester.html). Скрипты с тестами записи расположены по адресу: https://github.com/circularpi/r.tester-scripts

Устройство жёсткого диска – позиционирование

Видеофрагмент из курса лекций ACELab, R.LAB в МФТИ.

Представлена одна из лекций курса «Восстановление данных с магнитных, твердотельных носителей и RAID-массивов» https://mipt.ru/cdpo/programs/software/supervised_learning.php?ELEMENT_ID=1845229

А точнее, из второго дня модуля «Восстановление данных с магнитных носителей».

Программа обучения разработана нами совместно с ведущим мировым производителем оборудования для восстановления данных – компанией ACELab (https://www.acelab.ru/dep.pc/).

В лекции «Устройство жёсткого диска – позиционирование» даётся представление о системе позиционирования (серво системе) жёстких дисков, как старых, так и новых, где головки перемещаются при помощи двустадийного привода. Вводится понятие сервометки и описывается ее конструкция. Описано влияние разделения магнитной головки на элемент чтения и элемент записи.

Данный видеофрагмент – «первый блин». Приносим извинения за не очень строгую терминологию. Лектор до недавних пор занимался исключительно реверс-инженерингом, разработкой оборудования для восстановления данных и практикой восстановления информации. Так что навыки строгой подачи теоретического материала ещё в стадии формирования.

Изобретаем жесткий диск. Макет WD+STM32. Часть 15.

В предыдущей части был намечен план дальнейших действий по изучению принципов управления шпиндельным двигателем. Автор почему-то принял решение начать реализацию с пункта 3. Встречаем нового персонажа данного повествования:

Макет WD21000 + STM32F4-Discovery

Макет WD21000 + STM32F4-Discovery

Это испытательный макет с платой WD21000, установленной на часть жесткого диска, от которого оставлен только шпиндельный двигатель; процессором STM32, в виде отладочной платы и двух микросхем- переходников логического уровня 74LVC4245. Плюс еще установлено питание 5 и 12 вольт. Схема подключения показана ниже:

Continue reading

Как расширить возможности восстановления данных с SSD?

В тематике восстановления информации с SSD накопителей довольно часто встречается ситуация, при которой из-за проблем с чипом-контроллера нет возможности получить доступ к микросхемам памяти.

Такое решение как чтение микросхем через технологический режим в процессоре управления SSD доступно все реже просто из-за того, что производитель перестал размещать технологические программы в памяти пользовательского устройства. Существует прямое решение: отпаять все микросхемы памяти и прочитать их по одной. Однако, есть довольно высокий шанс повредить микросхемы в процессе отпайки.

Можно ли не трогая микросхемы их прочитать? Есть такой способ — отпаять или сточить процессор и подключиться к микросхемам памяти через его посадочное место. Да, для этого, нужно знать как микросхемы подключены к процессору, но это вполне реально «прозвонить» на не работающей плате.

Целью данного текста является попробовать исследовать данный вопрос.

Начнем с пого контактов. Шаг между выводами микросхемы процессора в корпусе BGA соизмерим с размером самого маленького из доступных pogo-контактов.

PIC057

Continue reading

Как восстановить служебную зону жесткого диска WD Atlantis?

В данном ролике представлен подробный процесс восстановления данных с жесткого диска WDC WD5001AALS-00L3B2 при помощи программно-аппаратного комплекса PC-3000. Диск поступил с типичной проблемой «не определяется в …». Съемка производилась без заранее подготовленной гарантированно успешной последовательности действий. Это привело к тому, что автор допустил две ошибки в ходе съемки: не удалось загрузить лоадер и забыл включить перед записью ролика ранее отключенную в ПЗУ головку. Да, уже после съемки и «набитых шишек» оказалось, что диск можно было восстановить проще, быстрее и без ручной работы в HEX-редакторе по сборке модуля 11. Ну, кстати, кто из профи знает этот простой способ? Напишите в комментариях.

Изобретаем жесткий диск. Управление шпинделем. Часть 14.

Давно не было серии про разбор и попытки повторения жесткого диска, но автором работа в этом направлении делается постоянно. В частности, сейчас ведутся раскопки в области управления каналом чтения через последовательный интерфейс, о чем планировалось написать в части 13. Сложность заключается в том, что, чисто по дизассемблированию, понять как все-таки управляются микросхемы шпинделя, канала чтения и позиционера не представляется возможным.

Для помощи пониманию дизассемблерного кода следует отсканировать шину процессора цифровым анализатором. Для этого нужно знать удобные места подключения к шине адреса/данных и сигналам управления. Предположение о том, что все нужные сигналы выведены на контрольные технологические точки с легко доступной стороны платы оказалось верным.

Согласно полученным результатам, была обновлена схема, а ее исходник закачан на гитхаб.

В нее добавлена пока часть сигналов процессорной шины с указанием технологических выводов, но этого количества уже достаточно для изучения микросхемы управления шпиндельным двигателем.

Нумерация контактов на плате и в схеме отличается добавкой буквы «p» перед номером контакта. Например, номер на разъеме 196, в схеме обозначен как p196.

На рисунке ниже слева плата с технологическими контактами без подключения, а справа с припаянными к ним разъемами. Выполнено подключение двух сигналов к осциллографу.

Технологические разъемы Western Digital

Технологические разъемы Western Digital

Continue reading