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[更新：2011-0527]

[6], ハードディスクに生じる「不良セクタ」の処置方法 その1 (フリーソフトで自動的に調査・判断・選別)

「代替セクタ」や「不良セクタ待ち」などの用語が飛び交っております。
このような機構が必要となる背景には、"壊れたセクタを置いておく訳にはいかない"という理由があります。
莫大な数のセクタのうち、数個位は不能になっても影響はないと思いがちですが、そうではございません。
例として、不能となった場所がファイルのアドレスを控える器だった場合、
僅か1個でも、そのファイル全体へアクセスできなくなります。
つまり、アドレスの損傷は大変厄介で、
その参照先はもちろん、それをアクセスする事により期待される別の作用まで壊してしまいます。
このような負の連鎖が原因で、最終的には修復不能な損傷を全体に抱えてしまいまして、
チェックディスクやfsckでも再起不能な状態となってしまいます。これが、物理障害から起きてしまう重度の論理障害です。
しかし、そのような不良セクタを防ぐための機構が備わっており、長期に渡り利用する事が可能となっております。
※ 全機種において、代替処理を行使する事ができます。
そして、壊れたセクタを代替処理により復活させる機能を備えます。
ただし、代替が存在するにも関わらずその処理を実行できないケースも存在いたします。
その処理を期待して正常を振舞っているのですから、瞬く間にエラーを掃き切れず故障状態となります。

以下、条件等が複雑に絡み合っておりますが、これらをソフトウェア化いたしまして、
HDD/SSDの検査を可能とする専用検査ツール(Windows版)をフリーにて配布しております。
ソフトウェア側で自動的に条件を振り分けまして、各セクタの状態を視覚化いたします。
なにとぞよろしくお願いいたします。

まずは分類からはじめましょう。計６通りございます。さらに後ほど組み合わせます。
※ 実際には前後関係や代替を含めると非常に複雑となりますが、それらは省略いたします。

条件１：読み込み不能セクタ・・・・・読み込みできなくなったセクタ
条件２：書き込み不能セクタ・・・・・書き込みできなくなったセクタ
条件３：再発読み込み不能セクタ・・・時々、読み込み不能セクタとなる
条件４：拡散読み込み不能セクタ・・・読み込み不能セクタが拡散し、多方面に広がる主原因となるセクタ
条件５：再発書き込み不能セクタ・・・時々、書き込み不能セクタとなる
条件６：拡散書き込み不能セクタ・・・書き込み不能セクタが拡散し、多方面に広がる主原因となるセクタ

分類したら、次は組み合わせです。

条件Ａ：読み書き不能セクタ・・・・・・・・・条件１と条件２の両方を満たすセクタ
条件Ｂ：再発読み書き不能セクタ・・・・・・・条件３と条件５の両方を満たすセクタ
条件Ｃ：拡散読み書き不能セクタ・・・・・・・条件４と条件６の両方を満たすセクタ
条件Ｄ：突発的な拡散読み込み不能セクタ・・・条件３または条件４となるセクタ
条件Ｅ：突発的な拡散書き込み不能セクタ・・・条件５または条件６となるセクタ
条件Ｆ：突発的な拡散読み書き不能セクタ・・・条件Ｄまたは条件Ｅとなるセクタ

不良セクタが生じますと、再配置カウント(0x05)の数値が上昇いたします。
しかし、ここには避けては通れない問題があります。
再配置カウント(0x05)が急上昇した場合は、ほぼ不良セクタ確定と言えます。
ところが、不良セクタが発生のち、必ず再配置カウントが急上昇するとは限りません。
[2011-0526追記]：最近では、再配置カウント(0x05)が急上昇した場合も不良セクタとは断定できません。

１：読み込み不能セクタ

コンピュータから読み込みを指示され、読み込みを開始。
そしてエラー訂正が効かず、データを返せない状態です。その代わりにErrorを返してきます。
( 00hなど、勝手な情報は戻しません。エラーステータスを添えて何もない値が戻ります )
代替は、このセクタが「書き込み」された際に割り当てられ、一時的に復帰します。
読み込めないセクタが気が付かないうちに増殖するのですから、
書き込みが極端に少なく読み出せるかどうか不定となる「ＨＤＤ自動バックアップ」や「２台構成のミラーリング」に、
これ以上のデータ損失リスクはないと考えられます。
※ ヘッドクラッシュによる故障よりも怖いです。交換する機会を与えられる前に両方がおかしくなるのですから。
※ 欲しいデータのほとんどが虫食い状態に・・。この現象はこのセクタが拡散すると起こります。

発生頻度	IDE / SATA 接続HDDの場合は極端に確率が高く、 信頼重視のSCSIは低い傾向となっております。
データ損失	データが返せずErrorとなりますので、損失に繋がります。 また、場所(MBR)によっては一発で全データ消滅(見ため上ですが)なども有り得ます。
危険度	一度発生いたしますと、少し増殖して止まるものもありますが、まず増えるとみて間違いありません。 拡散するパターンも存在し、多種多様で場合分けはできません。
予防法	Ａ、全セクタのリードテストを実施する。(頭からシーケンシャル) Ｂ、Ａのリードテストの最中、転送レートが大きく変動していない事を確認する。 Ａ・Ｂのいずれかで異常が認められた場合は、即交換する。 ※ 注：IDE/SATAの場合、全セクタのライトテストは無意味です。 ※ データが消えてしまいますのでライトは使えません。 データを温存し、かつ意味のあるリードテストを実施して下さい。
心がけ	バックアップを全て自動で処理している方は要注意です。一週間に一度でも構いませんので、 手動によるバックアップを実施し、その際に全データが読み込めるかどうかを確認します。 異常が確認された場合は交換を実施します。

２：書き込み不能セクタ

コンピュータから書き込みを指示され、書き込みを開始。
その結果Errorとなり、書き込みが停止いたします。
その直後、読み込みの方も不安定に陥り、いつ壊れても全く不自然ではない状態となります。
例：データ書き込み中にＨＤＤの動作が異状に陥った場合、それは危険信号と捉えるべきです。

発生頻度	突発的な故障ですので、いつでも起こりえる障害と考えられます。
データ損失	ヘッドが破損している場合、プラッタ表面に傷を入れてしまいデータ損失は広がっていきます。 書き込みに失敗した地点で、重要なデータをすぐに退避させる心構えが必要です。
危険度	内部の部品が壊れておりますので、危険度は高くなります。

Ａ：読み書き不能セクタ

コンピュータから書き込みを指示され、書き込みを開始。
その結果Errorとなり、書き込みが停止いたします。
そして代替が底を付き、一時的な復帰も叶わず、読み込みもできない状態から「読み書き不能セクタ」に変化いたします。

発生頻度	ある程度(気持ち程度)はS.M.A.R.T.による監視が有効ですが、 この段階からヘッドクラッシュに達する場合がありますので、 使用を中止するか、このセクタが生じた部分をパーティションで区切って処分する必要がございます。
データ損失	データが返せずErrorとなりますので、損失に繋がります。 また、場所(MBR)によっては一発で全データ消滅(見ため上)なども有り得ます。
危険度	一度発生いたしますと、少し増殖して止まるものもありますが、 拡散して全てがErrorとなる場合も存在し、多種多様で場合分けはできません。

※ ミラーリングでも、こちらの破損が先であれば、危機的な状況に陥る前に助かる可能性があります。
エラーが手に負えない程に積み重なる前に、コンピュータの動作が停止いたします。
※ S.M.A.R.T.の監視は読み書き不能セクタのみ有効と考えられます。
その他の場合が生じてしまった場合は手遅れになりますので、
信用するのは気持ち程度に抑えておきましょう。
また、これらが警告を発しても、買って間もない場合などは誤報の可能性が高いです。
初期不良の場合は監視する間もなく壊れますので、S.M.A.R.T.以前の問題とも捉える事ができます。

３：再発読み込み不能セクタ

読み込み不能を再発するセクタが該当いたします。

「ある条件」云々〜書き込み処理により復帰をループするセクタです。
読み込み不能セクタ発生(1度目)にて、不能に化ける挙動が収まれば、
それ以上のデータ損失は免れる事になりますが、これが繰り返されてしまいますと、
確率的にも「いつかは重要なデータが犠牲になる」状況になると思います。

発生頻度	調査中(電力不足にて別ページ)
データ損失	データが返せずErrorとなり、 さらに拡散型(周辺まで巻き込む)へ悪化する場合が多々ありますゆえ、非常に大きな損失に繋がります。
危険度	非常に怖いセクタと思います。

※ 要約いたしますと、「見た目上・使用上・S.M.A.R.T.数値は正常を振舞っているが、実は壊れている。
そして、それらが引き金となり大きな損失に繋がる危険性がある」となります。
※ 一度目の読み込み不能セクタは、範囲が自分自身のみ、または小規模なため、発見する事が難しく、
知らないうちの書き込み操作により戻っている事が多々あります。
しかしながら、それらが再発し拡散した瞬間に範囲が大きく広がります。
結局、大部分に拡散した瞬間、はじめて読み込み不能を気が付くことになってしまい、データを戻すのが容易ではなくなります。
日頃のバックアップが重要です。

４：拡散読み込み不能セクタ

再発した読み込み不能セクタが拡散し、ＨＤＤの機能を奪い取るセクタとなります。
これらが生じた場合、既に物理的修復処置なくてはサルベージ不可となります。
HDDの故障はヘッドクラッシュによる異音が一般的と思われておりますが、このような故障も多発しております。

1、使用中に突然、数個のファイルが読み出せなくなる。(読み込み不能、１つ目)
2、特に必要ではないファイルなので、そのまま放置し、気にせずに使用を再開する。(読み込み不能を放置)
3、また使用中に、一つのファイルが読み出せなくなる。(別の個所が読み込み不能)
4、さすがに気掛かりとなりまして、別のファイルをコピーした所、成功。(書き込みにより、不能状態から復帰)
5、さらに、チェックディスクにも成功し、安心してしまう。(書き込みで復帰させた状態なので、エラーはない)
6、しかしながら、数日後に読み出しできないファイルが増加。近日中にバックアップすると決意したが・・(再発)
7、翌日、電源を入れたら真っ黒の画面で停止。Windowsが起動できなくなる。(突然の拡散読み込み不能セクタ)
8、慌ててHDDを取り出し、外付けにして接続したが、データは一切閲覧できず、再試行の異常音が虚しく響きます。

巡回冗長検査エラー(CRCエラー)

ファイルをコピーしようと試みて、動作が停止した際、「巡回冗長検査エラー」と表示される例です。
単に「読めないからコピーを停止します」という意味です。
原因といたしましては、読み込み不能セクタ(再発＆拡散)、読み書き不能セクタが考えられます。
いずれにせよ、拡散した状態に陥りますと物理的修復処置なくてはサルベージ不可となりますので、
出来る限り早いうちに、コピー可能なデータを他の媒体へコピーしてください。

面倒な分類を自動的に処理できる「検査ツール」をご紹介いたします。

弊社にて開発・配布いたしております「FromHDDtoSSD(フリー版)」の完全スキャンを利用いたします。
※ 配布ページはこちらです：
簡単に状態を把握することができ、検査は「読み込み」によるもので、内部のデータへ一切影響を及ぼしません。
状態を判断できる項目は、「読込不能」「読書不能」「危険」「動作安定度」の４つです。
1, 読込不能(黄色)・・・条件１を検出
2, 読書不能(紫色)・・・条件Ａを検出
3, 動作安定度・・・・・条件３〜６、Ｄ〜Ｆを検出
4, 危険(赤色)・・・・・総合的に考え、危険と判断されたセクタ。赤に限り、一つでも出たらすぐに交換しましょう。
※ 対応に関して抜けている条件は、「書き込み操作」が必要です。これでは非破壊で検査できないため、パスしました。
さらには、判断に「書き込み系」を要する不良は発生頻度が極端に低く、さほど重要ではありません。
そのほとんどが「書き込み系」よりも先に「読み込み系」が壊れるからです。

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※本技術は故障予測にも応用いたしております。