データ復旧

不良セクタが大量に発生している場合、まず重要になるのは、それが何を原因として生じているのかを精査することです。不良セクタに至る原因は一つではありません。実際には、非常に多岐にわたります。HDDの場合、プラッタ表面の磁性体剥離が原因となっていることもあります。エラー訂正が追いつかないほど記録状態が悪化している場合もあります。また、プラッタ自体の歪みや、データを読み出す磁気ヘッド側の損傷が原因となっていることもあります。このように、不良セクタはさまざまな原因から発生します。そして実際の故障では、それらの原因が複合的に重なっていることも少なくありません。

専用の液体を循環させることで冷却する仕組みとして、水冷があります。この水冷ですが、実用面だけで見ると、半分以上は趣味の領域に近いと感じております。たしかに、冷却効果が高いと感じられる場面はあります。高負荷環境では温度を抑えやすく、見た目のインパクトもあります。しかし、その分のコスト、メンテナンスの手間、そして水漏れリスクまで考慮した場合、本当に導入すべきかどうかは慎重に判断する必要があります。

近年のHDDでは、ヘッドアンロード方式の採用により、磁気ヘッドをプラッタ外周部の退避位置へ格納する仕組みが一般的になっています。これにより、電源が切られた状態では、磁気ヘッドを退避位置に固定しておくための機構が必要になります。メーカーや機種によって構造は異なり、磁力を利用して固定するものもあれば、物理的なストッパーやロック機構によってヘッドを保持しているものもあります。このストッパーは、通常であれば電源投入時に解除され、ヘッドが動作位置へ移動できるようになります。しかし、物理的にロックする構造を持つ機種の中には、このロック機構が解除されず、ヘッドが退避位置から動けなくなることで、ドライブが動作不能に陥るケースがあります。

ドライブ検査では、各検査過程におけるドライブの挙動と、S.M.A.R.T.値の変動を詳細に確認しております。S.M.A.R.T.は、ドライブ内部で記録されている状態情報です。ただし、S.M.A.R.T.の値だけでドライブの状態を正確に判断できるわけではありません。

ドライブが故障したあとに、そのまま電源を入れ続けるとどうなるのか。その再現実験のような状態になってしまっていた事例を、実際に拝見したことがあります。画像の通り、プラッタ表面の磁性体が大きく失われてしまっています。ここまで広範囲に、しかもはっきりと磁性体が剥離している状態は、非常に深刻です。

ハードディスクには、壊れやすい時期や、故障が表面化しやすいタイミングがあります。そのため、故障してから対応するのではなく、状態が安定しているうちにバックアップを取っておくことが重要です。

データ保護を目的とした仕組みとして紹介されることも多い、RAIDというシステム。しかし、RAIDは本来、バックアップの代わりになるものではありません。RAIDの主な目的は、ドライブ故障が発生した場合でも、システムの稼働をできる限り継続させることにあります。つまり、連続稼働時間を延ばし、停止リスクを下げるための仕組みです。

外付けHDDやUSBメモリを取り外すときに使われる機能として、「安全な取り外し」があります。この機能は、接続中のドライブを安全に取り外すためのものです。特に、書き込み中のデータが残っている場合や、ファイルが使用中の場合に、データ破損を防ぐ役割があります。近年のWindowsでは、外付けドライブやUSBメモリに対して、書き込みキャッシュを標準で無効にする設定が一般的になっています。そのため、何もアクセスしていない状態であれば、そのまま取り外しても大きな問題が起きにくい設計になっています。

さて、よくある障害例を見ていきましょう。まずは、遅延書き込みエラーです。遅延書き込みエラーとは、その名の通り、書き込み処理が正常に完了できなかった場合に表示されるエラーです。では、なぜそのようなエラーが発生するのでしょうか。そこが重要になります。ドライブの故障では、一般的に、書き込みよりも読み込み側の不安定化が先に表面化することが多くあります。読み込みに時間がかかる、特定の場所で止まる、アクセスが極端に遅くなる。そのような症状から始まるケースです。

SSDは、容量だけでは状態や品質を判断できません。同じ容量に見えても、内部に使用されているNANDフラッシュ、コントローラ、ファームウェア、キャッシュ構成、制御方法などによって、特性は大きく変わります。

SSDの電気的な損傷のうち、熱や経年劣化による半田クラックなどが原因で動作不能となっている場合、リボールと呼ばれる作業を実施することがあります。リボールとは、チップと基板の間にある半田ボールを再形成し、接触不良を起こしている接点をつなぎ直す作業です。SSDでは、コントローラやNANDフラッシュなどのチップが基板上に実装されています。これらの部品は動作中に発熱し、さらに使用環境によっては温度変化も繰り返されます。

これまでは、主に機械的な故障に焦点を当ててきました。しかし、ドライブには電気回路も搭載されています。そのため、当然ながら電気系統の故障も発生します。電気系統の故障も、完全に壊れた場合と、わずかに壊れた場合では症状が異なります。

壊れかけたドライブに対して重要な概念として、「スキャンパターン」があります。スキャンパターンの役割は、ドライブに対するデータスキャンを、できる限り最後まで完走させることにあります。データスキャンを完走させる。一見すると、それは自然に進めていけば実現できるようにも思えますしかし、壊れかけたドライブに対するスキャンは、成り行き任せでは完結できません。なぜなら、故障したドライブでは、不良セクタの発生量が、通常のスキャン処理で対応できる範囲を大きく上回ることがあるためです。むしろ、そのように通常処理では追いつかない状態こそが、ドライブ故障の一つの特徴ともいえます。

データ復旧向けに開発した「頻度あいまい検索」機能を、ドライブ検査にも応用します。これは、使用されているセクタを中心に検査することで、検査時間を大幅に短縮するための機能です。特に大容量ドライブでは、まだ使用時間が短い場合や、実際に保存されているデータ量が少ない場合があります。そのような場合、ドライブ全体を最初から最後まで検査すると、未使用領域まで含めて広範囲を読み取ることになり、検査時間が長くなります。

データ復旧向けの機能として、「頻度あいまい検索」という仕組みを開発しました。この機能は少し分かりにくい面があり、大変申し訳ございません。ここで、できるだけ分かりやすく説明いたします。ファイルシステムには、一定の癖があります。たとえば、あるサイズのファイルであれば、このような配置になりやすい。ある条件では、このあたりの領域にデータが格納されやすい。そのような傾向が存在します。