SSD復旧

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。

本検査では、HDDやSSDだけでなく、USBメモリやSDカードなどの各種記録メディアにも対応しております。HDD・SSDの検査とあわせて、複数ドライブの同時検査にも対応しているため、接続されているドライブを一度にまとめて検査することができます。基本的には、Windows上で読み書きできるドライブであれば、検査対象として対応可能です。

FromHDDtoSSDでは、区間を指定した検査にも対応しております。この機能はメニュー内にあるため、少し分かりにくい面がございました。しかし、開始位置と終了位置を指定することで、ドライブ全体ではなく、任意の区間だけを対象に検査を実行することができます。たとえば、特定の領域だけを確認したい場合や、途中から検査を行いたい場合などに活用できます。

ドライブの構造が変われば、その特性も変わります。これは間違いありません。しかし、すべてをドライブごとに個別対応していると、スキャンパターンが無数に増えてしまい、整理がつかなくなります。そこで重要になるのが、できる限り共通部分を抽出し、基本となる検査構造を整理することです。共通部分をベースとして確立したうえで、各ドライブごとの違いや特性を吸収する仕組みにすることで、基本部分のスキャン特性を維持しながら、継続的な開発が可能になります。

ドライブ検査については、すでに検査手法として一定の形が確立できているため、多くの場合、完成済みの機能で十分に対応することが可能です。その一方で、データ復旧では事情が少し異なります。実際の復旧現場では、想定どおりに進まないケースや、通常の処理では対応しきれないイレギュラーな状態が混ざってくることがあります。そのような場合には、対象となるドライブや症状に合わせて、個別に処理を開発することもあります。

HDDの大容量化に伴い、従来の512バイトセクタから、4096バイト単位のビッグセクタが導入されました。一般には、Advanced Formatとも呼ばれる方式です。この仕組みは、セクタサイズを大きくすることで、エラー訂正用の領域などを効率化し、記録密度を高めることを目的としていました。従来は512バイト単位ごとに管理されていた領域を、4096バイト単位でまとめて扱うことで、その分だけ管理領域の無駄を減らし、実データを記録できる容量を増やす。大まかには、そのような考え方だったはずです。

データ復旧に加えて、実際に稼働していたWindowsやMacの環境ごと復元する。これは、当サービスが昔から継続してきた復旧サービスの一つです。近年は、そこにWindows標準の暗号化機能であるBitLockerが加わったことで、元の環境ごと復旧する重要性が、より高まってきました。

検査系ソフトウェアを開発するには、通常では行わないような極端な状況も、調査対象にする必要があります。その一つが、HDDの上蓋を開けた状態での動作検証です。もちろん、通常の使用やデータ復旧の現場において、安易に上蓋を開けることは推奨されません。しかし、検査ソフトウェアの開発では、分解した状態でHDDを動作させ、どのように読み取りが劣化していくのかを観察することも重要になります。