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HDD復旧に関する技術情報

HDD復旧に関する技術情報

NAS(ネットワークHDD)やRAIDを構成しているHDD(ハードディスク)が、PC(パソコン)に類似していることに驚かれるかもしれません。外付けケースに入れてPCに接続されていてもPCに内蔵して直接電源が供給されていてもハードディスクが最初に実施することは、PCのOSのように動作するファームウェアである独自の内部プログラムの起動になります。

ハードディスクの動作とは

PC(パソコン)の起動時にディスクサービスソフトウェア(またはマイクロコードプログラム)がHDD(ハードディスク)の電源を入れた直後に速やかにエラーなくハードディスク自身を起動させる必要があります。マイクロコードがすべてのサービス・コマンドをエラーなく実行しドライブの起動プロセスがすべてのセルフチェック・テストと初期化手順に合格した場合、ハードディスクはデータを読み書きし、他のPCの部品、OS、ユーザー・ソフトウェアと通信する準備が完了します。

BIOSテスト

PCとHDDの通信は常にBIOSテストから始まり、HDDがマザーボードのCMOSで検出されると、PCがHDDを介して動作します。

プロセスが失敗した時

ファームウェアによるドライブの初期化の内部プロセスが何らかの理由で失敗した場合、マザーボードのCMOSは故障したハードドライブを識別することができません。PCはそのようなドライブをスキップし、エラーメッセージを表示します。

電源投入時の初期化中のハードドライブ

NAS内のハードディスクドライブのイメージ(ドライブの起動に必要な基本的なドライブコンポーネントを簡略化して示しています)

PCBとは

PCB(Printed Circuit Board)と呼ばれる電子基板(上の写真:緑色の部分)は、ハードディスクドライブの重要な部分です。プロセッサやRAMを搭載したHDDのマザーボードと考えてもよいものです。PCBは基板上のチップセットだけではなく、集積チップとメインPCBプロセッサに書き込まれたハードドライブのファームウェアの小さな(しかし非常に重要な)部分も持っています。

ファームウェアの配置

ファームウェアプログラムは、PCBとプラッタ上のサービスエリアに配置されており、プラッタ上に大半が配置されています(写真の赤色の円)。

ディスクについて

NASのドライブ内のすべてのディスクはプラッタの両側からデータ密度の高い磁気層で覆われており、1枚または数枚のディスクがスピンドルに積み重ねられています。
ディスクの大部分はLBA(Logical Block Addressing)セクタで占められており、コンピュータプログラム、オペレーティングシステム、ユーザーデータに利用されているものです。
ディスクのごく一部(写真:赤色の部分)は、サービスエリアと呼ばれるサービスのために使用されます。ここには残りの内部ソフトウェアが配置されており、ドライブの正常で完璧な動作のためにのみ使用されます。この内部ソフトウェア(ハードウェア・マイクロコード)とはハードドライブ・ファームウェア、S.M.A.R.T情報、トランスレータ・モジュール(欠陥のあるセクタまたは欠陥のあるトラック全体に関する記録を保持し、物理セクタを論理LBAにアドレスするシステムの秩序を保つ助けとなるもの)、ヘッドのチューニング・パラメータなどを指します。

ファームウェアのROMチップについて

HITACHI HDT721010SLA360のファームウェアROMチップはS93C86BD(16KBit Serial EEPROM)
高速、低消費電流、ワイドレンジ動作の3 ワイヤシリアルE2PROM。容量は16 K ビットで、構成は1024語 × 16 ビット。連続読み出しが可能で、この時アドレスは16 ビットごとに自動的にインクリメント。通信方式はMicrowire 方式です。

動作電圧範囲 読み出し :1.8 V ~ 5.5 V
書き込み :2.7 V ~ 5.5 V
動作周波数 :2.0 MHz (VCC = 4.5 V ~ 5.5 V)
書き込み時間 :4.0 ms max.
連続読み出し可能
低電源電圧時書き込み禁止機能
命令誤認識による書き込み防止機能
書き換え回数 :106 回 / 語*1 (Ta = +85°C 時)
データ保持 :100 年 (Ta = +25°C 時)20年 (Ta = +85°C 時)
メモリ容量 :16 K ビット


引用元 セイコーインスツル株式会社

RAIDを構成しているHDDの電源を入れた場合の流れ

RAIDを構成しているHDDの電源が入るとPCB上のファームウェアの小さな部分がドライブの起動の全プロセスを開始します。スピンドルモーターの電源を入れるコマンドを送り、回転する表面上でヘッドを動かし、同期マークをキャッチして速度を安定させます。
サービスエリアのマイクロコードがドライブのメモリにロードされ始めるとディスクプラッタからロードされたコードの一部は、回路基板からのファームウェアコードと一致しなければなりません。一致しない場合はドライブのソフトウェアシステム全体の整合性が失われてしまいます。
一般的に、PCBはハードドライブの中で最も信頼性の高い部分です。最も問題となるのは機械部品、特に超高感度ヘッドの損傷です。データにとって最も危険な状態は回転するディスクのプラッタの磁気層の損傷になります。

↓RAID障害が発生して復旧をお考えの方はこちらも参照ください

NAS内のHDDのPCB基盤の交換について

オリジナルのPCBに固有のファームウェアが書き込まれている場合があり、PCBが焼けている・損傷しているような場合でも交換はお勧めできません。

↓NASの修理を考えている方はこちらも参照ください

データが重要ならプロの復旧会社へ

NASやRAIDを構成しているHDDの故障の兆候を確認したら速やかに機器の電源を切ってプロの復旧会社であるアドバンスドテクノロジーに相談すべきです。なぜならば故障したHDDは不必要な電源入り切りやアクセスなどによりデータが傷ついてしまいます。すぐに電源を切ることが多くのデータを復旧するチャンスを与えてくれます。アドバンスドテクノロジーは独自のAI技術、セキュリティが万全、最短納期でお勧めです。まずは無料相談から始めてはいかがでしょうか。

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