Data Lifeguard - smartest of the S.M.A.R.T. (умнее всех умных )

Увеличение надежности хранения информации может быть обеспечено как действиями самого пользователя (резервное копирование, объединение дисков в массивы с избыточными данными), так и встроенными функциями своих накопителей. Существующая технология S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology), основанная на внутренней оценке состояния диска, заключается в создании механизма предсказания возможного выхода из строя жесткого диска и предотвращения тем самым потери данных. Основные положения S.M.A.R.T. были согласованы несколько лет назад с участием всех крупных производителей дисков и основных сборщиков PC - Compaq и IBM. Для анализа надежности жесткого диска используются две группы параметров (здесь и далее подразумевается жесткий диск, поддерживающий S.M.A.R.T. технологию). Первая характеризует параметры естественного старения жесткого диска:

• количество циклов включения/выключения (старт/стоп)
• количество оборотов двигателя за время работы
• количество перемещений головок

Вторая группа параметров уже информирует о текущем состоянии качества накопителя. К этим параметрам относятся:

• высота головки над поверхностью диска
• скорость обмена данными между дисками и кэш-памятью на диске
• количество переназначений плохих секторов (когда вместо испорченного сектора подставляется свободный исправный)
• количество ошибок поиска
• количество операций перекалибровки
• скорость поиска данных на диске

Обычно вся эта информация записывается на серводорожках, недоступных аппаратным и программным средствам общего пользования.

Спецификация S.M.A.R.T. в своем становлении прошла уже три стадии, но основная идея, и соответственно ограниченная эффективность ее в том, что она является не более чем средством ранней диагностики, информирующим пользователя о надвигающейся, или уже возникшей проблеме. Решение проблемы остается в руках пользователя. Компания Western Digital пошла дальше в развитии средств S.M.A.R.T., предложив и воплотив в своих последних дисках технологию Data Lifeguard - встроенную систему раннего поиска, изоляции поврежденных участков рабочей поверхности и переноса данных с них в нормальные резервные области.

Предпосылки

Data Lifeguard представляет собой набор функций, заложенных в firmware дисков, которые расширяют подходы S.M.A.R.T. по уменьшению риска потери данных в результате старения и износа компонентов, или нарушения режимов эксплуатации дисков. Data Lifeguard делает шаг вперед по сравнению со S.M.A.R.T. производя ежедневную автоматическую профилактику рабочей поверхности, сканируя, выделяя и восстанавливая потенциально подверженные потере данных сектора. Роль же S.M.A.R.T. состоит только в сообщении статуса надежности размещения информации пользователю, оставля за последним действия по сохранению данных.

Данные, размещаемые на жестких дисках могут относиться к жизненно важным записям компании или персональным, это могут быть важные проекты, графики, базы данных или финансовая информация. В любом случае, риск потери данных недопустим, учитывая то, что не аппаратные средства, а именно информация зачастую является основным богатством. Следовательно, жесткие диски, обеспечивающие максимальную надежность, особенно привлекательны для пользователей. Новая технология Data Lifeguard, представленная в дисках Western Digital, повышает степень надежности хранения данных. Data Lifeguard - это самонастраивающаяся процедура, выполняемая в процессе регулярного off-line сканирования рабочей поверхности и считывания размещенных данных, с проверкой их целостности. Все пользовательские сектора на жестком диске просматриваются в те промежутки времени, когда диск не опрашивается системой (idle mode, или режим холостого хода). Как правило, диск работает в режиме холостого хода без обращения к нему не менее 90% времени. Сектора, требующие повторного обращения и восстановления, перезаписываются. Если повторное считывание опять определяет ослабление сигнала, данные переносятся в новый сектор, на неповрежденный участок поверхности. Data Lifeguard - всегда активизированная функция, даже в случае если режим мониторинга S.M.A.R.T. отключен. В короткой истории технологии S.M.A.R.T. было три ее версии. S.M.A.R.T. I обеспечивает предсказание ошибок, производя мониторинг нескольких физических параметров диска во время его активности. S.M.A.R.T. II добавляет к этому автоматическое off-line сканирование поверхности. S.M.A.R.T. III не только анализирует состояние диска, но производит действия по определению и восстановлению проблемных секторов. Data Lifeguard можно считать реализацией совокупности всех трех технологий, с записью процедур в аппаратное обеспечение самих дисков.

Как работает Data Lifeguard

В функции Data Lifeguard входит

• Проверка ECC (Error-Correction Code) для данных проблемных секторов
• Создание и хранение записей о невосстановимых секторах. В процессе последовательной записи данных в подозрительные сектора производится проверка на чтение.
• Приостановление диагностики/восстановления в момент обращения к диску. Процедура возобновляется с переходом в холостой режим.
• Независимая от S.M.A.R.T. II процедура, производимая на основе сканирующих возможностей S.M.A.R.T. II

Data Lifeguard выполняет сканирование/чтение поверхности в режиме off-line, пока диск работает в режиме холостого хода. Общая производительность диска при этом не падает, а даже повышается, поскольку операционное время не тратится на проверку, а результаты работы Data Lifeguard уменьшают количество повторных обращений к сбойным и ослабленным секторам. Процедура инициируется автоматически после восьми часов работы, что в среднем соответствует дневной нагрузке накопителя. После восьми часов вращения шпинделя и последующих 15 секунд холостого хода начинается процедура сканирования поверхности. Режим работы холостого хода понимается как время между командами, инициированными системой. Если сканирование поверхности прерывается командой или отключением питания, процедура возобновляется с точки останова, после 15 минут работы под активной нагрузкой и 15 секунд холостого хода. Управление питанием и его отключение не сбрасывают счетчик оборотов, так что накопление информации продолжается при следующем включении. Время, необходимое для сканирования всей поверхности, пропорционально размеру жесткого диска, и составляет, к примеру, около 16 минут для модели WD Caviar AC310100 10.1 GB.

Если во время сканирования диагностирована ECC-ошибка, запускается процедура теста сектора для выявления дефекта поверхности. Если дефект существует, Data Lifeguard перезаписывает исправленные данные на старое место и производит повторную проверку чтением. При повторении ошибки данные переносятся на зарезервированные участки поверхности. То же самое происходит с данными, если сканирование выделяет области, для чтения данных которых производятся множественные повторные попытки. Одновременно с переносом данных с поврежденных участков поверхности Data Lifeguard заносит данные об этих секторах во внутренний дефект-лист диска. Все последующие команды записи системой информации в сектора из этого списка сопровождаются процедурой теста сектора на читабельность данных. При выявлении ошибки чтения сектора закрываются на запись.

Итак, Data Lifeguard - это уникальная, реализованная в новейших дисках Western Digital опция, позволяющая своевременно детектировать, изолировать, и восстанавливать данные проблемных областей, которые могут образоваться в процессе эксплуатации жесткого диска. В настоящий момент технология реализована в семействах EIDE-дисков WD Caviar c емкостью записи на пластину 3.4Gb и 4.3Gb (старшие представители семейств - 10.1Gb AC 310100 и 13Gb AC 313000 cоответственно) и SCSI-дисков WD Enterprise, 18.3Gb-модели WDE 18300.