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硬盘保护神 S.M.A.R.T技术深入分析

2005/8/8    来源:微型计算机        
关键字:硬盘  SMART  
早在上个世纪九十年代,人们就意识到数据的宝贵性胜于硬盘自身价值,渴望有种技术能对硬盘故障进行预测并实现相对安全的数据保护,因此S.M.A.R.T技术应运而生。目前,虽然大多数硬盘的平均无故障时间(MTBF)已达30000~50000小时以上,然而对于不少用户,特别是商业用户而言,一次普通的硬盘故障便足以造成灾难性后果,所以时至今日,S.M.A.R.T技术仍为我们所用。

    早在上个世纪九十年代,人们就意识到数据的宝贵性胜于硬盘自身价值,渴望有种技术能对硬盘故障进行预测并实现相对安全的数据保护,因此S.M.A.R.T技术应运而生。目前,虽然大多数硬盘的平均无故障时间(MTBF)已达30000~50000小时以上,然而对于不少用户,特别是商业用户而言,一次普通的硬盘故障便足以造成灾难性后果,所以时至今日,S.M.A.R.T技术仍为我们所用。

    一、S.M.A.R.T究竟是什么?

    S.M.A.R.T的全称为“Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology”,即“自我监测、分析及报告技术”。支持S.M.A.R.T技术的硬盘可以通过硬盘上的监测指令和主机上的监测软件对磁头、盘片、马达、电路的运行情况、历史记录及预设的安全值进行分析、比较。当出现安全值范围以外的情况时,就会自动向用户发出警告。

    该技术由Compaq公司率先开发,IBM、希捷、富士通、昆腾等硬盘厂商参与修正,并融合了Compaq公司的IntelliSafe诊断技术和IBM的PFA检测技术特点。

    1995年5月,Compaq公司向Small Form Factor(SFF)委员会提交了IntelliSafe的技术标准报告(SFF-8035i);1996年1月进行1.0版的修正(SFF-8035R2);1996年6月进行了1.3版的修正(SFF-8055),并联合IBM等公司向SFF正式申请将IntelliSafe技术加入到ATA-3的行业标准中,正式更名为S.M.A.R.T(图1)。

 S.M.A.R.T技术的图标

    作为行业标准,S.M.A.R.T规定了硬盘制造厂商应遵循的标准。满足S.M.A.R.T标准的条件主要包括:在设备制造期间完成S.M.A.R.T需要的各项参数、属性的设定;在特定系统平台下,能够正常使用S.M.A.R.T;通过BIOS检测,能够识别设备是否支持S.M.A.R.T并可显示相关信息,而且能辨别有效和失效的S.M.A.R.T信息;允许用户自由开启和关闭S.M.A.R.T功能;在用户使用过程中,能提供S.M.A.R.T的各项有效信息,确定设备的工作状态,并能发出相应的修正指令或警告。在硬盘以及操作系统都支持S.M.A.R.T.技术并且该技术默认开启的的情况下,在不良状态出现时S.M.A.R.T.技术能够在屏幕上显示英文警告信息:“WARNING:IMMEDIATLY BACKUP YOUR DATA AND REPLACE YOUR HARD DISK DRIVE,A FAILURE MAY BE IMMINENT.” (警告:立刻备份你的数据同时更换硬盘驱动器,可能有错误出现。)

    二、S.M.A.R.T在何处?如何工作? 

    S.M.A.R.T信息保留在硬盘的系统保留区(service area)内,这个区域一般位于硬盘0物理面的最前面几十个物理磁道,由厂商写入相关内部管理程序。除了S.M.A.R.T信息表外还包括低级格式化程序、加密解密程序、自监控程序、自动修复程序等。监测软件通过一个名为“SMART RETURN STATUS”的命令(命令代码为:B0h)对S.M.A.R.T信息进行读取,且不允许最终用户对信息进行修改。

    三、S.M.A.R.T信息表由什么组成?

    S.M.A.R.T标准中采用二进制代码作为S.M.A.R.T的基本指令,并规定写入标准的寄存器中,形成特定的S.M.A.R.T信息表,以供正常检测和运行。S.M.A.R.T指令分主指令(Command)和次指令(Subcommands)。主指令主要提供设备是否支持S.M.A.R.T或忽略某一次指令特征的信息。而次指令则提供支持S.M.A.R.T设备的检测信息。这些指令主要由设备厂商写入,一些专业硬盘维修软件可以通过这些代码进行设备的检测。

    四、通过软件查看硬盘的健康状况

    S.M.A.R.T技术的原理是通过侦测硬盘各属性,如数据吞吐性能、马达起动时间、寻道错误率等属性值和标准值进行比较分析,推断硬盘的故障情况并给出提示信息,帮助用户避免数据损失。S.M.A.R.T因此规定了专门的检测参数,由于硬盘结构、性能和定位上的不同,除了ATA-3标准规定的参数外,厂商可以根据自己产品的特性提供不同的S.M.A.R.T检测参数。普通用户则可以通过常用的系统工具(如AIDA32)来查看,并通过这些参数了解硬盘的“健康”状况。

图2:Active S.M.A.R.T检测到的硬盘S.M.A.R.T信息

    小知识:S.M.A.R.T技术是否能侦测磁头飞行高度?

    有些厂商的S.M.A.R.T参数中有“Fly Height(磁头飞行高度)”一项。不过,准确地说,硬盘无法侦测到磁头的飞行高度,因为硬盘中没有任何装置可以测试到磁头的飞行高度。虽然硬盘生产厂商可以根据磁头读取到的磁信号强度来推测磁头飞行高度,但这种推测出的磁头飞行高度很多时候与实际情况相比有较大偏差,所以只能作为参考。

责任编辑:张飞
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