SSD en flash technologie: hoe bit errors uw gegevens beïnvloeden

Of je nu een SSD gebruikt of er problemen mee ondervindt, begrijpen hoe gegevens worden opgeslagen en hersteld is cruciaal. Dit artikel geeft een overzicht van de SSD-architectuur, de rol van de controller, veelvoorkomende oorzaken van gegevensverlies en technieken voor SSD-gegevensherstel.

In deze blog:

• Hoe een SSD werkt - Een vereenvoudigde kijk op SSD-architectuur.
• De rol van de SSD-controller - Waarom deze de ruggengraat vormt van de functionaliteit van je SSD.
• Veelvoorkomende oorzaken van gegevensverlies - Begrijpen wat de opgeslagen gegevens van je SSD in gevaar kan brengen.
• De impact van bitfouten op uw gegevens - Hoe kleine fouten grote problemen kunnen veroorzaken.
• Invloed van celgegevensdichtheid - Wat SLC, MLC, TLC en QLC betekenen voor betrouwbaarheid.
• SSD hersteltechnieken - Een diepgaande duik in chip-on en chip-off methoden.

Hoe werkt een SSD?

In de kern bestaat een SSD uit een reeks NAND-chips die fysieke gegevens opslaan en worden beheerd door een controller. Deze controller is een kritisch onderdeel dat ervoor zorgt dat opgeslagen fysieke gegevens correct worden toegewezen aan logische gegevens, waardoor ze toegankelijk worden voor de gebruiker.

De SSD controller: Voortdurend in gevecht met bit errors.

Het waarborgen van de integriteit van logische gegevens is geen eenvoudige taak. De controller wordt geconfronteerd met tal van NAND-gerelateerde uitdagingen, waaronder:

• Beperkte P/E-cycli (Program/Erase Cycles) - Elke cel heeft een eindig aantal schrijfbewerkingen.
• Inter-Cell Interference - Elektrische storingen tussen naburige cellen.
• Leesstoringen - Naburige cellen beïnvloeden opgeslagen gegevens door herhaaldelijke leesacties.
• Problemen met gegevensbehoud - Elektronenontsnapping leidt tot degradatie op lange termijn.

Om deze uitdagingen te beperken, voert de firmware van de controller complexe bewerkingen uit zoals caching, striping, logische bitmapping, paginabeheer, wear leveling, codering en foutcorrectie (ECC). De controller staat onder constante stress en werkt onvermoeibaar om de nauwkeurigheid van de gegevens te behouden.

Veel voorkomende oorzaken van SSD-gegevensverlies

Gezien de werking van de SSD kunnen verschillende factoren bijdragen aan gegevensverlies:

• Defecte onderdelen - Een defecte NAND-chip of een slecht functionerende controller kan leiden tot ontoegankelijke gegevens.
• Firmware corruptie - Fouten in de SSD firmware kunnen de schijf onleesbaar maken.
• Onherstelbare bitfouten - Als de fouten de correctiemogelijkheden van de ECC overschrijden, treedt gegevensverlies op.

Deze problemen kunnen het gevolg zijn van stroomschommelingen, temperatuurschommelingen, het niet correct afsluiten of fysieke schade.

De invloed van bit errors

Bit errors kunnen de prestaties van SSD's in verschillende toepassingen ernstig beïnvloeden. De gevolgen variëren afhankelijk van hoe de beschadigde gegevens worden gebruikt:

• In foto's - Pixelvervormingen en afbeeldingsdegradatie.
  

• In tekstbestanden - Verkeerd geplaatste of ontbrekende tekens die documenten onleesbaar kunnen maken.
  

• In besturingssystemen: gecorrumpeerde systeembestanden die leiden tot crashes of opstartproblemen.
  

Gegevensdichtheid van cellen: SLC, MLC, TLC en QLC

Om de capaciteit van SSD's te vergroten, voegen fabrikanten meer bits per NAND-cel toe, die worden geclassificeerd als SLC, MLC, TLC en QLC. Hoe hoger het aantal bits per cel, hoe groter de kans op bitfouten:

Omdat QLC-cellen meer bits opslaan en een fijner spanningsonderscheid vereisen, hebben ze een aanzienlijk hoger bit error percentage vergeleken met SLC.

SSD-hersteltechnieken: Chip-On vs. Chip-Off

Er zijn twee hoofdbenaderingen voor het herstellen van verloren SSD-gegevens:

Chip-On herstel

Deze methode behoudt de originele controller en maakt gebruik van technieken zoals:

• Reparatie van onderdelen.
• Overdracht van kritieke componenten naar aangepaste hardware.
• Firmware wijziging en reparatie van het systeemgebied.

Chip-Off Herstel

Bij deze complexe techniek worden alle fysieke gegevens uit NAND-chips gehaald en wordt de logica van de controller gesimuleerd. Dit vereist diepgaande technische expertise in controllerarchitectuur en hardwareversleutelingsmethoden, waardoor vaak nauwe samenwerking met SSD-fabrikanten nodig is.

Geavanceerd onderzoek in SSD herstel

Het R&D-team van Ontrack ontwikkelt voortdurend SSD-herstelmethoden, met name Chip-Off-herstel. Door het elimineren van reverse engineering op basis van de controller, zorgt Ontrack voor een optimale kopie van de fysieke gegevens van de NAND, waarbij gebruik wordt gemaakt van de oorspronkelijke controller om het herstel te voltooien, zelfs wanneer versleutelingsschema's onbekend blijven.

Conclusie

SSD-controllers werken onophoudelijk om uw gegevens foutloos te presenteren, maar bit errors en andere storingen kunnen de integriteit van de gegevens in gevaar brengen. Inzicht in SSD architectuur en hersteltechnieken kan helpen om risico's te beperken. Maak altijd een back-up van uw gegevens en als u ooit professioneel SSD-herstel nodig hebt, staat Ontrack voor u klaar.

Meer informatie:

Ontdek SSD data recovery diensten voor deskundige hulp bij het herstellen van verloren SSD data.

of

neem contact op