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2020.12.25

SSD可以修復救資料嗎?這篇弄懂SSD固態硬碟

SSD 固態硬碟是現在電腦、筆電各廠牌都必備的硬體配備之一,原因很簡單:「速度快體積小重量輕」
相較於傳統式的硬碟除了價格及容量尚未能超越,但是光速度快這一點就已經獲得許多廠商及使用者青睞;但是傳統硬碟故障前的徵兆可以讓使用者有些防範,例如:故障前讀取速度變很緩慢、開機緩慢、檔案突然無法開啟等等...,因為一個是「機械」透過磁片讀取寫入,一個是「晶片」運算讀取寫入,寫入方式的不同也會造成儲存的位置不一樣,常常有客戶提到我在 SSD 刪除了檔案救援不回來,但是一般的硬碟可以,這是為什麼?
讓睿卡科技幫助您解決 SSD 修復的問題!
     ・SSD 固態硬碟的原理
     
SSD 可以用多久?
     
SSD 修復資料救援的技術      ・資料檔案刪除
     ・系統格式錯誤
     
無法讀取
     
容量異常
 ​SSD 可以救資料嗎?
 

一、SSD 固態硬碟的原理


SSD 它的儲存原理與傳統式硬碟不同,只要傳統硬碟的「磁片」沒有太嚴重的刮傷幾乎都可以救援資料;但是 SSD 是透過「晶片」儲存只要晶片毀損就無法搶救,但不是每一種故障問題都會造成晶片完全毀損。
SSD 是由「控制晶片 Controller」及「快閃記憶體 Flash Memory」組成;而「快取記憶體 RAM」不一定會有,要看控制晶片的設計。
再來是市面常看到的名詞「傳輸介面 SATA、mSATA 、PCIe、M.2」,讓我們幫助您更了解 SSD !


1. SSD 的「控制晶片 Controller」


目前主要的控制晶片(Controller)廠牌有 Sandforce、Marvell、Samsung...等,各廠牌的控制晶片(Controller)功能上大同小異。
簡單來說控制晶片(Controller)像是 SSD 的大腦,控制著每一支檔案存放到快閃記憶體(Flash Memory)的位置,或是裝置設備(桌機、筆電、平板)與 SSD 間的傳輸橋樑。
以下是控制晶片(Controller)主要常見的功能:
 
  • 自動錯誤檢查和糾正(Error Correction Code,簡稱ECC)

NAND Flashy 在資料讀寫的過程中會發生一定機率的錯誤,像是不當的斷電造成資料寫入錯誤或是 SSD 生產過程中產生的壞掉區塊(Bad Block),為了確保資料寫入 SSD 的完整性,ECC 進行錯誤檢查,並修正錯誤將剛寫入的資料轉移至正常區塊並標記 Bad Block,以確保資料不再寫入至該故障區塊。
 
  • 故障區塊管理(Bad Block Management,簡稱BBM)

ECC 自動進行錯誤檢查,將真的 Bad Block 交給故障區塊管理(BBM)去管理,分別有 SSD 出廠就產生的 Bad Block、使用過程中造成的 Bad Block,以確保資料不再寫入至該故障區塊。
 
  • 平均抹寫儲存區塊(Wear Leveling) 

因快閃記憶體(Flash Memory)的缺點在於有「寫入/抹除資料次數的限制」,是確保將資料平均寫入 Flash 裝置的每一個區塊,將每個區塊的磨損狀況平均化,避免單一區塊抹寫次數過多,因此平均抹寫技術可增進 Flash 產品的耐用度和穩定性。
 
  • 垃圾資料回收機制(Garbage Collection,簡稱GC)

由於快閃記憶體(Flash Memory)有不可覆寫的特性,容易產生許多垃圾資料,垃圾資料回收機制 GC 搭配 Trim 指令,能夠把現有資料搬移至新的區塊,並將垃圾區塊的資料清空,讓控制晶片(Controller)視為空白無資料區塊,保持 SSD 使用空間及效能。
 
  • 硬體加密(AES 256 bits)

有部分的 SSD 支援AES 256位元的硬體加密,即使電腦遺失或失竊,資料被盜取或復原的可能性也極低。


2. SSD 的「快閃記憶體 Flash Memory」


Flash Memory 有 NOR Flash 和 NAND Flash 二種;最常見 SSD 使用的是 NAND Flash,因具有較大的容量,改寫速度快...等優點。
NAND Flash 記憶體顆粒主要有:
 
  • SLC(Single Level Cell,單層式儲存)
  • MLC(Multi Level Cell,多層式儲存)
  • TLC(Triple Level Cell,三層式儲存)
  • QLC(Quad-level cells,四層式儲存)。
 
NAND Flash顆粒 SLC MLC TLC QLC
壽命(寫入抹除次數) 90,000次 - 100,000次 8,000次 - 10,000次 500次 - 1000次 500次 - 1000次
讀取數度 SLC > MLC > TLC = QLC
耐用度 SLC > MLC > TLC = QLC
價格 SLC > MLC > TLC > QLC
 


3. SSD 的「快取記憶體 RAM」


SSD 和傳統硬碟一樣需要高速的快取記憶體(RAM)輔助控制晶片(Controller)進行資料處理;現今 SSD 顆粒製成多採用 TLC/QLC,抹寫次數與效能不如 SLC/MLC,所以部分 SSD 會加上 RAM 當作快取記憶體,提升SSD效能及壽命。

 



4. 常見的 SSD 介面 


SSD 使用電路板(PCB)及各種晶片(Chip)組成,所以 SSD 在外觀上可以依照裝置的大小、型態有多樣性的設計,例如:筆記型電腦、桌機、平板電腦、行動固態硬碟,依照各種裝置產生不同外觀及不同傳輸介面的 SSD。
 
  • SATA 介面

SATA SSDSATA 介面的 SSD 與 2.5 吋硬碟(HDD)外觀大小一樣,常使用在舊款筆電及舊款桌機主機板上,價格較便宜,因為受到 SATA 傳輸頻寬 6 GB/S 的限制,讀寫速度無法突破 600MB/S 的門檻,但相對比 2.5 吋硬碟 100MB/S 的讀寫速度,也快上好幾倍。



 
  • mSATA 介面

mSATA 就像是 SATA 的衍伸出來的,同樣是走 SATA 通道,所以讀寫速度和 SATA 介面的 SSD 相同,其主要差異在於縮減了外觀大小(如下圖),通常在筆電上比較常見。

 
  • M.2 SSD 介面

M.2前身為 NGFF(Next Generation Form Factor),由 Intel 主推的一種全新介面,用以取代 mSATA,並首先導入到筆電裝置上,目的也是為了推動小型化系統的發展。
M.2 SSD 有三種類型的介面 :
 
介面 B key M key B+M key
支援通道 SATA、PCIe x2 SATA、PCIe x4 SATA、PCIe x2、PCIe x4
裝置端插槽 Socket 2 Socket 3 Socket 2、Socket 3
長度規格 2242、2260、2280、、22100
圖片 現在的SSD不使用B key
而是採用B+M key
M key B+M key
 

二、SSD 可以用多久?


其實只要謹記一點就是「任何儲存裝置都是消耗品」,沒辦法保證能使用多久,所以才說「備份才是王道」,為什麼呢?
在選購不管是硬碟或是 SSD 各家廠商都是說會有2-3年保固甚至有5年保固,要如何使用才能延長使用的壽命呢?
SSD 製程中使用的晶片,又以用於儲存的「NAND」,隨著科技的進步以及成本的增減,會有差異,現在主流有兩款:
 
  • MLC晶片
MLC 是一次儲存 2 個位元,製造成本比較低,但是缺點是 MLC 的壽命比較短,有約 10000 次的抹寫次數。
 
  • SLC晶片
SLC是一次儲存 1 個位元,製造成本比較高, SLC 的壽命較長,有約 100000 次左右抹寫次數。

在上文有提到,有一個關鍵就是抹寫次數,使用寫入到一定的次數,儲存的晶片就可能不能正常讀取,但是通常一般使用也很少用到這些次數,但是相較於傳統硬碟來說 SSD 故障前較無徵兆,因為有可能只是電腦當機或是重新開機,它就突然不能正常讀取了,所以 SSD 很多使用者都用於來跑系統、程式。
 

三、SSD 修復資料救援的技術


介紹完 SSD 的原理以及許多人問到的使用壽命的問題,SSD 能救資料嗎?答案是:「可以的」
在搶救 SSD 資料時,主要分為兩種狀況
 
  • 不需解焊晶片 
這種狀況需要可以在 Windows 磁碟管理可以正常讀取到這個 SSD,因為可能只是 SSD Block 異常、控制晶片不穩定、磁碟區格式毀損...等問題導致無法讀到資料,是可以透過專業設備修復韌體或磁碟區格式解決的。
  • 需要解焊晶片
這種狀況是 SSD 完全在 Windows 磁碟管理不能讀取,需要將晶片解焊下來放在同腳位的設備上讀取分析並組合,此種救援方法難度較高,因為讀取完成後,也需要有相同 Controller 的 Firmware 才能分析並組合,在救援修復的工作天數上也比較長。

SSD在磁碟管理能不能讀取
(SSD在磁碟管理能不能讀取)
 

SSD 常見的故障狀況

 
當 SSD 遇到讀不到或異常狀況,可以嘗試更新驅動程式、原廠韌體版本,但是請不要執行「Chkdsk」,因為資料也許還在,一旦執行可能會導致資料與目錄錯亂,原本的資料夾名稱、檔案名稱皆錯亂,更糟的是 File System 整個毀損,檔案直接恢復不回來。
 

一、資料檔案刪除


如果不小心將 SSD 內的資料刪除,還是「有機會搶救資料」,但是只要確定是覆蓋的檔案就無法救回的;另外有些 SSD 還有垃圾資料回收機制 GC 搭配 Trim 指令,這種狀況會將刪除的檔案抹除,也可能導致資料無法救回,所以資料在刪除時一定要注意。
延伸文章-檔案覆蓋是什麼?注意幾點事就可以救援檔案
 

二、系統格式錯誤


硬碟在使用主要會有幾種格式;系統格式因為毀損導致電腦無法正常辨識,可能是隨身固態硬碟沒有正常卸除就拔除而導致。
NTFS:Windows 電腦使用。
APFS、HFS:Mac 電腦使用。
ExFat:兩種系統皆共用可以讀取寫入。
 

三、無法讀取


這種狀況通常是 SSD 控制晶片異常導致裝置無法辨識,這種狀況可以嘗試更新 SSD 原廠的 Firmware(韌體),但還是讀取不到,就需要透過資料救援公司將 Flash Memory 解焊下來讀取分析。
 

四、容量異常


在 Windows 磁碟管理或 Mac 磁碟工具發現 SSD 的容量不是當初原本的容量且無法讀到資料,可能是控制晶片已毀損導致,無法使裝置正確判斷此 SSD 容量,這種狀況需要委託資料救援公司協助救援。
 

SSD 修復救援資料的流程


睿卡科技提供 SSD 修復救援資料完整服務流程詳細價目表,當筆電或電腦 SSD 無法開機、讀取不到,我們可以幫忙解決!

一、來電諮詢
瞭解 SSD 讀不到需修復問題並協助解決簡易障礙排除;瞭解完整流程及可能收費範圍。

二、送件檢測
可以透過快遞收件運費由我們支付(線上送件);親臨現場工程師接待收件。

三、報價救援
工程師檢測 SSD 完成後透過電話或LINE方式說明狀況及報價;同意報價費用後立即進行搶修。

四、確認檔案
完成搶救後請您確認檔案是否成功救出並可否開啟使用;成功救出指定資料才會收費。

五、備份付款
將 SSD 修復救援出的資料交付給您;最後才需進行付款。
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