SSD原理揭密：SSD修復與資料救援的專業指南

▼目錄

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• SSD可以救資料嗎？
• ①SSD的原理
• ②SSD可以使用多久？
• ③SSD修復和資料救援技術
• SSD常見的故障狀況
• ①SSD資料不小心刪除
• ②SSD的系統格式異常
• ③SSD無法讀取
• ④SSD容量異常
• SSD修復的資料救援

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SSD可以修復嗎？SSD可以救資料嗎？這是大多數人的疑問，SSD是現在電腦標準的硬體配備，因為『SSD的讀寫速度快、體積小、重量輕』，所以獲得多數人的青睞，由於SSD在故障之前和傳統硬碟相比較沒有前兆，我們會建議使用時要勤做資料備份，讓專家說明SSD的原理和SSD修復救資料的方案。
 

SSD可以救資料嗎？

網路上很多傳聞表示SSD是無法救資料，以我們專業角度只要SSD的晶片沒有太嚴重損壞，都是『有機會救回資料』，但如果儲存晶片損壞嚴重就無法救援資料，讓我們先說明SSD的原理、功能、機制。
 

①SSD的原理

SSD原理和傳統硬碟完全不同，因為硬碟磁片沒有太嚴重刮傷的問題，大多數的硬碟都是可以救資料，但SSD是透過晶片讀寫，我們的SSD晶片受損嚴重就完全無法救資料，但SSD讀不到不一定都是晶片造成的，『SSD主要是由控制晶片和儲存晶片組成』，我們常見到一些名詞：SATA、mSATA 、PCIe、M.2...等，這些是指SSD的傳輸介面，會影響SSD的讀寫速率。
 

• SSD的控制晶片（Controller）

SSD常見的控制晶片廠牌有Sandforce、Marvell、SAMSUNG...等，各廠牌的Controller在功能上大同小異，Controller像是SSD的大腦，控制資料存放到儲存晶片的位置，或是和電腦、筆電、平板...等裝置與SSD的傳輸橋樑，SSD控制晶片還有一些主要的功能。


(SSD的Controller控制晶片示意圖)

▼自動錯誤檢查和糾正（Error Correction Code，簡稱ECC）

NAND Flash在資料讀寫過程中會有機率性的發生錯誤，像是電腦不正常開關機造成資料寫入錯誤或是SSD在製造過程中產生的損壞區塊（Bad Block），為了確保資料寫入SSD的完整性，SSD的ECC會進行錯誤檢查，並修正錯誤將剛寫入的資料轉移至正常區塊並標記Bad Block，確保資料不再寫入至該損壞區塊。

▼故障區塊管理（Bad Block Management，簡稱BBM）

ECC自動進行錯誤檢查，會將已經損壞的區塊（Bad Block）交予給故障區塊管理（BBM）去管理，分別有SSD出廠產生的Bad Block、使用過程中造成的Bad Block，確保資料不再寫入至這些損壞區塊。

▼平均抹寫儲存區塊（Wear Leveling） 

快閃記憶體（Flash Ｍemory）的缺點在於有『寫入、抹除資料次數的限制』，因為確保將資料平均寫入記憶體晶片的每一個區塊，將每一個區塊的磨損情況平均化，避免單一的區塊寫入、抹除次數過多，因此平均抹寫技術可增進記憶體晶片產品的耐用度和穩定性。

▼垃圾資料回收機制（Garbage Collection，簡稱GC）

快閃記憶體（Flash Ｍemory）有不可覆寫（Overwrite）的特性，很容易產生許多垃圾資料，垃圾資料回收機制（GC）搭配Trim指令，能夠把現有的資料搬移至新區塊，並將垃圾區塊的資料清空，讓控制晶片視為空白無資料的區塊，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 bits的硬體加密，即使電腦的SSD遺失或失竊，資料被盜取或復原資料的可能性也極低。
 

• SSD的儲存晶片（Flash Ｍemory）

快閃記憶體晶片（Flash Ｍemory）有『NOR Flash』和『NAND Flash』二種，我們比較常見的是NAND Flash，因為具備較大的儲存容量和讀寫速度快...等優點。


(SSD的Flash memory快閃記憶體示意圖)

▼NAND Flash的記憶體顆粒主要有
 

• 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
使用壽命（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
讀寫的速度	SLC > MLC > TLC = QLC
耐用程度	SLC > MLC > TLC = QLC
價格較高	SLC > MLC > TLC > QLC

  

• 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Controller進行資料的處理，現在的SSD顆粒製成多採用TLC/QLC，抹寫的次數與效能不如SLC/MLC，所以SSD會加上RAM，提升效能及壽命。


(SSD的RAM快閃記憶體示意圖)
 

• SSD的常見傳輸介面

SSD是使用電路板（PCB）和各種晶片組成，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：筆電、桌機、平板電腦、外接式固態硬碟，依照不同的裝置產生不同外觀和不同讀取速度的介面。

▼SATA介面

SATA介面的SSD與2.5吋傳統硬碟外觀大小一樣，常用於舊款筆電和桌機上，價格比較便宜，因為受到SATA傳輸頻寬（6GB/s）的限制，讀寫速度無法突破（600MB/s）的門檻，但相對比2.5吋傳統硬碟的讀寫速度（100MB/s），也快上好幾倍。


(SSD的SATA傳輸介面)

▼mSATA介面

mSATA介面是SATA介面衍伸出來，同樣是透過SATA通道，所以讀寫速度和SATA介面的SSD相同，其主要的差異是縮減了外觀的大小（如圖），通常使用於筆電上。


(SSD的mSATA傳輸介面)

▼M.2介面

M.2介面的前身為NGFF（Next Generation Form Factor），由英特爾（Intel）主推的一種全新介面，用以取代mSATA的介面，並首先導入到筆電裝置上，目的也是為了推動小型化裝置的發展。


(SSD的M.2傳輸介面)

▼M.2的SSD三個類型
 

M.2類型	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

 

②SSD可以使用多久？

我們首先要知道『SSD或其他儲存裝置都是消耗品』，原廠也無法保證SSD的壽命可以使用多久，所以一定要有備份資料的良好習慣，如果想了解資料備份的方法，請參考我們這篇《資料備份的方法與觀念，5個常見的備份裝置》。

我們會發現SSD的廠牌有提供2-3年保固期甚至5年的保固期，所以當SSD故障讀不到可以在保固期內到原廠更換，但原廠並不會提供資料救援的服務，所以重要的資料一定需要勤做備份，我們要如何使用SSD才能延長使用壽命？由於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，會有所差異，現在主流有兩款晶片。

▼MLC晶片

MLC是一次儲存2個位元，製造的成本比較低，但是缺點是MLC的壽命比較短，約有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，約有100000次左右抹寫次數。

再來我們有提到SSD的其中一個機制是『抹寫次數』，當SSD抹寫到一定的次數，儲存晶片就可能無法正常的讀取，但很少會使用到這個次數，再來和傳統硬碟相比SSD故障之前比較沒有徵兆，因為SSD的電腦突然當機或重新開機，就可能無法讀取，建議SSD可以用於當作開機磁碟區或執行應用程式，重要的資料可以使用傳統硬碟並且做好異地備援。
 

③SSD修復和資料救援技術

我們了解到SSD的原理和使用壽命，那SSD故障可以修復嗎？SSD可以救資料嗎？專業的資料救援公司在搶救SSD資料時，主要分為兩個類型。

▼不需解焊晶片

電腦可以讀取到正確容量並且在磁碟管理偵測，就不需要解焊晶片執行救援，常見的故障原因是Bad Block、Controller不穩定、系統格式受損...等，這類問題我們可以透過專業設備執行Firmware修復就可以救援SSD的資料。

▼需要解焊晶片

SSD在電腦完全無法偵測，我們就需要『將晶片解焊』下來，並放置在匹配的設備上讀取，最後再由工程師執行人工組合，這類型的資料救援困難度相當高，因為將晶片讀取、分析後，也需要有相同Controller的韌體才能組合，在修復SSD的資料救援時間就會比較耗時。


(固態硬碟（SSD）在磁碟管理無法讀取就不會顯示資訊)
 

SSD常見的故障狀況

 
SSD故障通常是無法讀取的狀態，我們第一時間通常會上網嘗試方法解決，像是更新驅動程式、更新SSD的韌體...等，但是請『不要執行Chkdsk指令』，因為SSD故障，還是有很大機率可以救援資料，如果一執行錯誤的指令，反而導致SSD的資料受損，原本只是輕微的問題，導致更嚴重的受損情況，最後連專業的SSD資料救援公司也無法恢復。
 

①SSD資料不小心刪除

如果我們在SSD上不小心刪除資料，還是有機會可以救回資料，但是如果確認已經遭到資料覆蓋就無法恢復，也有一些SSD有垃圾資料回收機制（GC）搭配Trim指令，這樣子就會將刪除的資料完全抹除，是完全無法恢復資料，所以在SSD刪除資料之前，一定要特別留意，如果想了解資料覆蓋的原理，可以參考我們這篇《檔案覆蓋如何救援？教你拯救檔案的方法》。


(資料不小心在SSD刪除，恢復的機率不大)
 

②SSD的系統格式異常

SSD在使用之前需要經過格式化（Format）才可以讀取，格式化就是給予系統格式，所以SSD的系統格式受損也會導致電腦無法讀取，通常原因是沒有安全地卸除裝置、未正常開關機導致這個情況，如果想要了解如何執行格式化，可以參考我們這篇《硬碟格式化教學，學習如何正確格式化》。


(SSD的系統格式異常，在電腦就無法正常讀取)

▼系統格式常見的類型
 

• NTFS：Windows可以讀取寫入、Mac只可以讀取無法寫入。
• APFS、HFS：Mac可以讀取寫入、Windows無法讀取寫入。
• exFAT、FAT32：Windows、Mac皆可以讀取寫入。

 

③SSD無法讀取

SSD故障無法讀取？可能是因為Controller發生異常，這類的情況可以嘗試更新SSD的韌體版本，如果SSD同樣無法讀取，表示SSD的晶片有物理性故障問題，建議委託專業的資料救援公司幫忙，因為需要透過專業工具拆焊晶片以及工程師透過專業設備人工組合。


(SSD無法讀取在電腦磁碟管理無法顯示容量和資訊)
 

④SSD容量異常

我們在磁碟管理或磁碟工具無法辨識正確SSD的容量，發現容量異常也無法讀取裡面的資料，大多數是Controller發生異常，這類的情況，我們建議不要繼續讀取，為了避免SSD受損更嚴重，請委託專業的資料救援公司幫忙。
 

SSD修復的資料救援

我們遇到了電腦無法開機？外接式SSD無法讀取？但是SSD裡有重要的資料，該怎麼辦？睿卡科技擁有專業設備和SSD技術工程師，我們提供《SSD資料救援的服務》和《資料救援費用》。

⒈檢測SSD

提供現場送件與《免運費快遞到府取件》的服務，我們專業工程師收到SSD後，花費3-6小時的時間檢測並說明SSD是否可以執行資料救援和報價費用。
 
⒉SSD救援報價和救援機會

專業工程師檢測SSD完成，說明SSD讀不到的狀況和救援機會：
 

• 資料救援的報價費用
• 預估所需的工作時間
• 同意報價後我們立即執行救援作業

 
⒊SSD資料救援作業

專業工程師會定期回覆SSD救援的進度，並於完成救援後立即通知，如果我們沒有成功救出資料則不會收取救援費，給予客戶最大的保障，讓客戶沒有白花錢的風險。
 
⒋驗收SSD救出的資料

專業工程師搶救完成後，我們會約定時間由使用者親自驗收檔案，確認檔案是否正常與是否救出重要的資料，確認無問題才會收取救援費並交付資料。