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2024.05.21

SSD資料救援指南:SSD修復專家說明原理

▼目錄


固態硬碟(SSD)以讀寫快速和輕巧外觀成為硬碟的首選,但遇到SSD無法讀取的問題時,各位可能會問:『SSD可以救資料嗎?』,以下說明SSD修復和資料救援的可行性,並建議先針對SSD的原理進行了解,可以更有效應對SSD異常的問題。
 

SSD可以救資料嗎?


在網路上對於「SSD資料救援」有許多傳聞和說法,導致很多人認為SSD故障就完全無法救資料,但以專業角度來看,其實只要SSD的晶片沒有極嚴重損壞,也有很高機會『可以救回資料』,當然若是晶片受損嚴重,想要救資料的可能性就相對降低,以下讓我們說明SSD的運作原理、功能和機制,可以更了解如何面對SSD資料救援的問題。
 

①SSD的原理


SSD的運作原理與傳統硬碟(HDD)截然不同,差異除了在讀寫速度上,更體現在資料救援的困難度,傳統硬碟透過磁片儲存資料,通常只要磁片未受損嚴重,大部份的資料就能夠救回,但SSD的晶片受損,資料救援的難度就會大幅提高,SSD是由控制晶片和儲存晶片組成,控制晶片是管理和協調,而儲存晶片負責資料儲存,理解功能對SSD修復和資料救援非常重要,如果想了解硬碟和SSD如何選擇?請參考這篇《HDD和SSD購買指南:硬碟選擇攻略》。

▼SSD的控制晶片(Controller)

控制晶片像是SSD的大腦,主要是管理讀寫操作和資料儲存,確保運作順暢,常見的控制晶片廠牌有Sandforce、Marvell、SAMSUNG...等,以下說明控制晶片功能和資料救援的影響,可以應對SSD的各種故障問題。


SSD的Controller控制晶片示意圖
(SSD的Controller控制晶片示意圖)
 

  • 功能1:自動錯誤檢查和糾正(ECC)
    NAND Flash是SSD儲存資料的核心,因為在讀寫資料的過程中可能會發生錯誤,像是來自電腦異常開關機,導致資料寫入時發生錯誤,或是在SSD製造過程中出現的損壞區塊(Bad Block),為了確保資料寫入SSD的完整性,ECC技術進行錯誤檢查,當檢查發現損壞區塊時,會將資料從損壞區塊轉移至正常區塊,同時標記損壞區塊為Bad Block,防止資料寫入損壞的區塊。
     
  • 功能2:故障區塊管理(BBM)
    當損壞區塊(Bad Block)出現時,會交由故障區塊管理(BBM)進行處理,包含SSD出廠產生和使用時產生的Bad Block,保障資料不寫入這些損壞區塊,提高存放資料的可靠性,故障區塊管理(BBM)同時也提高SSD的效能,在遇到故障區塊能夠快速反應,保障資料不受損害。
     
  • 功能3:平均抹寫儲存區塊(Wear Leveling)
    快閃記憶體(Flash Memory)的特性讓每個區塊都有『寫入抹除的次數限制』,為了克服寫入抹除次數的限制,SSD使用平均抹寫儲存區塊技術(Wear Leveling),這技術確保每個儲存區塊平均分擔寫入和抹除的工作,最大化提升記憶體晶片的耐用度和穩定性,智能分配寫入並延長SSD的使用壽命。
     
  • 功能4:垃圾資料回收機制(GC)
    快閃記憶體(Flash Memory)因不可覆寫(Overwrite)的特性,在日常使用會產生大量垃圾資料,為了解決這問題,引入垃圾資料回收機制(GC)結合Trim指令的應用,這機制能夠快速清空垃圾區塊的資料,讓控制晶片視為空白無資料的區塊,維持SSD的可用空間和效能。
     
  • 功能5:硬體加密(AES 256 bits)
    SSD硬體加密提供高度安全性,AES 256 bits的硬體加密技術保障資料的安全性,在SSD遺失或失竊的情況下,想要盜取資料的可能性較低,為使用者提供更安全的保障。


▼SSD的儲存晶片(Flash Memory)


SSD的儲存是依賴快閃記憶體晶片(Flash Memory),分為「NOR Flash」和「NAND Flash」兩種類型,其中NAND Flash被廣泛使用並成為主流,擁有較大的儲存容量和讀寫快速,NAND Flash成為各類裝置的晶片首選,以下說明原因和優點。

SSD的Flash memory快閃記憶體示意圖
(SSD的Flash memory快閃記憶體示意圖)
 
  • 優點1:大儲存容量
    相較於NOR Flash,NAND Flash提供更大的儲存容量,SSD在很小的體積中但可以容納大量的資料,滿足現代裝置對儲存資料量的需求。
     
  • 優點2:快速的讀寫速度
    NAND Flash以快速的讀寫速度脫穎而出,能讓SSD在極短的時間完成讀取和寫入,提高電腦和裝置的整體效能。
     
  • 優點3:多種記憶體顆粒
    SLC(Single Level Cell,單層式儲存):每個儲存單元僅存儲一個位元,提供最高的讀寫速度和耐用度,成本相對較高。
    MLC(Multi Level Cell,多層式儲存):每個儲存單元存儲多個位元,提供較高的儲存密度,但讀寫速度和耐用度略低。
    TLC(Triple Level Cell,三層式儲存):每個儲存單元存儲三個位元,但相對於SLC和MLC,讀寫速度和耐用度更低。
    QLC(Quad-level cells,四層式儲存):每個儲存單元存儲四個位元,提供極高的儲存密度,但降低了讀寫速度和耐用度。
 
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的性能除了依賴晶片顆粒的品質,還需要快取記憶體(RAM)的輔助,與傳統硬碟相同,SSD需要快取記憶體(RAM)協助主控(Controller)進行資料處理,因為現在的SSD顆粒通常是TLC/QLC技術製成,雖然在抹寫次數和效能上稍遜於SLC/MLC,但整合RAM的功用,可以提升整體效能和使用壽命,以下說明RAM的功能。
 
  • 功能1:資料讀寫速度提升
    RAM的快速讀寫特性讓SSD能夠迅速讀取頻繁使用的資料,我們執行作業系統或讀取資料時,RAM可以迅速提供對應的資料,提高電腦整體的速度。
     
  • 功能2:效能強化
    透過RAM的快取機制,SSD可以有效管理資料的讀寫,減少對儲存顆粒的直接讀取,減輕SSD的負擔,提供更穩定和快速的效能。
     
  • 功能3:延長使用壽命
    RAM可以提高了SSD的處理效能,同時降低對儲存顆粒的讀寫次數,這樣的設計可以減緩SSD儲存顆粒耗損,延長整體的使用壽命。

SSD的RAM快閃記憶體示意圖
(SSD的RAM快閃記憶體示意圖)

▼SSD的常見傳輸介面

SSD是電路板(PCB)和多種晶片組成的儲存裝置,外觀因應裝置需求而呈現多樣性,包括筆記型電腦、桌上型電腦、平板電腦和外接固態硬碟...等,每一種裝置都根據需求而設計獨特的外觀和傳輸介面,並直接影響讀取速度和性能。
 
  • 介面1:SATA
    SATA的SSD外觀大小與2.5吋傳統硬碟相同,常見於早期筆電和桌機上,價格相對便宜,因為SATA介面的SSD受限於SATA傳輸頻寬(6GB/s),讀寫速度難以突破600MB/S的門檻,但相較於2.5吋傳統硬碟的約100MB/S讀寫速度,SATA介面的SSD仍然明顯快速。

SSD的SATA傳輸介面
(SSD的SATA傳輸介面)
 
  • 介面2:mSATA
    mSATA是由SATA衍伸而來的,同樣透過SATA通道,因此讀寫速度與一般SATA介面的SSD相當,主要特點是在於外觀的縮小,通常應用於筆記型電腦等空間有限的裝置。

SSD的mSATA傳輸介面
(SSD的mSATA傳輸介面)
 
  • 介面3:M.2
    M.2介面的前身為NGFF(Next Generation Form Factor),由英特爾(Intel)推出的一種連接介面,取代了mSATA介面,最初應用於筆記型電腦,用來推動小型化裝置的發展,M.2介面設計更靈活和高效,支援多種傳輸協議,包括SATA、PCI Express(PCIe)和USB,提供更大的擴展性和更高的傳輸速度,讓M.2的SSD成為現今高效能和高擴展性的首選。

SSD的M.2傳輸介面
(SSD的M.2傳輸介面)
 
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
M key B+M key
 

②SSD可以使用多久?


我們首先要了解SSD是『一種消耗品』,因為使用壽命無法確定,因此需要建立資料備份的良好習慣,原廠通常提供2-3年甚至5年的保固,當SSD在保固期內發生故障,可以向原廠申請更換,但原廠並不提供資料救援的服務,所以重要的資料,進行異地備援才是保障資料完整的最佳方法,以下說明影響SSD壽命的原因,如果想了解資料備份的方法,請參考我們這篇《資料備份全攻略:認識5個備份方法與觀念》。
 
  • 原因1:晶片製程和類型
    SSD的晶片主要是MLC和SLC兩種類型,MLC晶片一次儲存2個位元,製造成本較低,但壽命較短,約為10000次的抹寫次數;相對SLC晶片一次儲存1個位元,成本較高,但壽命較長,約為100000次左右的抹寫次數。
     
  • 原因2:抹寫次數
    SSD的使用壽命與抹寫次數息息相關,SSD達到一定的抹寫次數,儲存晶片可能無法正常讀取,但在一般情況下很難達到這個極限,因為SSD通常具備抹寫均衡的機制,減緩晶片的老化速度。
     
  • 原因3:故障的不同特點
    相較於傳統硬碟,SSD在故障之前通常沒有徵兆,我們電腦突然當機或重開機後,SSD就發生無法讀取的情況,因此我們建議將SSD作為開機磁碟區或執行應用程式,而將重要資料存放在傳統硬碟上,同時建立良好的異地備援。
 

③SSD修復和資料救援技術


「SSD能修復和資料救援?」這是許多使用者的疑問,以下說明兩種情況,可以了解專業的資料救援公司在應對這些問題的技術手段。
 
  • 情況1:不需解焊晶片
    電腦能夠讀取SSD的正確容量和磁碟管理中可以偵測,通常是不需要解焊晶片執行救援,因為可能是區塊受損(Bad Block)、主控晶片(Controller)不穩、系統格式受損...等原因,在這種情況下,專業的資料救援公司可以透過專業設備和技術進行韌體(Firmware)修復,能夠解決故障問題並救回資料。
     
  • 情況2:需要解焊晶片
    SSD在電腦完全無法偵測時,就需要透過更複雜的技術和設備處理,例如:晶片解焊下來放置『在專業設備進行深層分析』,最後由睿卡科技工程師團隊進行人工組合檔案架構,這是相對困難和耗時的資料救援技術過程,因為需要執行晶片的讀取和分析,並要設定主控的韌體進行組合,這樣的資料救援難度極高和專業設備的支援。

固態硬碟(SSD)在磁碟管理無法讀取就不會顯示資訊
(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故障無法讀取嗎?許多使用者都會嘗試網路上的解決方法,例如:更新驅動程式、更新SSD韌體、救援軟體...等,但請不要執行「Chkdsk」的指令,雖然這是網路上常見的修復方式,執行這個指令會導致資料無法挽回,因為這個指令用意不是救回資料,我們建議在SSD故障的情況下,委託專業的資料救援公司協助,而不是執行可能有風險的操作,以下是一些SSD的常見故障狀況。
 

①SSD資料不小心刪除


在SSD上不小心刪除重要資料嗎?若不慎刪除資料又遭到覆蓋後,想要復原的機會就會大幅降低,因為SSD可能擁有垃圾資料回收機制(GC)和Trim指令,會將刪除的資料抹除並無法復原,以下說明發生此情況的建議,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》。
 
  • 建議1:了解資料覆蓋
    在SSD上刪除檔案會被系統『標記為可以覆蓋』,而不是完全抹除,但寫入新的資料時,就會導致覆蓋原有的資料,因此在資料完全覆蓋之前,可以自行試著網路上的資料救援軟體救回已刪除的檔案。
     
  • 建議2:垃圾資料回收機制和Trim指令
    有一些SSD擁有垃圾資料回收機制和Trim指令,用於提高SSD的讀寫效能,但可能會將已刪除的資料抹除,在這種情況下,想要復原資料的難度就會很高。
     
  • 建議3:養成備份資料的習慣
    我們為了避免重要的資料遺失,建議一定要建立資料備份的習慣,這才是最可靠的方式,也可以避免操作失誤導致資料損失的風險。

資料不小心在SSD刪除,恢復的機率不大
(資料不小心在SSD刪除,恢復的機率不大)
 

②SSD的系統格式異常


在開始使用SSD之前,都需要執行格式化建立系統格式,如果沒有安全卸除裝置或不正常的關機等原因,可能會導致SSD的系統格式異常,電腦就無法讀取到SSD,如果想了解如何格式化?請參考這篇《格式化是什麼?教學硬碟格式化的方法》。

▼SSD系統格式的建議步驟
 
  • 建議1:安全卸除裝置和正常關機
    我們在移除外接式SSD前,建議透過安全地卸除硬體的方式,避免不正常的中斷導致系統格式異常,再來是使用SSD時,避免強制關機,因為在SSD在執行寫入時,正常關機能夠降低系統格式發生異常的風險。
     
  • 建議2:檢查系統格式
    因為不同的作業系統需要不同的系統格式,自行檢查SSD的系統格式是否與作業系統相容,說不定只是很簡單的問題,以免越試越嚴重。
     
  • 建議3:委託專業協助
    SSD製造商可能有提供修復的工具,使用者可以用來檢測和修復系統格式異常的問題,如果無法自行解決問題,建議委託專業的SSD資料救援公司協助,睿卡科技擁有專業設備可以處理SSD系統格式異常的問題。

▼常見系統格式的類型
 
  • 格式1:NTFS
    Windows相容使用,可以支援大容量磁碟區,但在MacOS只能讀取,無法寫入資料。
     
  • 格式2:APFS、HFS
    MacOS系統相容使用,支援讀取和寫入,但在Windows無法讀取和寫入,需要透過網路軟體才能支援。
     
  • 格式3:exFAT、FAT32
    exFAT、FAT32有更高的相容性,可以在Windows和MacOS上進行讀取和寫入,但有檔案傳輸限制和傳輸速度不穩的問題。

SSD的系統格式異常,在電腦就無法正常讀取
(SSD的系統格式異常,在電腦就無法正常讀取)
 

③SSD無法讀取


SSD無法讀取是很困擾的問題,常見原因是控制晶片不穩、晶片異常、區塊受損(Bad Block)等,以下說明原因和建議的解決方式,讓各位可以有效應對SSD無法讀取的問題。
 
  • 原因1:控制晶片不穩
    因為控制晶片是SSD的重要元件,只要控制晶片異常就會導致無法讀取,我們可以試著換電腦讀取或線材讀取,另外原廠不定期會釋出一些韌體來修復不穩的問題,也可以到原廠網站的支援服務查詢。
     
  • 原因2:晶片故障
    SSD的晶片故障就會導致無法讀取,建議委託專業的SSD資料救援公司協助,因為需要透過專業設備拆焊並讀取晶片,再由工程師進行人工組合,這是一項複雜的技術,一般使用者無法自行處理。
     
  • 原因3:區塊受損(Bad Block)
    SSD的儲存晶片某些區塊因為物理損壞而無法正常讀寫,長時間使用、過度寫入或製造過程中的瑕疵都可能導致Bad Block,如果有重要的資料,建議委託專業的SSD資料救援公司幫忙。

SSD無法讀取在電腦磁碟管理無法顯示容量和資訊
(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


我們發現磁碟管理或磁碟工具中的SSD容量異常,甚至無法開啟磁區讀取,這表示SSD已經異常,在這種情況下,建議不要再測試讀取和小心應對,以免固態硬碟受損更嚴重,以下說明這情況的原因。
 
  • 原因1:控制晶片異常
    如果SSD的控制晶片異常時,可能會導致容量辨識錯誤和無法讀取資料,建議停止讀取測試,以免受損更嚴重。
     
  • 原因2:電路異常
    SSD是透過電路元件組成,如果發生短路、虛焊等情況,就會導致電路無法運作和讀取資料,所以在發生類似的情況時,建議委託專業的SSD資料救援公司協助。
     
  • 原因3:辨識控制晶片
    SSD如果只辨識到控制晶片,就會發生容量辨識錯誤和無法讀取資料的問題,這時候需要專業的SSD資料救援公司透過設備和技術進行修復。
 

SSD修復的資料救援


各位碰到電腦無法開機嗎?外接固態硬碟無法讀取?但SSD中有重要的資料,該怎麼辦?睿卡科技擁有專業設備和工程師團隊可以協助,我們提供《SSD資料救援的服務》和《資料救援費用》。

⒈檢測無法讀取的SSD

我們提供總公司現場送件與《免運費快遞到府取件》的服務,工程師團隊收到SSD後,檢測時間約半天,由專業工程師親自說明SSD受損情況和救援費用。
 
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

工程師團隊定期回覆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,讓客戶不會有白花錢的風險。
 
⒋驗收SSD救出的資料

專業工程師救援完成後,與使用者約定時間驗收檔案,親自確認檔案是否正常與是否有救出重要的資料,最後確認無問題才會收取救援費並交付資料。
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