Краткое описание известных атрибутов.

Технология SMART

1. Технология S.M.A.R.T

1.1. Общее описание

1.2. Развитие технологии S.M.A.R.T.

1.3. Атрибуты (attribute)

1.3.1. Значения атрибутов (attribute values)

1.3.2. Пороговые значения атрибутов (attribute thresholds)

1.3.3. Краткое описание основных атрибутов

1.3.4. Типы атрибутов

1.4. Автономное сканирование поверхности (off-line read scanning)

1.5. Журналы ошибок (error log)

1.5.1. Log Directory

1.5.2. Summary Error Log

1.5.3. Comprehensive Error Log

1.5.4. Extended Comprehensive Error Log

1.5.5. Self-test Log

1.5.6. Extended Self-test Log

1.5.7. Streaming Performance Log

1.5.8. Write Stream Error Log

1.5.9. Read Stream Error Log

1.5.10. Delayed LBA Sector Log

1.5.11. ECC Uncorrectable Sector Log

1.5.12. Reassigned Sector Log

1.5.13. Drive Activity Log

1.5.14. Drive Time Buffer Log

1.5.15. Host Vendor Specific Log

1.5.16. Device Vendor Specific Log

1.6. Встроенные функции самоконтроля (self-test)

1.6.1. Методы тестирования

1.6.2. Разновидности тестов S.M.A.R.T.

 

Эту статью не следует рассматривать как руководство пользователя или документацию для программистов.

Цель проделанной мною работы - попытаться разьяснить в приличной, доступной, а главное - рускоязычной форме, все особенности данной технологии. Естесственно, охватить ПОЛНОСТЬЮ все возможности технологии S.M.A.R.T. просто не возможно по причине ужасающего факта отсутствия какой-либо документации и нежелания подавляющего числа производителей жестких дисков предоставить необходимую информацию или вести какие-либо переговоры.

Текст статьи постоянно обновляется, поэтому на возможные неточности и грамматические ошибки прошу не обращать внимания. Но если Вы заметите явную ошибку или "ужасающую":) неточность - пожалуйста, напишите мне об этом.

Я с удовольствием приму любые комментарии по тексту, а также Ваши пожелания и дополнения.

1.1. Общее описание. Технология S.M.A.R.T. - Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (от англ. "Технология Самодиагностики, Анализа и Отчета") - была разработана для повышения надежности и сохранности данных на жестких дисках. В большинстве случаев, SMART-совместимые устройства позволяют предсказать появление наиболее вероятных ошибок и, тем самым, дают пользователю возможность своевременно сделать резервную копию данных и/или полностью заменить накопитель до выхода его из строя. S.M.A.R.T. представляет собой набор мини-подпрограмм, которые являются частью микрокода накопителя и определяют поддерживаемые диагностические функции. Наиболее распространенные среди них: набор атрибутов, отражающих состояние отдельных параметров накопителя (до 30) внутренние тесты накопителя (self-test ) журналы S.M.A.R.T. (ошибок, общего состояния, дефектных секторов и т.п.) В настоящий момент не существует официальной документации или стандарта на технологию S.M.A.R.T. В связи с этим, производители не публикуют полные характеристики и поддерживаемые функции S.M.A.R.T. в своих накопителях. Обязательный минимум описан в последнем стандарте ATA/ATAPI-6. 1.2. Развитие технологии S.M.A.R.T. История технологии S.M.A.R.T. не так уж и богата подробностями: SMART I предусматривал мониторинг основных жизненно важных параметров и запускался только после команды по интерфейсу в SMART II появилась возможность фоновой проверки поверхности, которая выполнялась накопителем автоматически во время "холостого хода"; появилась функция журналирования ошибок в SMART III впервые появилась не только функция обнаружения дефектов поверхности, но и возможность их восстановления "прозрачно" для пользователя и многие другие новшества Известно, что первыми разработали основы и предложили эту технологию совместно Western Digital, Seagate и Quantum. После этого их уже поддержали такие компании как IBM, Maxtor и Samsung. Hitachi приняла участие в развитии технологии S.M.A.R.T. уже на стадии разработки SMART II, первыми предложив методику полной самодиагностики накопителя (extended self-test). В настоящее время производители жестких дисков готовятся принять к использованию новый вариант технологии S.M.A.R.T. - "1024 S.M.A.R.T.", характерной особенностью которого будет заметно бОльший размер журналов, повсеместное использование мультисекторных журналов, более точные алгоритмы анализа показаний встроенных в накопитель сенсоров (термодатчики, сенсоры ударов, и т.п.) и многое другое. Вот несколько новых функций: введение алгоритма анализа температурного режима накопителя введение ограничения по минимальной и максимальной температуре в рабочем состоянии введение счетчика общего количества записанных секторов на протяжении жизненного цикла накопителя введение счетчика запусков внутренних алгоритмов восстановления (recovery counters) Главным же плюсом можно считать введение новых атрибутов, которые позволят контролировать состояние и рабочие характеристики по каждой из головок чтения/записи: относительная устойчивость (стабильность "полета") головки исправление ошибок чтения (со "скрытыми" повторными попытками) автоматическое перераспределение дефектных участков поверхности при операциях записи счетчик-накопитель G-List для учета количества принятых ударных нагрузок счетчик-накопитель S-List для учета общего количества "программных" ошибок Атрибуты. Атрибуты S.M.A.R.T. - особые характеристики, которые используются при анализе состояния и запаса производительности накопителя. Атрибуты выбираются производителем накопителя, основываясь на способности этих атрибутов предсказывать ухудшение рабочих характеристик накопителя или определить его дефектность. Каждый производитель имеет свой характерный набор атрибутов и может свободно вносить изменения в этот набор в соответствиии со своими собственными требованиями и без уведомления об этом фирм-продавцов и конечных пользователей. 1.3.1. Значения атрибутов. Значения атрибутов (value) используются для представления относительной надежности отдельного эксплуатационного или эталонного атрибута. Допустимое значение атрибута лежит в диапазоне от 1 до 255. Высокое значение атрибута говорит о том, что результат анализа данной рабочей характеристики указывает на низкую вероятность ее ухудшения или выхода накопителя из строя. Соответственно, низкое значение атрибута говорит о том, что результат анализа данной рабочей характеристики указывает на высокую вероятность ее ухудшения или выхода накопителя из строя. 1.3.2. Пороговые значения атрибутов. Каждый атрибут имеет собственное пороговое значение (threshold), которое используется для сравнения со значением атрибута (value) и указывает на ухудшение рабочих характеристик или дефектность накопителя. Числовое значение порогового атрибута определяется производителем накопителя через конструкционные особенности накопителя и анализ результатов испытаний на надежность. Пороговое значение каждого атрибута указывает на нижнюю допустимую границу значения атрибута, вплоть до которой сохраняется положительный статус надежности. Пороговые значения устанавливаются в заводских условиях производителем накопителя и, в большинстве случаев, могут быть изменены только после переключения накопителя в технологический (factory mode). Допустимое пороговое значение атрибута может находится в диапазоне от 1 до 255.   Если значение одного или более атрибутов, имеющих тип pre-failure (в HDD Speed отмечаются символом "*"), меньше или равно соответствующего порогового значения, то это свидетельствует о предстоящем ухудшении рабочих характеристик и/или полном выходе накопителя из строя. 1.3.3. Краткое описание основных атрибутов. Данный перечень атрибутов является наиболее полным из доступных на сегодняшний момент в Сети или иных источниках. Назначение атрибутов и способ интерпретации их значений выявлены либо опытным путем, либо получены от служб технической поддержки компаний-производителей накопителей. Ниже приведена сводная таблица всех известных мне атрибутов (55) и краткое описание к большинству (38) из них. ID Название атрибута 0 = атрибут не используется 1 Raw Read Error Rate 2 Throughput Performance 3 Spin Up Time 4 Start/Stop Count 5 Reallocated Sector Count 6 Read Channel Margin 7 Seek Error Rate 8 Seek Time Performance 9 Power-On Hours Count 10 Spin Retry Count 11 Recalibration Retries 12 Device Power Cycle Count 13 Soft Read Error Rate ?? Emergency Re-track (Hitachi) ?? ECC On-The-Fly Count (Hitachi) 96 ? (Maxtor) 97 ? (Maxtor) 98 ? (Maxtor) 99 ? (Maxtor) 100 ? (Maxtor) 101 ? (Maxtor) 191 G-Sense Error Rate 192 Power-Off Retract Cycle 193 Load/Unload Cycle Count 194 Temperature 195 ? (Quantum AS, Seagate, Maxtor) 196 Reallocation Events Count 197 Current Pending Sector Count 198 Uncorrectable Sector Count 199 UltraDMA CRC Error Rate 200 Write Error Rate (в WD - MultiZone Error Rate) 201 TA Counter Detected 202 TA Counter Increased 203 ? (Maxtor) 204 ? (Maxtor) 205 ? (Maxtor) 206 ? (Maxtor) 207 ? (Maxtor) 208 ? (Maxtor) 209 ? (Maxtor) 220 Disk Shift 221 G-Sense Error Rate (в Hitachi - Shock Sense Error Rate) 222 Loaded Hours 223 Load/Unload Retry Count 224 Load Friction 225 Load/Unload Cycle Count 226 Load-in Time 227 Torque Amplification Count 228 Power-Off Retract Count 229 ? (IBM DTTA, thanx to Vladislav Shaklein) 230 GMR Head Amplitude 231 Temperature 240 Head Flying Hours (Hitachi) 250 Read Error Retry Rate

Краткое описание известных атрибутов.

• * (используется в программе HDD Speed)
• Данный указатель показывает, что соответствующий атрибут S.M.A.R.T. является критическим для нормального функционирования накопителя. Ухудшение значений таких атрибутов с наибольшей вероятностью приводит к выходу накопителя из строя. В новых материнских платах BIOS имеют встроенную функцию контроля состояния накопителя именно по этим атрибутам.
• Raw Read Error Rate
• Частота появления ошибок при чтении данных с диска.
• Данный параметр показывает частоту появления ошибок при операциях чтения с поверхности диска по вине аппаратной части накопителя.
• Throughput Performance
• Средняя производительность (пропускная способность) диска.
• Уменьшение значения value этого атрибута с большой вероятностью указывает на проблемы в накопителе.
• Spin Up Time
• Время раскрутки шпинделя.
• Среднее время раскрутки шпинделя диска от 0 RPM до рабочей скорости. Предположительно, в поле raw value содержится время в миллисекундах/секундах.
• Start/Stop Count
• Количество циклов запуск/останов шпинделя.
• Поле raw value хранит общее количество включений/выключений диска.
• Reallocated Sectors Count
• Количество переназначенных секторов.
• Когда жесткий диск встречает ошибку чтения/записи/верификации он пытается переместить данные из него в специальную резервную область (spare area) и, в случае успеха, помечает сектор как "переназначенный". Также, этот процесс называют remapping, а переназначенный сектор - remap. Благодаря этой возможности, на современных жестких дисках очень редко видны [при тестировании поверхности] так называемые bad block. Однако, при большом количестве ремапов, на графике чтения с поверхности будут заметны "провалы" - резкое падение скорости чтения (до 10% и более).
• Поле raw value содержит общее количество переназначенных секторов.
• Read Channel Margin
• Запас канала чтения.
• Назначение этого атрибута не документировано и в современных накопителях он не используется.
• Seek Error Rate
• Частота появления ошибок позиционирования БМГ.
• В случае сбоя в механической системе позиционирования, повреждения сервометок (servo), сильного термического расширения дисков и т.п. возникают ошибки позиционирования. Чем их больше, тем хуже состояние механики и/или поверхности жесткого диска.
• Seek Time Performance
• Средняя производительность операций позиционирования БМГ.
• Данный параметр показывает среднюю скорость позиционирования привода БМГ на указанный сектор. Снижение значения этого атрибута говорит о неполадках в механике привода.
• Power-On Hours
• Количество отработанных часов во включенном состоянии.
• Поле raw value этого атрибута показывает количество часов (минут, секунд - в зависимости от производителя), отработанных жестким диском. Снижение значения (value) атрибута до критического уровня (threshold) указывает на выработку диском ресурса (MTBF - Mean Time Between Failures). На практике, даже падение этого атрибута до нулевого значения не всегда указывает на реальное исчерпывание ресурса и накопитель может продолжать нормально функционировать.
• Spin Retry Count
• Количество повторов попыток старта шпинделя диска.
• Данный атрибут фиксирует общее количество попыток раскрутки шпинделя и его выхода на рабочую скорость, при условии, что первая попытка была неудачной. Снижение значения этого атрибута говорит о неполадках в механике привода.
• Recalibration Retries
• Количество повторов попыток рекалибровки накопителя.
• Данный атрибут фиксирует общее количество попыток сброса состояния накопителя и установки головок на нулевую дорожку, при условии, что первая попытка была неудачной. Снижение значения этого атрибута говорит о неполадках в механике привода.
• Device Power Cycle Count
• Количество полных циклов запуска/останова жесткого диска.
• Soft Read Error Rate
• Частота появления "программных" ошибок при чтении данных с диска.
• Данный параметр показывает частоту появления ошибок при операциях чтения с поверхности диска по вине программного обеспечения, а не аппаратной части накопителя.
• Emergency Re-track
• ECC On-The-Fly Count
• Load/Unload Cycle Count
• Количество циклов вывода БМГ в специальную парковочную зону/в рабочее положение.
• Подробнее - см. описание технологии Head Load/Unload Technology.
• Temperature
• Температура.
• Данный параметр отражает в поле raw value показание встроенного температурного сенсора в градусах Цельсия.
• Reallocation Event Count
• Количество операций переназначения (ремаппинга).
• Поле raw value этого атрибута показывает общее количество попыток переназначения сбойных секторов в резервную область, предпринятых накопителем. При этом, учитываются как успешные, так и неудачные операции.
• Current Pending Sector Count
• Текущее количество нестабильных секторов.
• Поле raw value этого атрибута показывает общее количество секторов, которые накопитель в данный момент считает претендентами на переназначение в резервную область (remap). Если в дальнейшем какой-то из этих секторов будет прочитан успешно, то он исключается из списка претендентов. Если же чтение сектора будет сопровождаться ошибками, то накопитель попытается восстановить данные и перенести их в резервную область, а сам сектор пометить как переназначенный (remapped). Постоянно ненулевое значение raw value этого атрибута говорит о низком качестве (отдельной зоны) поверхности диска.
• Uncorrectable Sector Count
• Количество нескорректированных ошибок.
• Атрибут показывает общее количество ошибок, возникших при чтении/записи сектора и которые не удалось скорректировать. Рост значения в поле raw value этого атрибута указывает на явные дефекты поверхности и/или проблемы в работе механики накопителя.
• UltraDMA CRC Error Count
• Общее количество ошибок CRC в режиме UltraDMA.
• Поле raw value содержит количество ошибок, возникших в режиме передачи данных UltraDMA в контрольной сумме (ICRC - Interface CRC).
• Примечание автора. Практика, собранная статистика и изучение журналов ошибок SMART показывают: в большинстве случаев ошибки CRC возникают при сильном завышении частоты PCI (больше номинальных 33.6 MHz), сильно перекрученом кабеле, а также - по вине драйверов ОС, которые не соблюдают требований к передачи/приему данных в режимах UltraDMA.
• Write Error Rate (Multi Zone Error Rate)
• Частота появления ошибок при записи данных.
• Показывает общее количество ошибок, обнаруженных во время записи сектора. Чем больше значение в поле raw value (и ниже значение value), тем хуже состояние поверхности диска и/или механики привода.
• Disk Shift
• Сдвиг пакета дисков относительно оси шпинделя.
• Актуальное значение атрибута содержится в поле raw value. Единицы измерения - не известны.
• Подробности - см. в описании технологии G-Force Protection.
• Примечание. Сдвиг пакета дисков возможен в результате сильной ударной нагрузки на накопитель в результате его падения или по иным причинам.
• G-Sense Error Rate
• Частота появления ошибок в результате ударных нагрузок.
• Данный атрибут хранит показания ударочувствительного сенсора - общее количество ошибок, возникших в результате полученных накопителем внешних ударных нагрузок (при падении, неправильной установке, и т.п.).
• Подробнее - см. описание технологии G-Force Protection.
• Loaded Hours
• Нагрузка на привод БМГ, вызванная общей наработкой часов накопителем.
• Учитывается только период, в течении которого головки находились в рабочем положении.
• Load/Unload Retry Count
• Нагрузка на привод БМГ, вызванная многочисленными повторениями операций чтения, записи, позиционирования головок и т.п. Учитывается только период, в течении которого головки находились в рабочем положении.
• Load Friction
• Нагрузка на привод БМГ, вызванная трением в механических частях накопителя.
• Учитывается только период, в течении которого головки находились в рабочем положении.
• Load/Unload Cycle Count
• Общее количество циклов нагрузки на привод БМГ.
• Учитывается только период, в течении которого головки находились в рабочем положении.
• Load-in Time
• Общее время нагрузки на привод БМГ.
• Предположительно, данный атрибут показывает общее время работы накопителя под нагрузкой, при условии, что головки находятся в рабочем состоянии (вне парковочной зоны).
• Torque Amplification Count
• Количество усилий вращающего момента привода.
• Power-Off Retract Count
• Количество зафиксированных повторов в(ы)ключения питания накопителя.
• GMR Head Amplitude
• Амплитуда дрожания головок (GMR-head) в рабочем состоянии.
• Head Flying Hours
• Read Error Retry Rate

Типы атрибутов.

Каждый атрибут может иметь некоторый набор флагов, определяющих его функциональные особенности. Ниже приводятся все шесть основных типов и их краткие описания.

• Pre-failure (PF). Если атрибут имеет этот тип, то поле threshold атрибута содержит минимально допустимое значение атрибута, ниже которого не гарантируется работоспособность накопителя и резко увеличивается вероятность его выхода из строя.
• On-line collection (OC). Указывает, что значение данного атрибута обновляется (вычисляется) во время выполнения on-line тестов S.M.A.R.T. или же во время обоих видов тестов (on-line/off-line). В противном случае, значение атрибута обновляется только при выполнении off-line тестов.
• Performance related (PR). Указывает на то, что значение этого атрибута напрямую зависит от производительности накопителя по отдельным показателям (seek/throughput/etc. performance). Обычно обновляется после выполнения self-test`ов SMART.
• Error rate (ER). Указывает на то, что значение атрибута отражает относительную частоту ошибок по данному параметру (raw read/write, seek, etc.).
• Events count (EC). Указывает на то, что атрибут является счетчиком событий.
• Self-preserve (SP). Указывает на то, что значение атрибута обновляется и сохраняется автоматически (обычно при каждом старте накопителя и при выполнении тестов SMART).