Кіріспе

Компьютерлік дисктердегі бақылау жүйесі

Өзін-өзі бақылау, талдау және есеп беру технологиясы (S. M. A. R. T., көбінесе SMART деп жазылады) – компьютерлік қатты дискілерде (HDD) және қатты күйдегі дискілерде (SSD) орнатылған бақылау жүйесі. Оның басты міндеті – дискінің сенімділігін бағалау және аппараттық бұзылулардың алдын алу үшін түрлі көрсеткіштерді анықтап, есеп беру болып табылады. S.M.A.R.T. деректері дискінің жақын арада бұзылу мүмкіндігін көрсеткен жағдайда, хост-жүйедегі бағдарламалық жасақтама пайдаланушыны ескертіп, деректерді жоғалтудың алдын алу үшін шара қолдануға және бұзылған дискіні ауыстырып, деректердің сақталуын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Дұрыс

Google-де 2005 жылдың желтоқсанынан 2006 жылдың тамызына дейін 100 000-нан астам тұтынушы деңгейіндегі дисктерді қамтитын далалық зерттеуде S.M.A.R.T. ақпараты мен жылдық іркілу көрсеткіштері арасындағы байланыс анықталды: офлайн сканерлеу нәтижесінде анықталған дисктегі алғашқы түзетілмейтін қатеден (S.M.A.R.T. атрибуты 0xC6 немесе 198) кейінгі 60 күн ішінде, мұндай қате тіркелмеген ұқсас дискке қарағанда, диск бұзылуының ықтималдығы орташа есеппен 39 есе артады. Қайта орналастырудағы алғашқы қателер, офлайн қайта орналастыру (S.M.A.R.T. атрибуттары 0xC4 және 0x05 немесе 196 және 5) және сынаққа алу көрсеткіштері (S.M.A.R.T. атрибуты 0xC5 немесе 197) де іркілу ықтималдығының жоғарылауымен тығыз байланысты болды. Керісінше, температураның артуы мен пайдалану деңгейі арасында айқын байланыс байқалған жоқ. Дегенмен, зерттеу көрсеткендей, іркілген дисктердің үлкен бөлігі (56%) сканерлеу қателері, қайта орналастыру саны, офлайн қайта орналастыру және сынаққа алу көрсеткіштері ретінде белгіленген "төрт маңызды S.M.A.R.T. ескертулері" бойынша тіркелмеген. Сонымен қатар, іркілген дисктердің 36%-ы температурадан басқа S.M.A.R.T. қатесін тіркемеген, яғни S.M.A.R.T. деректері ғана іркілуді болжауда шектеулі пайдалы.

Тарих және алдыңғылары

Қатты дискілерді бақылаудың алғашқы технологиясын IBM 1992 жылы IBM 9337 Disk Arrays AS/400 серверлері үшін IBM 0662 SCSI 2 дискілерін пайдалана отырып енгізді. Кейін бұл технология алдын ала сәтсіздіктерді талдау (PFA) деп аталды. Ол құрылғының бірнеше маңызды параметрлерін өлшеді және оларды дискінің микропрограммасында бағалады. Физикалық құрылым мен бақылау бағдарламалық жасақтамасы арасындағы байланыс екілік нәтижемен шектелді: яғни, "құрылғы жақсы" немесе "дискінің жақын арада істен шығуы мүмкін". Кейіннен, IntelliSafe деп аталған тағы бір нұсқа компьютер өндірушісі Compaq және дискіні өндірушілер Seagate, Quantum және Conner компанияларымен жасалды. Дискілер дискінің "денсаулық параметрлерін" өлшейтін болады, ал мәндер операциялық жүйеге және пайдаланушы кеңістігіндегі бақылау бағдарламалық жасақтамасына жіберіледі. Әр дискіні өндіруші бақылауға қандай параметрлерді қосу керектігін және олардың шектерін өздігінен анықтауға құқылы болды. Бірлесу хостпен протокол деңгейінде жүзеге асты. Compaq 1995 жылдың басында IntelliSafe-ті стандарттау үшін Small Form Factor (SFF) комитетіне ұсынды. Оны IBM, Compaq-тың серіктес компаниялары Seagate, Quantum және Conner, сондай-ақ сол кезде сәтсіздіктерді болжау жүйесі болмаған Western Digital қолдады. Комитет IntelliSafe әдісін таңдады, себебі ол көбірек икемділік ұсынды. Compaq 1995 жылдың 12 мамырында IntelliSafe-ті жалпы қолданысқа шығарды. Осылайша, бірлесіп әзірленген стандарт S. M. A. R. T деп аталды.

Бұл SFF стандарты ATA хосты үшін қатты дискіде бақылау мен талдауды пайдалану және басқару үшін байланыс протоколын сипаттады, бірақ ешқандай нақты өлшемдерді немесе талдау әдістерін көрсетпеді. Кейін "S.M.A.R.T." термині (формальды сипаттамасыз) нақты өлшемдер мен әдістерді білдіру үшін және ATA-ға байланысты емес, бірдей мәліметтерді жеткізуге арналған протоколдарға қатысты қолданылатын болды.

Берілген ақпарат

S.M.A.R.T. техникалық құжаттамасы AT Attachment (ATA) стандартында келтірілген. 1994 жылы алғаш рет енгізілген ATA стандарты бірнеше рет қайта қарастырылды. Кіші форматты фактор (SFF) комитеті жасаған бастапқы S.M.A.R.T. ережелерінің бір бөлігі 1997 жылы жарияланған ATA 3 стандартына қосылды. 1998 жылы ATA 4 стандарты дискілердің ішкі атрибут кестесін сақтау талабын жойды және тек "Жарайды" немесе "Жарамсыз" мәнін қайтаруды міндеттеді. Ол үнемі жаңарып отырады, соңғы жаңарту 2011 жылы жасалды. SCSI-дегі ұқсас мүмкіндіктердің стандарты аз және стандарттарда тікелей аталмаған, бірақ сатушылар мен тұтынушылар осы мүмкіндіктерді S.M.A.R.T. ретінде де таниды. S.M.A.R.T. ұсынатын ең негізгі ақпарат – S.M.A.R.T. күйі. Ол тек екі мәнді ұсынады: "шегінен аспаған" және "шегінен асқан". Көбінесе бұл мәндер "диск жарайды" немесе "диск бұзылды" деп көрсетіледі. "Шегінен асқан" мәні дискінің болашақта техникалық сипаттамаларын орындау мүмкін еместігінің жоғары ықтималдығын көрсетеді, яғни диск "бұзылуға жақын". Болжамды бұзылу күрт болуы мүмкін, немесе кейбір секторларға жазу мүмкін болмауы сияқты, көбірек жұмсақ болуы мүмкін, немесе өндірушінің көрсеткен ең төменгі деңгейден төмен өнімділік болуы мүмкін. S.M.A.R.T. күйі дискінің өткен немесе қазіргі сенімділігін міндетті түрде көрсетпейді. Егер диск күрт бұзылса, S.M.A.R.T. күйіне қол жеткізу мүмкін болмайды. Егер дискіде бұрын проблемалар болған, бірақ сенсорлар енді мұндай проблемаларды анықтамаса, S.M.A.R.T. күйі, өндірушінің бағдарламасына байланысты, дискінің қазір сау екенін көрсете алады. Кейбір секторларды оқу мүмкін болмауы әрқашан дискінің бұзылуға жақын екенін білдірмейді. Оқылмайтын секторлардың пайда болуының бір себебі – диск жазу кезінде кенеттен қуаттың өшуі, тіпті диск техникалық сипаттамалар бойынша жұмыс істеген кезде де. Сондай-ақ, егер физикалық дискінің бір бөлігі зақымдалған болса, белгілі бір секторды оқу мүмкін болмаса, диск бос орынды пайдаланып, бұзылған бөлікті алмастыра алады, соның арқасында секторды қайта жазуға болады. Дискінің денсаулығы туралы толық ақпарат алу үшін S.M.A.R.T. атрибуттарын қарастыру қажет. S.M.A.R.T. атрибуттары ATA стандартының кейбір нұсқаларына енгізілген, бірақ стандарт түпкілікті бекітілгенге дейін алынып тасталды. Атрибуттардың мағынасы мен түсіндірілуі әр өндірушіде әртүрлі болуы мүмкін және кейде бір өндірушінің немесе басқасының коммерциялық құпиясы саналады. Атрибуттар туралы мәліметтер төменде келтірілген. S.M.A.R.T. жүйесін қолдайтын диск, қажет болса, бірнеше өзін-өзі тексеру немесе техникалық қызмет көрсету процедураларын іске асыруы мүмкін, ал тесттердің нәтижелері өзін-өзі тексеру журналында сақталады. Өзін-өзі тексеру процедуралары дискідегі оқылмайтын секторларды анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін, содан кейін оларды резервтік көздерден (мысалы, RAID-дегі басқа дискілерден) қалпына келтіруге болады. Бұл деректерді жоғалту қаупін азайтуға көмектеседі.

Ортақ түсіндірудің болмауы

Көптеген аналық платалар дискінің істен шығуға жақындағанда ескерту хабарламасын көрсетеді. Ірі қатты дискілер өндірушілері арасында өнеркәсіптік стандарт болғанымен, құқықтық тұрғысынан "S.M.A.R.T." термині тек ішкі дискінің электромеханикалық сенсорлары мен бас компьютер арасындағы сигнал беру әдісін білдіреді. Осы себепті S.M.A.R.T. сипаттамалары толығымен өндірушіге тән, және осы атрибуттардың көпшілігі дискіні өндірушілер арасында стандартталғанымен, қалғандары өндірушіге тән болып қалады. S.M.A.R.T. жүзеге асырулары әлі де әртүрлі, және кейбір жағдайларда температура сенсоры сияқты "көптегенге ортақ" немесе күтілетін мүмкіндіктері болмауы мүмкін, немесе өндіруші өнімді "S.M.A.R.T. үйлесімді" деп жарнамалауға мүмкіндік беретін бірнеше таңдалған атрибуттарды ғана қамтуы мүмкін.

Келесіден артық

Шекті шамадан асып кету шарты (TEC) – маңызды диск статистикалық көрсеткішінің шекті мәніне жететін күнді болжау. Drive Health бағдарламалық құралы "Ең жақын T.E.C." туралы хабарласа, оны "істен шығу күні" деп қарастыру керек. Кейде күні көрсетілмейді, онда диск қатесіз жұмыс істеуі мүмкін. Күнді болжау үшін диск көрсеткіштің өзгеру қарқынын қадағалайды. TEC күндері тек болжам екенін есте сақтаңыз; қатты дискілер TEC күнінен ертерек немесе кейінірек бұзылуы мүмкін.

NVMe-де

NVMe спецификациясы әртүрлі диск өндірушілері үшін бірыңғай S.M.A.R.T. атрибуттарын белгіледі. Деректер 512 байттық журнал бетінде сақталады.

NVMe S.M.A.R.T. атрибуттары

Оффсет ұзындығы Атрибут атауы Сипаттама 00x001 Критикалық ескерту Бақылаушының жағдайына арналған критикалық ескертулер. Биттің анықтамасы: Бит 00, мәні 1: Қол жетімді резерв шегінен төмен. Бит 01, мәні 1: Температура шекті шамадан жоғары. Бит 02, мәні 1: Диск сенімділігі төмендеді. Бит 03, мәні 1: Диск тек оқу режимінде. 10x012 Композиттік температура Кельвиндегі температура, бақылаушының және оның кеңістігінің ағымдағы композиттік температурасын білдіреді. 30x03 1 Қолжетімді қосалқы орын Қолжетімді қосалқы орынның пайызы (артық қамтамасыз ету). 40x04 1 Қолжетімді қосалқы орын шегінің пайызы. 50x05 1 Пайдаланылған пайыз Диск өмірінің қанша пайызы пайдаланылды. 70x0725 Резервтелген 320x20 16 Дерек бірліктерін оқу Хост бақылаушыдан оқыған 512 байт дерек бірліктерінің саны. Бұл мән метадеректерді қамтымайды. Бұл мән мыңда көрсетіледі (яғни 1 мәні 512 байттан 1000 бірлік оқылғанын білдіреді) және жоғары қарай дөңгеленеді. 480x30 16 Дерек бірліктерін жазу Хост бақылаушыға жазған 512 байт дерек бірліктерінің саны. Бұл мән метадеректерді қамтымайды. Бұл мән мыңда көрсетіледі (яғни 1 мәні 512 байттан 1000 бірлік жазылғанын білдіреді) және жоғары қарай дөңгеленеді. 640x40 16 Хост оқу командалары Бақылаушы орындаған оқу командаларының саны. 800x50 16 Хост жазу командалары Бақылаушы орындаған жазу командаларының саны. 960x60 16 Бақылаушының жұмыс уақыты Бақылаушының I/O командаларымен жұмыс істейтін уақыты. 1120x70 16 Қуат циклдары Қуат циклдарының саны. 1280x80 16 Қосулы тұру уақыты Қосулы тұру уақыты, жұмыс істемейтін күйдегі қосулы тұру уақыты ескерілмейді. 1440x90 16 Қауіпсіз емес өшірулер Қауіпсіз емес өшірулер саны. Электр қуаты жоғалғаннан бұрын "Өшіру туралы хабарлама" алынбаған жағдайда көбейтіледі. 1600xA0 16 Медиа қателері Бақылаушының түзетілмейтін ECC, CRC тексеру жиынтығының қатесін немесе LBA тегінің сәйкессіздігін анықтаған оқиғалардың саны. 1760xB0 16 Қате туралы ақпарат журналына енгізілген жазбалар саны Бақылаушының өмірлік цикліндегі Қате туралы ақпарат журналына енгізілген жазбалардың саны. 1920xC04 Ескерту композиттік температурасы уақыты Бақылаушы жұмыс істеп тұрған және композиттік температурасы Ескерту композиттік температурасы шегінен жоғары немесе тең, ал Криттік композиттік температурасы шегінен төмен минуттардағы уақыт. 1960xC44 Криттік композиттік температурасы уақыты Бақылаушы жұмыс істеп тұрған және композиттік температурасы Криттік композиттік температурасы шегінен жоғары немесе тең минуттардағы уақыт. 2000xC82×8 Температура сенсоры 1–8 2160xD84×2 Термикалық басқару температурасы 1/2 ауысу саны 2240xE04×2 Термикалық басқару температурасы 1/2 үшін жалпы уақыт 2320xE8280 Резервтелген.