| 您当前的位置：首页 > 解决方案 |
一起了解固态硬盘数据恢复知识 |
| 时间：2022-03-28 11:39:17 |
上一篇文章，鸿萌和大家交流了机械硬盘数据恢复的基础知识。了解了文件存储的基本原理。元数据如果没有被破坏，我们就能恢复出比较完整的文件名称，目录结构等。否则，就只能按照文件的类型，恢复出来没有原始名称和目录结构的文件了。
今天，我们一起了解一下固态硬盘的数据恢复情况。
多年来，速度和容量一直是存储设备中最具挑战性的参数。同时，这些设备还应保持结构紧凑，不耗电，这对笔记本电脑和便携式存储设备尤为重要。这样的设备也应该是家庭和小型企业消费者能够负担得起的。电子行业已经提出了一个合理的解决方案：它提供固态硬盘（SSD）作为超快速的存储设备，以及2.5英寸SMR硬盘作为高容量但紧凑和低能耗的存储设备。分别来说，固态硬盘由于其速度快，主要用作系统设备、程序和临时存储设备，而2.5英寸SMR硬盘则用作高容量存储设备。而当这两种类型一起使用时，整个混合系统就会变得非常快，而且容量大。
除了具备很多优点之外，固态硬盘也有一些缺点，特别是在涉及到意外删除或丢失的文件恢复时。在这篇文章中，我们将解释为什么会这样，以及当你用TRIM/UNMAP命令从设备中恢复文件时，会是什么情况。
需要指出的是：TRIM是一个SATA命令，UNMAP是其SCSI/SAS类似命令
我们先从其操作的一些基本原则开始解释。
SSD设备
大多数现代计算机，甚至是非常便宜的计算机，都有一个SSD作为其系统存储设备（而且往往是唯一的一个）。与传统的硬盘驱动器相比，这种设备速度更快，运行安静，耗电更少，而且更耐物理冲击。
有两种类型的固态硬盘设备，它们的外形尺寸不同：老式的2.5英寸（与传统硬盘相同）和新式的M.2，看起来类似于内存条。
图1、2.5寸SSD固态硬盘
图2、M.2固态硬盘
不幸的是，这种设备也有一些严重的缺点，文件恢复就是其中之一。
固态硬盘基础知识
当一个文件从机械硬盘上被删除时，操作系统只是将该文件所占用的磁盘区域标记为空闲，但其数据却留在磁盘上未被触动，直到一些新文件将其覆盖。当一个数据恢复程序访问未被新数据覆盖的区域时，它就会得到旧的数据。这就是文件恢复的工作方式。
然而，固态硬盘必须使用其新的单元，或者首先清除占用单元中的旧数据，以存储新数据。在SSD中清除旧数据是一个相当缓慢的过程。这就是在SSD中删除文件的工作方式：当用户、程序或操作系统本身删除一个文件时，操作系统会发出TRIM命令，通知SSD不再需要这些数据。固态硬盘将文件占用的单元放到一个特殊的池子里，以后再清除。当任何程序或操作系统要求从这些单元中获取数据时，SSD会简单地返回垃圾或零。
此外，设备不断地在其存储单元中重新调换数据位置，以优化其读取负载，而且只有设备本身知道文件数据在任何给定的时间内存储在哪里。操作系统无法控制这个过程，此外，它也没有办法知道数据的实际物理位置。
这就是为什么在使用TRIM命令时，从SSD设备上恢复数据是非常困难的，而且在大多数情况下是不可能的。
固态硬盘是固态储存装置，就像其他闪存类型（SD卡、记忆棒等），但并非所有固态储存装置都是SSD。以R-Studio数据恢复软件为例，R-Studio在 "S.M.A.R.T. "标签的 "特征 "字段中显示闪存设备是否支持TRIM命令。
图3.SSD设备中的TRIM支持
采用SMR技术的硬盘
存储密度的限制是紧凑型硬盘在提高容量时遇到的主要障碍，而SMR(Shingled Magnetic Recording)即叠瓦技术则可以克服这个障碍。与传统硬盘在非重叠的磁道中相互平行地写入数据不同，SMR硬盘在部分重叠的磁道中写入数据，从而使磁道密度更高。这种记录方式类似于屋顶上的瓦片，因此得名。
这种技术确实增加了硬盘的容量，但当数据被覆盖或删除时，这种操作也会影响到其他重叠磁道的一部分相应的数据。为了保存重叠轨道上的数据，应该将其写入其他地方，这使得这一操作非常缓慢。为了加速这一过程，使用了与SSD设备相同的原理和相同的TRIM命令。对数据恢复的影响是相同的：当任何程序或操作系统要求从已删除的文件中获取数据时，硬盘会返回零或垃圾，使数据恢复变得非常困难或不可能。
通常SMR磁盘的外壳上都有一个特殊的标记。
R-Studio在 "S.M.A.R.T "标签的 "特性 "字段中显示硬盘是否支持TRIM命令。
图5.采用SMR技术的硬盘中的TRIM支持
TRIM命令如何影响数据恢复
被删除的文件和被格式化的磁盘:
Windows和Mac：几乎总是不可能。即使是对已知文件类型的恢复也无济于事。
Linux：如果在发出TRIM命令之前完成，则有可能。
在轻微损坏的文件系统中丢失的文件（由其本地操作系统识别）：
每个操作系统都在逐步修复这样的文件系统，通过使用TRIM命令来删除垃圾、无效的文件记录和不必要的文件。如果数据恢复的足够及时，亦或在禁用TRIM命令的系统上，数据恢复是可能的。
严重损坏的文件系统（不被其本地操作系统识别，比如分区处于RAW状态）:
数据恢复是可能的，因为操作系统不能修复它们，也不会删除任何数据。
如何尽量减少TRIM命令的负面影响
在可以进行数据恢复的情况下，可以采取一些措施来减少TRIM命令的负面影响。
在恢复数据时禁用TRIM命令。一旦文件恢复完成，不要忘记启用它。
Windows:
按Win+X组合键。
Windows PowerShell会弹出：
输入 "fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0/1"
(1表示禁用，0表示启用)
macOS：
在终端，输入 "sudo trimforce disable"
输入管理密码，并对几个问题回答 "Y"。
计算机将在禁用TRIM的情况下自动重新启动。
要重新启用TRIM，输入 "sudo trimforce enable"。
Linux:
取决于发行版和设置。请查阅特定安装的文档。
结论
在主要的现代操作系统上运行的支持TRIM的设备，对于被删除的文件和被格式化的设备来说，数据恢复大多是不可能的，至少在只使用软件解决方案的情况下，是非常非常困难的。例外的情况是有极少数的高级数据恢复公司，在某些情况下可以恢复从启用TRIM命令的SSD设备上删除的数据。然而，这样的过程需要对设备的内部组件进行物理访问，并需要大量的人工检测，数据恢复的成本比较高。
这就是为什么适当和定期的数据备份对于使用SSD存储设备的电脑来说特别重要。