科普:机械硬盘的数据保护与恢复

遇到这种硬盘故障的可能性有多大？

“硬盘不能强行关机，电脑不能强行关机”是很多人小时候学的第一个知识。在一般人的认知中，强行断电的结果往往是硬盘数据丢失或者整个硬盘损坏。那么，强行断电真的会导致硬盘数据丢失吗？真的有可能。说到硬盘断电保护，应该分两个方面，因为我们现在说的硬盘有两种，一种是机械硬盘一般用于大容量、低性能的存储需求，另一种是固态硬盘因为价格高很少作为存储盘使用。

先说机械硬盘，机械硬盘断电损坏要从其原理入手。1973年，IBM成功开发了一款新硬盘IBM334。这种硬盘有几个涂有磁性材料的同轴金属盘。它们和活动磁头一起密封在一个盒子里，可以从旋转的磁盘上读取磁信号的变化——这就是我们今天使用的硬盘的祖先，IBM称之为温彻斯特硬盘。

目前市面上的存储设备，除了固态硬盘(俗称固态硬盘)之外，大部分都是温彻斯特机械硬盘结构。温彻斯特机械硬盘的工作原理就像封闭空间里的留声机。不同的是磁头和磁盘的距离只有10纳米，磁头一不小心移动磁盘就会被划伤。而停电显然也包含在“轻微粗心”的范围内。但是为什么关机后很少遇到数据丢失和硬盘损坏的情况？机械硬盘厂商经过几十年的探索，已经有了比较成熟的断电保护方案。

简单来说，就是在硬盘里安装了一块极小的「电池」，在外部电源断电的瞬间，机械硬盘会利用这块电池的电量优先将磁头挪动到安全区域，避免划伤碟片。这样首先保证了突然断电不会损坏丢失大量数据，只会丢失断电是尚未来得及写入的少部分数据。

当然，磁盘损坏不止意外断电一种情况，正常老化、距离震动、跌落、外力破坏都可能导致磁盘内部精密构件和碟片的损伤。一旦出现了硬盘损坏无法读取的情况，也不是没有救，第一时间首先要做的是停止继续读写硬盘避免加重硬盘的伤情。

然后，就需要专业的数据恢复机构进行「开盘修理」——即把密封的硬盘打开进行针对性的修理。

一般来说，修理的步骤是这样的：

第一步，在无尘工作环境苍下打开硬盘，更换损坏的磁头或者硬盘内的其它部件。

第二步，将新更换的部件与原有部件重新组合成硬盘，并调试对应的固件。

第三步，磁场克隆，将受损硬盘中的信息完整的复制到一个没有受损的新硬盘中，这一部分是整个数据恢复中耗时最长的。根据碟片的受损程度不同，需要几小时到一个月不等。

第四步，在克隆完成的硬盘中对数据进行重新梳理，提取抢救数据。

你有多大可能遇上这样的硬盘故障呢？

据在线备份服务提供商back blaze 2013年的一份报告显示，在他们购买的2.5万块机械硬盘中，18个月内有5.1%出现故障，18~36个月内有1.4%出现故障，3年后故障率飙升至11.8%，硬盘使用4年后仍完好无损的概率约为80%。

当时机械硬盘的总寿命中位数是6年。为了确保数据的“绝对安全性”，磁盘阵列(多个硬盘同时存储相同的数据)通常用于安全性等重要应用场景，这可以显著提高数据的安全性。当然，最重要的是像孩子一样爱护硬盘，不要滥用。

Tags：科普   恢复   硬盘   保护   数据

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