Uw vraag direct beantwoorden : 030-7600700

Menu Hide

Opdracht direct aanmelden

Defecten zijn een veelvoorkomende oorzaak van gegevensverlies bij opslagapparaten. Ze worden doorgaans alleen in verband gebracht met harde schijven (HDD's), hoewel ze in principe evenzeer van toepassing zijn op SSD's en andere vormen van digitale opslag.

In een van de grootste studies ooit uitgevoerd, hebben onderzoekers 1,53 miljoen harde schijven gemonitord over 30 modellen gedurende een periode van 32 maanden. Zij ontdekten dat 3,5% van alle schijven onleesbare slechte sectoren ontwikkelde en, nog belangrijker, dat deze sectoren de neiging hebben om in clusters voor te komen. Dus als uw schijf ook maar één slechte sector ontwikkelt, neemt de kans dat er nog meer slechte sectoren verschijnen aanzienlijk toe.

Deze gids is bedoeld om u te helpen precies te begrijpen wat een slechte sector op een harde schijf inhoudt, waarom sectoren defect raken en hoe moderne opslagapparaten met deze defecten omgaan. 

We zullen ook uitleggen wat slechte sectoren betekenen voor uw data, in welke gevallen slechte sectoren leiden tot dataverlies, en of en hoe uw data kunnen worden hersteld van een opslagmedium met slechte sectoren.

Wat is een slechte sector?

Laten we eerst verduidelijken wat een 'sector' inhoudt.

Een sector is de kleinste fysieke opslageenheid op een harde schijf (harddiskdrive). Deze dient als de basis“eenheid” waarin data worden georganiseerd, opgeslagen en opgehaald. In een harde schijf zijn de sectoren gepland langs concentrische sporen op de platen van de schijf.

Traditioneel zijn sectoren 512 bytes groot, maar bij veel moderne harde schijven met een hoge opslagcapaciteit bedraagt de grootte van een sector 4.096 bytes (4 KB). Sectoren fungeren daarom als vaste ‘adressen’ op het opslagoppervlak van een harde schijf, waardoor het besturingssysteem er met nauwkeurigheid data naar kan lezen en schrijven.

Het concept van een sector is ook van toepassing op SSD's.

In het onderliggende NAND-flashgeheugen van een SSD is de kleinste eenheid die kan worden geprogrammeerd of gelezen een 'pagina', die aanzienlijk groter is dan een HDD-sector en varieert van 2 KB tot 16 KB.

In NOR-flashgeheugen wordt de term 'sector' soms synoniem gebruikt met 'blok' om een wisblok te beschrijven, dat de kleinste fysieke eenheid vertegenwoordigt die kan worden gewist.

Wanneer we het dus hebben over een ‘SSD-sector’, bedoelen we technisch gezien een pagina of een blok.

Wat is een slechte sector op een HDD?

Een slechte sector op een harde schijf is een specifieke sector die onleesbaar of ontoegankelijk is geworden voor het besturingssysteem. Dit gebeurt wanneer de interne foutcorrectiesystemen van de schijf de data die in die sector zijn opgeslagen niet langer betrouwbaar kunnen ophalen of bijwerken. Dit betekent ook dat alle informatie in die sector het risico loopt permanent verloren te gaan.

Er kunnen om vele redenen slechte sectoren op een HDD ontstaan, bijvoorbeeld als een microscopisch deeltje of een kras de dicht opeengepakte magnetische domeinen verstoort die worden gebruikt om data weer te geven. Bovendien kan het vermogen van de schijf om een stabiel magnetisch veld te handhaven na verloop van tijd verslechteren, wat leidt tot ‘bit rot’.

Harde schijven zijn gevoelige mechatronische systemen die werken met toleranties in het submicrometerbereik. Als de lees-/schrijfkop dus ook maar enigszins verkeerd is uitgelijnd, of als er een 'head crash' plaatsvindt op een schijfplaat, kunnen de betreffende sectoren permanent beschadigd raken.

Fouten die worden veroorzaakt door slechte sectoren op een harde schijf betekenen niet dat de gehele schijf onbruikbaar is. Het grootste deel van de harde schijf kan nog steeds perfect functioneren. Echter, zelfs één enkele slechte sector op een harde schijf kan leiden tot beschadiging van bestanden of onverwacht gegevensverlies. Bovendien is dit een waarschuwingsteken dat de toestand van de harde schijf mogelijk achteruitgaat.

Defectieve sectoren in solid-state drives (SSD's)

Hoewel defecte sectoren op SSD's vaak 'bad blocks' worden genoemd, is het onderliggende risico vergelijkbaar: een deel van het opslagmedium kan data niet langer betrouwbaar opslaan of ophalen.

SSD's maken gebruik van NAND-flashgeheugen, dat data opslaat als elektrische ladingen in floating-gate-transistors. Na verloop van tijd begint de tunneloxidelaag die elektronen vasthoudt, te verslechteren als gevolg van herhaalde programmeer-/wiscycli (P/E-cycli).

Naarmate de schade toeneemt, neemt het spanningsverschil tussen de 'gewiste' en 'geprogrammeerde' toestand af. Als gevolg hiervan kan de SSD-controller niet langer betrouwbaar onderscheid maken tussen 1-en en 0-en op die pagina of in dat blok. Dit is in wezen een slechte sector op een SSD.

Waarom er slechte sectoren ontstaan in harde schijven: belangrijkste oorzaken

Defecten zijn een te verwachten onderdeel van de levenscyclus van elke harde schijf en SSD. Zelfs tijdens de productie is het praktisch onmogelijk om een opslagmedium met miljoenen sectoren of blokken te produceren dat volledig vrij is van defecten.

Om deze reden kan er al een slechte sector in een harde schijf of SSD aanwezig zijn voordat u het apparaat in gebruik neemt.

Dergelijke fouten worden primaire fouten genoemd. Andere fouten ontstaan later als gevolg van slijtage, ongelukken of operationele problemen en worden secundaire fouten genoemd.

1. Primaire defecten (fabricagefouten)

Primaire defecten zijn die defecte sectoren die in de fabriek worden geïdentificeerd voordat het opslagmedium bij u terechtkomt. Productiefouten laten meestal microscopisch kleine onvolkomenheden achter in de magnetische coating van de harde schijf of in de siliciumstructuur van de SSD-flashcellen.

In elke productie-eenheid zijn er variaties in de assemblage van componenten (kleine afwijkingen of toleranties in de constructie van koppen, platen of NAND-chips) die kunnen leiden tot slechte sectoren op het opslagmedium.

2. Verworven defecten (die zich in de loop van de tijd ontwikkelen)

Verworven defecten treden op nadat u het apparaat in gebruik hebt genomen en nemen toe naarmate het apparaat vaker wordt gebruikt. Ze kunnen worden onderverdeeld in fysieke (harde) slechte sectoren en logische (zachte) slechte sectoren.

Soorten slechte sectoren

1. Fysieke (harde) slechte sectoren

Deze worden veroorzaakt door fysieke veranderingen of schade aan het opslagmedium. Enkele veelvoorkomende oorzaken zijn als volgt.

  • De lees-/schrijfkop kan door een externe schok of plotselinge beweging fysiek tegen de draaiende schijf slaan. Dit staat bekend als een ‘head crash’ en veroorzaakt onmiddellijk een of meer slechte sectoren.
  • Stofdeeltjes of interne vuildeeltjes komen vaak vast te zitten tussen de kop en de schijf, waardoor het oppervlak van de schijf wordt bekrast.
  • Mechanische slijtage leidt tot een geleidelijke verslechtering van het vermogen van een sector om data op te slaan.
  • Als een harde schijf wordt blootgesteld aan extreme temperaturen (hitte of kou), kunnen de onderdelen uitzetten of krimpen, waardoor de leeskop niet meer goed is uitgelijnd, wat leidt tot onbedoeld contact met de schijf.
  • Bij SSD’s slijt de tunneloxidelaag in NAND-cellen door veelvuldige schrijf- en wiscycli, wat leidt tot een permanent verlies van opslagcapaciteit in de betreffende blokken.

2. Logische (soft) slechte sectoren

Deze zijn meestal het gevolg van logische problemen die van invloed zijn op de manier waarop data naar de harde schijf wordt geschreven of daarop wordt beheerd.

  • Als de stroomtoevoer plotseling uitvalt tijdens een schrijfbewerking, kan een sector de update mogelijk niet voltooien, wat leidt tot data-beschadiging die niet kan worden hersteld door de foutcorrectiecode (ECC).
  • In het geval van een HDD kunnen trillingen of lichte schokken ervoor zorgen dat de leeskop op de verkeerde hoogte of positie schrijft (ook wel een ‘zwakke schrijfbewerking’ of ‘off-track’ genoemd), wat betekent dat data niet betrouwbaar kunnen worden teruggelezen.
  • Firmwarefouten of storingen in de controller kunnen ervoor zorgen dat sectoren ten onrechte als defect of ontoegankelijk worden gemarkeerd.

Hoe worden slechte sectoren gedetecteerd?

De detectie van slechte sectoren vindt plaats in twee belangrijke fasen.

  • Ten eerste tijdens het productieproces (ook wel fabriekscontrole genoemd).
  • Ten tweede tijdens het praktische gebruik.

Fabriekscontrole op defecte sectoren   

 Fabrikanten van opslagmedia gebruiken zeer gevoelige scansystemen om het volledige opslagoppervlak van elke nieuwe harde schijf of SSD te testen voordat deze wordt verzonden voor gebruik. Elke sector die data niet betrouwbaar kan opslaan en ophalen, wordt geclassificeerd als een primair defect.  

Veel fabrikanten rangschikken hun schijven op kwaliteit (bijv. A/B/C) op basis van het aantal gevonden primaire defecten.

Op fabrieksniveau worden twee belangrijke technieken gebruikt om deze sectoren aan te pakken.

  • Sectorverschuiving: Als er een slechte sector wordt gevonden, worden alle logische sectoren die op die spoor op die sector volgen, één fysieke sleuf naar voren verschoven. Dit wordt gedaan om ervoor te zorgen dat de prestaties van sequentiële data consistent blijven en dat het defecte gebied nooit wordt gebruikt.
  • Sectorhertoewijzing: Als er meer defecten zijn dan reservecellen in een enkele spoor, wijst de controller het logische adres van de defecte sector opnieuw toe aan een reservecel die zich elders op de harde schijf bevindt.
Dit hele proces is transparant voor de gebruiker. Dit betekent dat wanneer een schijf nieuw is, deze omgeleide fouten niet zichtbaar zijn voor het besturingssysteem of via standaardtools.

Het is echter mogelijk voor gebruikers om te zoeken naar defecten die zich tijdens het gebruik hebben ontwikkeld.

   

Hoe u HDD's/SSD's op slechte sectoren controleert

Zodra een schijf in gebruik is, wordt het opsporen van slechte sectoren een continu proces. Er zijn drie belangrijke methoden voor het opsporen en volgen van slechte sectoren.

1. Diagnostische hulpprogramma's van het besturingssysteem

  • In Windows kunt u de harde schijf scannen op slechte sectoren met behulp van het hulpprogramma CHKDSK. Dit controleert zowel de integriteit van het bestandssysteem als – wanneer het met de juiste vlaggen wordt uitgevoerd – de fysieke structuur op onleesbare sectoren.
  • Op macOS voert Schijfhulpprogramma vergelijkbare oppervlaktescans en foutcontroles uit.

2. S.M.A.R.T.-monitoring

  • Moderne schijven zijn voorzien van S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology), dat gedetailleerde interne statusdata registreert.
  • U kunt software van derden (zoals CrystalDiskInfo) gebruiken om belangrijke S.M.A.R.T.-attributen te lezen, zoals de volgende
    • Aantal opnieuw toegewezen sectoren (attribuut 5): Geeft sectoren weer die al zijn vervangen door reservesectoren.
    • Aantal momenteel in behandeling zijnde sectoren (attribuut 197): sectoren die wachten op heronderzoek of hertoewijzing.
    • Aantal sectoren dat niet kan worden gecorrigeerd in de offline scan (attribuut 198): sectoren die niet konden worden hersteld tijdens zelftests
  • Als een van deze cijfers regelmatig stijgt, dient u een back-up van uw data te maken, aangezien de schijf binnenkort mogelijk niet meer naar behoren functioneert.

3. Waarneembare symptomen en systeemfouten

De aanwezigheid van slechte sectoren kan worden aangegeven door bepaalde waarneembare symptomen van een defecte schijf.

Kunnen data worden hersteld van een schijf met slechte sectoren?

Ja, data kunnen worden hersteld van een schijf met slechte sectoren. Uw kansen hangen echter af van de ernst van het probleem, de betreffende opslagtechnologie en hoe u te werk gaat zodra het probleem is vastgesteld.

De recovery van harde schijven

Als u een conventionele harde schijf met slechte sectoren hebt, is de recovery van data in de meeste gevallen mogelijk.

  • Wanneer er een slechte sector op een harde schijf ontstaat, heeft dit slechts invloed op een klein, geïsoleerd deel van het oppervlak van de schijf. Het merendeel van de gebruikersdata blijft volledig toegankelijk.
  • Moderne harde schijven maken gebruik van geavanceerde firmware en foutcorrectie om problemen te maskeren en ervoor te zorgen dat software voor de recovery intacte sectoren kan lezen, terwijl problematische sectoren worden overgeslagen of opnieuw worden geprobeerd.
  • Professionele datarecovery services voor harde schijven kunnen gebruikmaken van gespecialiseerde hardware-imagingtools die de harde schijf op een zeer laag niveau lezen.
  • Deze tools kunnen alle leesbare gebieden klonen, een sector-voor-sector-image maken en meerdere gecontroleerde herhalingspogingen uitvoeren rond defecte sectoren om de maximale hoeveelheid data te extraheren.
  • Bij opdrachten waarin bestanden zowel foutloze als defecte sectoren beslaan, kunnen specialisten in de recovery bestandsfragmenten en metagegevens reconstrueren.
  • Als de schijf deel uitmaakt van een RAID-array, kunnen ontbrekende data dankzij de redundantie worden hersteld aan de hand van informatie van andere harde schijven.

Belangrijk: Herhaalde pogingen om tools voor het herstellen van harde schijven voor consumenten (zoals CHKDSK of generieke hulpprogramma's voor het 'herstellen van beschadigde sectoren op de harde schijf') uit te voeren, kunnen de situatie verergeren. Agressief scannen kan mechanische slijtage versnellen of logische schade veroorzaken, waardoor de kans op de recovery afneemt.

Als u symptomen opmerkt zoals een toenemend aantal opnieuw toegewezen sectoren, herhaalde schrijffouten of het onvermogen om bestanden te kopiëren, stop dan met het gebruik van de schijf en neem contact op met de Stellar datarecovery service om uw kansen op succes te maximaliseren.

De recovery van SSD's

Het herstellen van data uit defecte sectoren op een SSD (technisch bekend als 'slechte blokken') is iets complexer, maar nog steeds haalbaar.

Professionele SSD-recovery-experts kunnen de NAND-flashchips veilig verwijderen en deze met behulp van gespecialiseerde hardware uitlezen. Vervolgens kunnen zij de data handmatig reconstrueren, waarbij zij gebruikmaken van hun geavanceerde kennis van bestandssystemen en de Flash Translation Layer (FTL) van de schijf.

Opmerking: Bij SSD's zijn tijd en actie nog belangrijker dan bij HDD's. Als u dataverlies, ontbrekende partities, SMART-waarschuwingen of andere tekenen van SSD-storingen opmerkt, maak dan onmiddellijk een back-up en neem contact op met een SSD-datarecovery service.

Wanneer moet u professionele hulp inroepen?

U dient te overwegen een datarecovery service in te schakelen als:

  • Uw schijf een toenemend aantal slechte sectoren meldt (zoals aangegeven door de S.M.A.R.T.-statistieken).
  • Uw bestanden verdwijnen of raken beschadigd.
  • Uw schijf nu alleen-lezen is.
  • U hoort ongebruikelijke geluiden (voor harde schijven).

Als uw systeem slechte sectoren meldt, beschouw dit dan als een waarschuwing.

Onthoud: defecte sectoren zijn vaak het eerste zichtbare teken van een defecte schijf. Hoe u op dit moment reageert, bepaalt of uw data kunnen worden hersteld of voorgoed verloren gaan.

76% van de mensen vond dit Kennisbank nuttig

Over de auteur

  • The Hague Security Delta
  • ISO 9001:2015 Certified
  • MKB Innovative
  • MVO Nederland
Call Me