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浅谈SSD固态硬盘删除文件后的数据恢复

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注:固态硬盘(SSD)凭借超高速的读写速度在高端玩家中颇受欢迎,但是SSD硬盘也暴露出一些不成熟的表现,之前已有过固件门、性能下降等例子。 Techgage网站最新的测试显示SSD硬盘在数据恢复方面遇到了新的挑战,这一问题在支持TRIM指令的固态硬盘上尤为严重。有鉴于此,编辑将这篇文 章编译过来希望能引起玩家的重视。目前这一问题还没有别的评测加以佐证,笔者手头也没有固态硬盘可重复验证,希望正在使用固态硬盘的玩家在评论中多多探 讨,并注意备份自己的重要数据。

你是否已将你的PC升级到了新一代配置(比如多核CPU、SSD固态硬盘),并为新电脑的高性能而沾沾自喜?的确,现在的PC机性能越来越强大,但是一个 不小心,这个价值$2000美元的野兽也可能让你一声叹息。如果你和笔者一样喜欢在进入桌面之后加载一大堆应用程序,那么你就需要小心了。

问题源于SSD固态硬盘,这个2.5寸的NAND硬盘可以大幅提升电脑性能,启动速度更是飞快,用过SSD硬盘的用户与普通机械硬盘一对比就会发觉两者之 间巨大的差别。不过本文的重点不是SSD硬盘的性能,而是关注固态硬盘可能带来的问题,尤其是Win7系统中引入的TRIM指令可能会对数据恢复造成负面 影响。这个问题目前尚有争议,但是依然值得我们去关注和探讨。

固态硬盘以前也出过问题,还记得Intel的砖头门吗?起初人们认为这还只是Intel一家的SSD硬盘的风险,但是后来的事实证明市面上的多款SSD硬盘都有着相同的固有问题。

几乎绝大多数存储设备在删除文件时都有如下类似的步骤:一旦用户删除文件,指向数据在硬盘上的具体位置的索引就会被删除(对于机械硬盘来说就是LBA逻辑块寻址)。举例来说,如果为了管理方便你把自己收藏的电影存放位置写在一张纸上,某天你不慎把这张纸烧掉了,实际上你只损失了一张纸,实际的电影还在。通常我们的数据存储就是这样,删除文件时只是删除了文件的索引,具体的文件还存在硬盘上。

也正因为实际数据仍然保存在硬盘上,数据恢复才有了操作的可能,当然前提是用户没有在原位置覆盖新的数据。一旦用户误删除了重要文件,使 用数据恢复软件都有很高几率成功恢复文件,这种事对机械硬盘来说并不鲜见。随着SSD硬盘的兴起,恢复数据的方法虽然没有改变,但是固态硬盘独特的使用方 法使得数据恢复面临新的挑战。

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机械硬盘可以随时覆写数据而不会影响硬盘的读写性能,即使使用几年后其读写速度也不会有较大变化。与之相比,固态硬盘由于NAND闪存不同的工作原理导致 使用一段时间后就会遇到性能下降问题。我们可以用磁盘碎片产生的过程来解释这个问题,系统向磁盘的某个区块写入了一堆数据,在不需要的时候用户就会删除这 些数据并在同位置保存别的文件,而操作系统是以固定大小的区块来保存文件的(windows系统默认格式化的时候是以4KB为一个数据单元),新保存的文 件不一定能恰好填满原来占用的区块,假定一张图片的大小是6KB,需要占用一个4KB区块和另一个区块的2KB,而剩下的的2KB空间可能被另外的 word文档占用,如果用户删除了图像文件,但是word文档不受影响,依然要占据剩下的2KB,因此就会产生磁盘碎片。

随着使用时间的增长,磁盘碎片就会越来越多,进而导致磁盘性能下降,所以我们需要定期整理磁盘碎片,将碎片占用的空间整合转移,但是对于固态硬盘来说磁盘碎片整理并没有解决全部问题。

一旦需要在原位置写入新的数据,传统的机械硬盘执行新数据写入只需要覆盖写入即可,而SSD硬盘必须要先清除原有的数据才能将新数据写入硬盘,这也是SSD硬盘性能更高的一个原因,而执行清除―写入的过程也正是TRIM指令最主要的作用所在。

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微软在Win7系统引入了新的基于ATA命令的TRIM指令,一旦有删除文件、格式化或者忽略文件之类的磁盘读写,系统就会向SSD硬盘 发出命令清空区块中数据。这个过程很简单,但是很有实用价值。无论用户是删除文件还是格式化SSD硬盘,TRIM指令都会清空数据及索引,某种意义上来说 这时的SSD硬盘相当于全新状态,不再有性能下降的问题。

TRIM指令的作用也正是本文的由来,多数人都忽略了TRIM指令的负面影响。用户在享受TRIM带来的好处时也不知不觉中使得数据恢复的可能性降至0。 如前文提到的,在机械硬盘和不支持TRIM指令上的固态硬盘上进行数据恢复没有什么问题,只有原位置没有写入新的数据,用户只需要选择合适的软件基本上就 能恢复误删文件。

数据恢复在支持TRIM的SSD上就会成为一个难题,一旦你删除了某个文件(随后又清空了回收站),你的数据可能永远也无法恢复了。因为TRIM指令的存在,用户删除数据后SSD硬盘就会彻底清空那个区块,而不是像传统的机械硬盘那样只删除索引而保留数据。

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