香农青岛数据恢复中心 于国栋翻译
2005/6/7
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1.概要

当一个含有重要数据的硬盘驱动器失去响应，用户的最后希望寄托于专业的数据恢复公司。似乎数据恢复公司拥有“神奇的设备”，在任何情况下都可以恢复数据。现实远非这样美好。最经久考验的，也是商业上最成功的技术包括：在洁净空间代换磁头、主轴马达、和其他基本组件，以及电路板、固件、和参数表。组件代换可以恢复数据的成功率大约为40%到60%之间。部分数据的恢复的成功率还要高一些。但是，某些型号的驱动器可以达到100%的成功率，另外一些型号的驱动器的成功率接近于0——对这些驱动器需要采用不依赖于驱动器的数据恢复方法。另外，伴随着硬盘驱动器的数据纪录密度的增长，不能恢复的驱动器的比率会越来越高。

数据恢复的成功率如此之低应该归咎于硬盘生产商必须提高数据纪录密度，扩大市场占有率。特别是现在的硬盘在工厂中都进行了逐扇区的优化。数据结构、磁头、磁碟、电子部件和固件参数都被进行了优化。这意味着即使是相同型号的硬盘上的磁头、电路板或参数表，也不能互相替换。

ActionFrong数据实验室的SignalTrace(TM)技术是到目前为止，可以恢复传统的组件代换技术不能恢复的数据的唯一技术。SignalTrace(TM)技术使用定制的硬件、软件和算法代替硬盘的数据处理和定位功能，来精确的定位扇区数据并恢复每一个数据位——不管硬盘采用何种硬件结构。甚至，此技术可以继续开发以支持未来的硬盘。

2.硬盘技术简介

1956年，IBM生产了世界上第一块硬盘驱动器：RAMAC（Random Access Method for Accounting and Control，计算和控制的随机存取方法）。它大约有两个冰箱那么大，可以存储5MB数据。它花费了50,000美元，或者说10,000,000美元/GB！现在，已经可以在3.5英寸的硬盘上取得100GB的容量，而价格不到1美元/GB。这种发展速度远远超过了半导体和通信的发展速度。对高数据容量、低成本的研究促使诞生了许多著名的硬盘相关的公司，但是也有许多公司黯然消逝。即使硬盘驱动器的先驱——IBM，也在2002年将驱动器业务出售给了Hitachi公司。

• 2.1 数据纪录密度（面密度）和成本的发展动向

在硬盘中，数据被纪录在一组称为“磁道”的同心圆上。要在同一磁道上容纳更多的数据，数据位之间的间隔就必须缩小。这种方式称为“线性密度”，数据的计算单位为bpi（bits per inch，每英寸比特数）或kbpi。相似的，磁盘上磁道密度的计算单位为tpi（tracks per inch，每英寸磁道数）或ktpi。tpi不仅反映了磁道的宽度，还反映了磁道之间用于磁头-磁道校准的“导带（guardbands）”的宽度。如图一所示。

“面密度”被用于衡量硬盘的数据存储容量。它是bpi和tpi的加权，反映了在磁盘表面上每平方英寸能容纳的用户数据。现在“面密度”的单位已经改为吉比特每平方英寸（Gb/in2）。与第一块硬盘相比，面密度已经增长了8个数量级。面密度的这种发展动向见图二。

数十年以来，面密度的年增长率（CAGR,Compound annual growth rate）大约为30%。在1990-1991引进MR（magneto-resistance，磁阻）技术后，增长率增加到了60%。而当到了90年代末，引进GMR(giant magnet-resistance，巨磁阻）磁头后，增长率一度增加到了100%。正是在此时促使了很多公司进入硬盘领域或被购并。现在面密度的增长率已经慢了下来，应该会回落到30%到60%之间的历史水平上。

现在已经可以达到100Gb/in2的面密度（如采用800kbpi,125ktpi）。在这种情况下位比率（bit aspect ratio,BAR）大约为6:1（bpi/tpi）。位与位之间的空间大约为1.25微英寸（大约为30纳米）。而磁道与磁道之间的空间大约为8微英寸（大约为200纳米）。磁道之间的导带大约为1微英寸左右（少于20纳米）。如图三所示，硬盘驱动器如此的发展速率大大出乎人们的意料。在硬盘上存储数据变得比在纸上或胶片上的成本更低。当前硬盘驱动器的存储成本不到1美元/GB。

当硬盘价格为数千美元的时候，硬盘修复可以作为购买一个新硬盘的低价替代选择。今天，硬盘有故障的最经济的处理方法就是重新再买一个。新硬盘更大，更便宜，而且更快。实际上，数据——即使对于家庭用户——的价值远远高于硬盘。

家庭用户的硬盘中越来越多的充斥着无价值的照片和电影。即使有备份，要修复一个损坏的硬盘的花费也远远高于硬盘本身。不过，备份数据往往是过时的（昨晚，上周，上个月）。因此最新的工作成果就全丢失了。不幸的是，许多公司虽然一丝不苟的进行数据备份，实际上从来不从备份中恢复数据。有时备份也可能损坏了。即使在冗余系统中——如磁盘阵列，由于多个硬盘损坏导致的数据丢失也屡见不鲜。

因此，不管做了多少预防措施，仍然需要数据恢复公司来恢复数据。另外，为了打击犯罪，也必须恢复那些可以在法庭上作为证据的数据。