Ổ cứng là thiết bị lưu trữ quan trọng đã được sử dụng hàng chục năm, giữ dữ liệu của bạn an toàn ngay cả khi không có nguồn điện. Ổ cứng đã được cải tiến đáng kể về dung lượng và hiệu suất so với quá khứ, khi chỉ có 5-10 MB dung lượng lưu trữ nhưng chiếm diện tích rất lớn. Hãy cùng tìm hiểu các biện pháp phòng ngừa hỏng ổ cứng và cách khôi phục dữ liệu có thể được tận dụng khi tệp bị xóa/mất.
Sự phát triển liên tục từ các nhà sản xuất ổ cứng khiến chúng có dung lượng rất lớn nhưng cũng phức tạp hơn, làm tăng rào cản cho các công ty khôi phục dữ liệu khi thực hiện khôi phục HDD sau khi dữ liệu bị mất, xóa hoặc định dạng ngẫu nhiên. Hơn nữa, ổ cứng dung lượng lớn dễ bị hỏng hơn do sử dụng kích thước sector lớn (4K) và khả năng khôi phục dữ liệu cũng thấp hơn so với ổ cứng dung lượng thấp.
Khám phá cơ chế hoạt động của ổ cứng có thể làm rõ mọi vấn đề và dễ dàng hiểu được khi nào và tại sao ổ cứng của bạn có thể "chết" hoặc nguyên nhân đằng sau các lỗi cụ thể khi truy cập hoặc lưu dữ liệu. Bài viết này bao gồm tất cả các lý do hỏng ổ cứng từ cơ bản đến nâng cao để giúp thao tác khôi phục dữ liệu của bạn dễ dàng và thuận lợi hơn.
Kiến trúc và chi tiết các thành phần ổ cứng:
Ổ cứng bao gồm một số thành phần cơ bản chịu trách nhiệm cho hoạt động bình thường. Hầu hết ổ cứng hỏng hoặc "chết" do các thiết bị bên trong bị lỗi, khiến dữ liệu đã lưu bị xóa hoặc hỏng. Tuy nhiên, bạn có thể khôi phục lại bằng công cụ khôi phục ổ cứng chuyên nghiệp nếu mức độ hỏng nhẹ và ổ cứng vẫn có thể đọc được bởi hệ điều hành. Ngược lại, dịch vụ khôi phục dữ liệu chuyên nghiệp là lựa chọn duy nhất để lấy lại dữ liệu đã mất.
Mọi ổ cứng từ truyền thống đến hiện đại đều bao gồm gần như cùng các thiết bị, bất kể số lượng và độ phức tạp. Trước khi đi vào nguyên lý hoạt động, hãy xem xét kỹ từng phần của ổ cứng và vai trò của chúng:
Đĩa từ (Platters): Đĩa từ được làm từ nhôm với vật liệu từ tính được phủ lên bề mặt. Đây là nơi lưu trữ chính cho các tệp phương tiện số của bạn và để hệ điều hành/ máy tính chạy thành công. Đĩa từ có thể quay với tốc độ 5900 RPM hoặc 7200 RPM (Vòng/phút); tốc độ này có thể cao hơn trên ổ cứng dung lượng lớn.
Mỗi đĩa từ có thể có thêm các track (đường vòng), sector (cung) và cylinder (trụ) xác định cấu trúc lưu trữ dữ liệu. Do được phủ từ tính, đĩa từ có thể mài mòn theo thời gian và gây treo máy khi sector đọc trở nên quá xấu hoặc hỏng.
Đầu đọc/ghi (Read/Write Head)
Dữ liệu bên trong đĩa từ được đọc bởi lắp ráp đầu đọc/ghi nằm ở cả hai mặt của đĩa từ. Mỗi đĩa từ đơn lẻ sẽ có tối thiểu hai đầu đọc/ghi, vì vậy ổ cứng hiện đại có thể có 6 đầu trở lên vì chứa tối thiểu 3 đĩa từ. Các đầu này sẽ "bay" trên đĩa từ và đọc dữ liệu với tốc độ rất cao bằng cách di chuyển quanh vùng dữ liệu của đĩa từ.
Tất cả các đầu đọc/ghi được gắn vào một cánh tay điều khiển (actuator arm) chung, chịu trách nhiệm di chuyển các đầu đọc/ghi khắp đĩa từ và đảm bảo các đầu không 접觸 với đĩa từ; nếu không, dữ liệu của khu vực đó có thể bị hỏng hoặc phá hủy. Dây đồng là một phần của đầu đọc/ghi và được đặt ở trên hoặc dưới mỗi đĩa từ. Nó có thể được nam châm hoặc khử từ để lưu trữ hoặc xóa dữ liệu. Nó di chuyển quanh đĩa từ với 50 chu kỳ/nano giây hoặc hơn trên siêu máy tính hoặc máy tính cấu hình cao.
Đầu đọc/ghi hỏng có thể ngừng đọc dữ liệu từ đĩa từ hoặc cuối cùng khiến ổ cứng bị ẩn khỏi BIOS máy tính. Nguyên nhân có thể là mất điện, rơi từ độ cao, quá cũ, v.v. Kết quả là hệ điều hành không thể khởi động hệ thống hoặc bị treo hoàn toàn khi truy cập/lưu dữ liệu.
PCB (Mạch in): Đây là nguồn cung cấp điện chính cho tất cả các thiết bị bên trong được kín kẽ và chuyển đổi dữ liệu từ dạng nhị phân thành dữ liệu đọc được mà bạn có thể hiểu. Vì nó được kết nối trực tiếp với nguồn điện, có độ dễ bị tổn thương cao là nó có thể bị hỏng hoặc cháy và ngừng hoạt động ngay lập tức.
Tuy nhiên, nếu bạn là người dùng chuyên nghiệp và hiểu rủi ro khi mở ổ cứng trong môi trường không an toàn, bạn có thể thay thế PCB một cách an toàn và kiểm tra xem ổ có hoạt động lại không.
Firmware: Mọi nhà sản xuất ổ cứng nhúng sẵn một loại mã nhất định trên PCB hoặc khu vực bắt đầu của mỗi đĩa từ, gọi là firmware. Firmware chịu trách nhiệm khởi động ổ cứng ngay khi cấp nguồn và yêu cầu các phần khác của ổ cứng thực hiện các hoạt động dự định. Một phần của Firmware cũng được lưu trữ trên PCB, chỉ đạo nó cách thức và thời điểm thực hiện các hoạt động và định địa chỉ dữ liệu bên trong vỏ ổ cứng kín.
Firmware có thể hỏng theo thời gian và ngăn PCB điều khiển đầu đọc/ghi hoặc đĩa từ. Việc thay thế firmware sau khi hỏng là rất khó khăn vì mỗi nhà sản xuất đặt bộ mã và tham số riêng biệt, khó tìm thấy ngay cả trong các ổ cứng cùng hãng và mẫu.
Các thiết bị ổ cứng nêu trên nhạy cảm nhất và bất kỳ sai sót nhỏ hay lớn nào cũng có thể dẫn đến mất dữ liệu nghiêm trọng. Tuy nhiên, nhiều thiết bị này có thể được sửa chữa hoặc thay thế nếu bạn là chuyên nghiệp và có kinh nghiệm xử lý sự cố ổ cứng, ngược lại, bạn nên nhờ giúp đỡ từ các công ty khôi phục dữ liệu.
Cơ chế hoạt động:
Khi bạn lưu bất kỳ tệp nào, đầu ghi của lắp ráp đầu đọc/ghi sẽ định vị khu vực trống quanh đĩa từ (sector hoặc block) và ghi dữ liệu vào đó. Đồng thời, một vị trí thư mục duy nhất của tệp cụ thể đó được lưu trữ trên MFT (Master File Table - Bảng tệp chính) và được giữ lại ngay cả sau khi tắt máy. Điều này giúp máy tính của bạn có thể truy cập dữ liệu cụ thể đó và đảm bảo các đầu đọc/ghi không ghi đè dữ liệu lên không gian đã được lấp đầy.
Nếu bạn muốn truy cập bất kỳ tệp cụ thể nào, CPU sẽ gửi thông tin đến ổ cứng và yêu cầu thông tin cần thiết (có thể là đọc hoặc xóa). Ổ cứng sẽ tìm tệp trong tích tắc trên diện tích rất lớn của đĩa từ và trả về CPU với tệp đó. Cuối cùng, bạn có thể thấy tệp được yêu cầu cũng như thực hiện bất kỳ thao tác mong muốn nào trên nó và ổ cứng sẽ ghi đè tệp trước đó bằng phiên bản đã sửa đổi.
Cách phần mềm khôi phục dữ liệu hoạt động sau khi xóa tệp?
Sau khi xóa bất kỳ tệp nào khỏi hệ thống, một bản ghi thư mục vẫn được duy trì bởi MFT và một bản cache của dữ liệu thực tế, dù không gian được đánh dấu là trống và có thể bị ghi đè khi bạn lưu tệp khác.
Gần như tất cả phần mềm khôi phục đều tuân theo cùng một hiện tượng khôi phục tệp đã xóa từ danh sách các thiết bị lưu trữ tiêu chuẩn. Ngay khi bạn bắt đầu chương trình khôi phục ổ cứng và khởi động bước quét ổ, nó sẽ lấy thông tin từ MFT về các tệp đã xóa và hiển thị kết quả trong khung xem trước.
Lưu ý: Tệp bị ghi đè cũng có thể được khôi phục tùy thuộc vào lượng dữ liệu bạn đã lưu sau khi xóa tệp đó.
Triệu chứng của ổ cứng sắp hỏng
Ổ cứng cuối cùng có thể hỏng hoặc không thể truy cập do nhiều yếu tố như virus/malware, hỏng hệ thống tệp, hỏng logic/cơ học, v.v. Vì vậy, bạn nên hiểu các triệu chứng của ổ cứng sắp hỏng và ngay lập tức sao lưu/di chuyển dữ liệu sang thiết bị lưu trữ ngoài trước khi thảm họa xảy ra.
1. Hệ thống không khởi động được hoặc phát ra tiếng kêu lạ: Bỗng nhiên bạn bật máy và nghe thấy tiếng kêu lạ từ ổ cứng kèm theo thông báo lỗi hoặc màn hình đen và ở đó cho đến khi bạn khởi động lại. Bạn nhận được cùng kết quả bất kể bước nào bạn chọn. Điều này rõ ràng cho thấy ổ cứng có thiết bị bên trong bị hỏng hoặc hỏng phần mềm. Mất dữ liệu do hỏng phần mềm hoặc hỏng logic ổ cứng vẫn có thể khôi phục bằng phần mềm khôi phục dữ liệu vì nó vẫn có thể đọc ổ cứng (tuy nhiên khuyến nghị kết nối ngoài vào máy tính khác) và thực hiện thao tác khôi phục, cho phép bạn lưu dữ liệu vấn đề sang vị trí khác như ổ cứng ngoài, USB hoặc flash drive.
Tiếng kêu lạ từ ổ cứng là dấu hiệu mạnh mẽ của hỏng lắp ráp đầu đọc/ghi (va chạm đầu đọc) có thể làm hỏng thêm vùng dữ liệu bên trong đĩa từ và hỏng bản ghi khởi động (thông tin khởi động hệ thống). Đây chắc chắn là việc của chuyên gia để khôi phục dữ liệu của bạn. Để có kết quả khôi phục dữ liệu tốt nhất, ngừng sử dụng ổ cứng và giao cho tay chuyên gia.
Chuyên gia khôi phục dữ liệu sẽ mở ổ cứng trong môi trường phòng sạch (còn gọi là phòng sạch Class 100) và kiểm tra các thiết bị bị hỏng cũng như cứu vãn mọi byte dữ liệu đã xóa, từ bất cứ đâu có thể bên trong đĩa từ.
2. Đĩa từ không quay lên, 90% là vấn đề PCB:
Đôi khi, bạn không nghe thấy tiếng kêu nào hoặc hệ thống hoàn toàn không phản ứng ngay cả sau khi cấp nguồn. Điều đó cho thấy vấn đề PCB, ít bi thảm hơn và bạn có thể khiến ổ cứng hoạt động lại bằng cách thay thế PCB hỏng bằng bo mạch chính xác. Bạn có thể tìm thấy cùng bo mạch trong ổ cứng cùng hãng và mẫu.
Nếu bạn làm đúng cách và kết quả vẫn y nguyên, hãy tránh thực hiện thêm thao tác và ngay lập tức tìm kiếm sự giúp đỡ chuyên nghiệp.
3. Treo hoặc dừng khi truy cập/lưu dữ liệu
Điều này có thể xảy ra khi ổ cứng có thiết bị quá cũ như đĩa từ bị suy giảm đã được định dạng hơn 100 lần hoặc PCB còn rất ít tuổi thọ. Hơn nữa, nếu bạn đã vô tình rơi ổ cứng và muốn sử dụng lại, hệ thống của bạn bị treo hoặc giật lag khi sử dụng một số chương trình hoặc truy cập dữ liệu. Bạn cần kiểm tra kỹ các thiết bị bị hỏng (kiểm tra bước 1 và 2 đầu tiên) và thay thế bằng chính xác hãng và mẫu.
Cũng có thể là lượng lớn bad sector (sector xấu) và block đã phát triển bên trong đĩa từ, khiến đầu đọc/ghi cố gắng đọc và cuối cùng lắp ráp đầu đọc/ghi không thể đọc bất kỳ thông tin nào, gây treo hoặc không thể truy cập hệ thống hoàn toàn.
Trong nhiều trường hợp, bạn có thể nghe tiếng bíp từ ổ cứng ngay sau khi cấp nguồn và cũng dẫn đến cùng kết quả, treo hoặc không thể truy cập hệ thống. Điều này cho thấy sự cố cơ học nghiêm trọng và chắc chắn không phải việc DIY (tự làm). Nguyên nhân có thể là đầu đọc/ghi không đỗ đúng chỗ hoặc cách nào đó tiếp xúc với vùng dữ liệu của đĩa từ. Nhớ rằng đầu đọc/ghi không được phép tiếp xúc với đĩa từ vì nó có thể dễ dàng làm hỏng bề mặt rất mịn của đĩa từ và khiến vùng đó vĩnh viễn không thể đọc được.
Vì vậy, bạn có thể gặp rắc rối nếu ổ cứng bị hỏng nghiêm trọng và gây không thể truy cập dữ liệu. Dịch vụ khôi phục dữ liệu cần chi phí rất cao để lấy lại dữ liệu, tất nhiên, dữ liệu phải quý giá hơn. Trong hầu hết các trường hợp, phần mềm khôi phục dữ liệu ổ cứng có thể làm được việc và rẻ hơn dịch vụ.