硬盘数据恢复的重大突破——“SA”虚拟技术

摘要：本文主要阐述的是在数据恢复中用到的一项技术——“SA虚拟”虚拟技术，这种类似于原来的 热换板方式访问硬盘的技术, 在硬盘密度及型号变化快速而无法再起作用的今天，又将大家带回那个“无需修复固件即可做数据恢复”的年代。不用再花费大力气去找匹配的硬盘进行固件修复或者热换板，特别针对因固件区坏道而无法修复的硬盘,可以不依赖固件区直接获取数据。

背景介绍：首先来解释一下这个新的概念“SA虚拟”技术，即“硬盘固件区虚拟技术”。

一. 什么是虚拟技术？

“虚拟”这个词最早来源于光学，用于理解镜子里的物体。现在，“虚拟”这个词已经经过演化，用来描述任何真实物体的模拟了，例如分区、虚拟机、虚拟内存、虚拟磁盘和虚拟现实。在讨论虚拟技术的时候，使用“虚拟”这个词，是因为我们希望虚拟机看起来和工作起来都和真正的机器一模一样。虚拟化技术是一种调配计算资源的方法，它将不同层面——硬件、软件、数据、网络、存储——隔离开来。  从原理上看，所有虚拟技术虚拟的是指令集。所有的IT设备，不管是PC、服务器还是存储，都有一个共同点：它们被设计用来完成一组特定的指令。这些指令组成一个指令集。对于虚拟技术而言，“虚拟”实际上就是指的这些指令集。虚拟机有许多不同的类型，但是它们有一个共同的主题就是模拟一个指令集的概念。

二. 虚拟技术分类

按照虚拟层所处位置的不同，目前常见的虚拟技术大致可以分为硬件虚拟、逻辑虚拟、软件虚拟和应用虚拟四种类型。但是我们在这里要提出一种新的概念，“硬盘固件区虚拟技术”。通过外部装入硬盘固件区的资源文件，使 DC直接在内存中建立引导硬盘所需的关键信息, 虚拟一个固件区，完全不依赖或只依赖硬盘本身很少的固件进行硬盘初始化启动, 直接访问硬盘存放数据的区域，这种类似于原来的热换板方式访问硬盘的技术, 即硬盘固件区虚拟技术。

固件就是固化在硬盘内部的一个软件。硬盘就如一台小型的电脑，也是需要使用软件来进行驱动工作的，固件的英文单词是FIRMWARE。再简单来说，固件就如大家使用的手机软件一样，手机的物理硬件部分也需要软件来驱动才能使用，所以凡是硬件体内有软件功能的，软件部分就统称为固件。固件在硬盘中要做很多工作，比如说管理数据的存放位置，记录已经损坏的缺陷扇区，避免使用中再次用到这些坏的缺陷扇区，记录硬盘在工作中的温度或出现的错误等等。少了固件的硬盘就只是一堆机械和电子元件。

前面我们已经解释过，固件其实就是固化在硬盘内部的一个软件，就是一些命令语句，大多数的硬盘出问题，都是出在这些命令语句信息上，就是我们所说的固件上，据不完全统计，硬盘损坏的比例固件问题的要占到60%左右，所以说固件修复在硬盘维修和硬盘数据恢复方面有很重要的意义。那么，固件为什么会这么容易损坏呢？其实引起固件区模块损坏的情况非常多，常见的有硬盘供电不稳定、硬盘启动过程中意外断电、硬盘长时间使用等因素。因为每次硬盘通电，引导这个过程，都需要读取硬盘固件区这部分扇区，久而久之就会出现磁弱化发生读错误，我们知道硬盘时间用长了就会出错，在硬盘数据区，要么是逻辑坏道，要么是物理坏道，要么分区表丢了，总之是一大堆的问题 ，同样硬盘的固件区也会出现这样的问题，因为硬盘固件区和数据区的存储介质都是一样的，在硬盘正常工作的过程中，都会不断重复的去访问这些区域，所以数据区出现的问题，在固件区同样会产生。如果不是固件区物理坏道，那么硬盘修复的成功率还是很高的，只要用我们效率源专修程序找出出错的固件模块（如果是对硬盘做数据恢复，P表相关模块除外），用备份的好模块重新写入覆盖就可以了达到修复目的了。但是如果是固件区有物理坏道，那么在没有DC的情况下，做数据恢复的难度就很大了。

现在的硬盘密度越来越高，单张盘片上存储的数据量超过40Gbytes. 硬盘厂家在生产盘片过程极其精密，但也极难做到100%的完美，硬盘盘面上或多或少存在一些缺陷。厂家在硬盘出厂前把所有的硬盘都进行低级格式化，在低级格式化过程中将自动找出所有缺陷磁道和缺陷扇区，记录在P-list中。并且在对所有磁道和扇区的编号过程中，将跳过这些缺陷部分，让用户永远不能用到它们。这样，用户在分区、格式化、检查刚购买的新硬盘时很难发现有问题。一般的硬盘都在P-list中记录有一定数量的缺陷, 少则数十，多则数以万计。

从前面我们谈到的固件的解释可以看得出来固件在整个硬盘中的重要性，整个硬盘的启动过程，即从对硬盘通电到硬盘正常使用这个过程，90%以上的任务都需要固件来完成，就像我们日常生活中使用的电脑，在启动的过程中，电脑的BIOS起的作用一样。正是因为固件在硬盘中所产生的不可替代的作用，所以说一旦硬盘的重要固件发生问题，整个硬盘就会处在一个不能读写访问的状态，就相当于只是一堆机械和电子元件，更不用说成功的获取硬盘数据区我们需要的重要数据了。在没有DC以前，针对这种问题，我们只有在不破坏硬盘原有数据的情况下，先对硬盘的固件进行修复后才能正常拷出数据。

硬盘固件区的固件模块也是以数据的形式存放在硬盘的盘片上的，他们存放的位置在通常情况下是固定的。我们通常说的固件模块损坏其实分为很多种情况，固件模块本身混乱出错或损坏、固件模块本身数据丢失、存放固件模块的物理位置有逻辑坏道、存放固件模块的物理位置有物理坏道；对于前三种情况，修复的成功率都比较高，方式是可以直接找到匹配的固件模块对有问题的固件进行回写修复；但是对于最后一种情况，即存放固件模块的物理位置有物理坏道的情况，修复的难度就很大了，因为存放固件模块这个位置从硬盘盘片，也就是说从物理上就有问题，所以不管通过自身修复或者回写其它同类型的固件进行修复都无济于事，解决不了存放介质的问题。所以说在没有DC以前，对此类问题的数据恢复是无能为力的。DC的问世，为此类问题的硬盘数据恢复找到了正确的方向和完善的解决方案。

对于以上谈到的这种故障硬盘的情况，在平时的数据恢复工作中，我们也遇到大量的这种固件区有问题的硬盘通过回写固件等修复方法无法修复的情况，具体故障情况分为两种：第一种是固件区模块检测时明显有报错信息（如图1）；第二种情况是固件区模块通过软件检测都不报错（如图2），但是不能正常被电脑识别，这是为什么呢？这里要首先说明一下专修软件对硬盘固件区的模块检测的原理，通常情况下，对硬盘的固件模块进行检测，专修软件只对固件模块的头部和尾部进行检测对比，如果没有问题，那么反馈回来的信息就是认为此模块没有问题；但是很多情况下，由于硬盘固件区本身有问题，固件模块很多时候中间没有读出来，也就是说存放固件模块的中间位置刚好有坏道或者其它物理问题（如图3），对于这种情况，专修软件是不能直观准确的检测出来的，但是由于固件区固件模块不能完整正确调用，所以硬盘也是处于一种不能被识别的状态。

在平时的修盘或者做数据恢复的过程中，很多人都会觉得固件修复这一块非常困难，从陌生、入门到熟悉这个过程需要花费大量的时间和学习精力，熟悉以后，在对硬盘的固件部分做数据恢复的同时，需要收集准备大量的固件，为修盘和数据恢复做准备，工作量非常大；即使对于修盘非常有经验的数据恢复工程师，固件区有坏道的情况做数据恢复也是无能为力，DC的问世，完美的解决了这些问题。

很多固件区有问题的硬盘，它们的主要固件其实都是没有问题的如日立硬盘的RSVD、RESF、RAMO、ZONE、SRVP、PSHT等。只要通过使用DC的手动装入资源功能后以后，DC会将预存的程序按对应型号装入到电脑内存里，并与硬盘已经存在完好的部分固件建立真实链接，虚拟技术可使硬盘固件区的主要固件模块正常的工作起来，从而可以使整个硬盘工作在一个能够正常读写数据的工作状态下，正常访问硬盘的数据区，最终用DC获取我们所需要的数据。

通过专业的修复软件，先手动装入硬盘的资源文件，进入硬盘的固件区，对硬盘的固件进行检测，发现硬盘的固件区有一些固件模块报错有问题，调用匹配的外部好固件对这些报错的模块进行回写修复以后，再检查这些模块同样报错；然后我们再手动把这些报错的固件模块备份出来，使用WINHEX打开这些模块以后，发现模块中不同的位置或多或少的有一些地方没有读出来，通过以上的修复和判断过程，结论是，我们可以充分说明这个硬盘的固件区有物理坏道或者其它问题。

但是，如果对硬盘手动装入资源文件以后，在不断电的情况下，我们可以很正常的看到硬盘的数据区的数据（如图4），包括硬盘的文件结构、分区信息、具体文件内容等等；但如果一旦对硬盘的电，源进行关闭，再对硬盘进行加电访问时，硬盘又回到了不能识别的状态，即不能对硬盘的数据区进行读写访问了（如图5）

在这种情况下，DC问世以前，是没有任何办法做这种故障硬盘的数据恢复的，DC的问世，针对这种故障现象提出了成功完善的数据恢复解决方案，运用“硬盘固件区虚拟技术”，从外部装入资源文件，使 DC直接在内存中建立引导硬盘所需的关键信息, 你可以完全不依赖硬盘固件区进行硬盘初始化启动, 直接访问硬盘存放数据的区域。