探访数据恢复的秘境 _小知识

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在上一次的神秘之旅中，鸿萌与大家一同闯进机械硬盘的秘境，近距离地观测到了文件是如何被存储在其中，又是如何被删除的。在今天即将启程的探访中，我们要深入 SSD 的神秘腹地，看看那里又在发生些什么。据说，在 SSD 的王国中，删除命令一旦下达，文件就会立即粉身碎骨，踪影皆无？！
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SSD和其他支持TRIM/UNMAP命令的设备的文件恢复基础知识(TRIM是一个SATA命令，UNMAP是其SCSI/SAS类似命令)
多年来，速度和容量一直是存储设备中最具挑战性的参数。同时，这些设备还应保持结构紧凑，不耗电，这对笔记本电脑和便携式存储设备尤为重要。这样的设备也应该是家庭和小型企业消费者能够负担得起的。电子行业已经提出了一个合理的解决方案：它提供固态硬盘（SSD）作为超快速的存储设备，以及2.5英寸SMR硬盘作为高容量但紧凑和低能耗的存储设备。分别来说，固态硬盘由于其速度快，主要用作系统设备、程序和临时存储设备，而2.5英寸SMR硬盘则用作高容量存储设备。而当这两种类型一起使用时，整个混合系统就会变得非常快，而且容量大。
除了很多优点之外，这种设备也有一些缺点，特别是在涉及到意外删除或丢失的文件恢复时。在这篇文章中，我们将解释为什么会这样，以及当你用TRIM/UNMAP命令从设备中恢复文件时，会有什么期望。
【探访数据恢复的秘境】我们先从其操作的一些基本原则开始解释。
SSD设备大多数现代计算机，甚至是非常便宜的计算机，都有一个SSD作为其系统存储设备（而且往往是唯一的一个）。与传统的硬盘驱动器相比，这种设备速度更快，运行安静，耗电更少，而且更耐物理冲击。
有两种类型的固态硬盘设备，它们的外形尺寸不同：老式的2.5英寸（与传统硬盘相同）和新式的M.2，看起来类似于内存板。

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图1. SSD存储设备的两种形式：2.5英寸（左）和M.2（右）
不幸的是，这种设备也有一些严重的缺点，文件恢复就是其中之一。
固态硬盘基础知识当一个文件从机械硬盘上被删除时，操作系统只是将该文件所占用的磁盘区域标记为空闲，但其数据却留在磁盘上未被触动，直到一些新文件将其覆盖。当一个数据恢复程序访问未被新数据覆盖的区域时，它就会得到旧的数据。这就是文件恢复的工作方式。
然而，固态硬盘必须使用新的单元，或者首先清除占用单元中的旧数据，以存储新数据。在SSD中清除旧数据是一个相当缓慢的过程。这就是在SSD中删除文件的工作方式：当用户、程序或操作系统本身删除一个文件时，操作系统会发出TRIM命令，通知 SSD 不再需要这些数据。固态硬盘将文件占用的单元放到一个特殊的池子里，以后再清除。当任何程序或操作系统要求从这些单元中获取数据时，SSD 会简单地返回垃圾或零!
此外，设备不断地在其存储单元中重新调换数据位置，以优化其读取负载，而且只有设备本身知道文件数据在任何给定的时间内存储在哪里。操作系统无法控制这个过程，此外，它也没有办法知道数据的实际物理位置。
这就是为什么在使用 TRIM 命令时，从 SSD 设备上恢复数据将变得非常困难，而且在大多数情况下是不可能成功的。
固态硬盘是固态储存装置，就像其他闪存类型（SD卡、记忆棒等），但并非所有固态储存装置都是SSD 。R-Studio在 "S.M.A.R.T. "标签的 "特征 "字段中显示闪存设备是否支持TRIM命令。

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图2.SSD设备中的TRIM支持
采用SMR技术的硬盘存储密度的限制是紧凑型硬盘在提高容量时遇到的主要障碍，而SMR(Shingled Magnetic Recording)技术则可以克服这个障碍。与传统硬盘在非重叠的磁道中相互平行地写入数据不同，SMR硬盘在部分重叠的磁道中写入数据，从而使磁道密度更高。这种记录方式类似于屋顶上的瓦片，因此得名。
这种技术确实增加了硬盘的容量，但当数据被覆盖或删除时，这种操作也会影响到其他重叠磁道的一部分相应的数据。为了保存重叠轨道上的数据，应该将其写入其他地方，这使得这一操作非常缓慢。为了加速这一过程，使用了与SSD设备相同的原理和相同的TRIM命令。对数据恢复的影响是相同的：当任何程序或操作系统要求从已删除的文件中获取数据时，硬盘会返回零或垃圾，使数据恢复变得非常困难或不可能。