Przez dziesięciolecia tradycyjne dyski twarde (HDD) były dominującą technologią przechowywania danych. Gdy plik był usuwany z takiego dysku, w rzeczywistości nie znikał od razu. System plików jedynie oznaczał zajmowane przez plik miejsce jako wolne i usuwał odwołanie do niego ze „spisu treści” dysku, ale same dane leżały nietknięte, dopóki nie zostały nadpisane nowymi. Dawało to specjalistom od odzyskiwania danych (ang. data recovery) szansę na uratowanie danych długo po ich usunięciu.
Wraz z pojawieniem się dysków SSD (Solid State Drive) ten krajobraz zmienił się całkowicie. Dyski SSD wykorzystują pamięć flash NAND zamiast wirujących talerzy magnetycznych i wymagają zupełnie innego podejścia do zarządzania danymi. Tu właśnie wchodzi TRIM: technologia, która ma duże znaczenie dla wydajności dysku, a jednocześnie jest jednym z największych wrogów odzyskiwania danych.
Czym jest TRIM?
TRIM to polecenie, które system operacyjny wysyła do dysku SSD, aby poinformować go, które bloki danych nie są już używane. Nazwa TRIM pochodzi ze standardu ATA, z którego korzystają dyski SATA. W środowisku SCSI i SAS odpowiadające mu polecenie nazywa się UNMAP, a na dyskach NVMe Deallocate.
Gdy trwale usuwasz plik, system operacyjny wysyła do dysku polecenie TRIM, które w istocie mówi: „Te bloki są teraz wolne, możesz je wyczyścić.”
Przyczyna leży w naturze pamięci flash NAND. W przeciwieństwie do dysków twardych dysk SSD nie może zapisać nowych danych bezpośrednio na starych. Dane są zapisywane w stronach (ang. pages), ale usunąć można tylko całe bloki (ang. erase blocks), z których każdy zawiera setki stron. Blok trzeba więc wymazać, zanim będzie można ponownie zapisać w nim dane (ang. erase-before-write). Kontroler dysku zarządza tym za pomocą tablicy translacji, tak zwanej FTL (Flash Translation Layer), która odwzorowuje adresy systemu operacyjnego na rzeczywiste lokalizacje w układach pamięci.
TRIM informuje kontroler, które strony nie zawierają już prawidłowych danych. Dysk nie musi ich wtedy zachowywać ani kopiować między blokami podczas porządkowania, a bloki może wymazywać w tle, tak by były gotowe, gdy trzeba będzie zapisać nowe dane.
Dlaczego TRIM ma znaczenie dla szybkości?
Bez TRIM dysk nie wie, które dane system operacyjny usunął. Nadal więc przechowuje i przenosi dane, których nikt już nie potrzebuje. Gdy skończą się wyczyszczone bloki, dysk musi porządkować na bieżąco w trakcie zapisu (odczytać prawidłowe dane, przenieść je, wymazać blok i zapisać), przez co spada szybkość zapisu, zwłaszcza gdy dysk jest już pełny.
TRIM pomaga dyskowi:
Utrzymać szybkość zapisu: Dysk ma więcej „czystych” bloków gotowych na nowe dane.
Wydajniej przeprowadzać odśmiecanie (ang. garbage collection): Odśmiecanie nie musi kopiować danych, które zostały już usunięte, co zmniejsza tak zwane wzmocnienie zapisu (ang. write amplification).
Służyć dłużej: Mniej zbędnych zapisów oznacza mniejsze zużycie układów pamięci. Wyrównywanie zużycia (ang. wear leveling), które rozkłada zapisy równomiernie na układy, jest odrębnym procesem w kontrolerze, ale korzysta na większej ilości wolnego miejsca.
Krótko mówiąc: TRIM pomaga dyskowi SSD zachować wydajność i trwałość przez cały okres użytkowania.
Czy TRIM jest u mnie aktywny?
Na zdecydowanej większości dzisiejszych komputerów TRIM jest włączony automatycznie.
Windows: Aktywny automatycznie od Windows 7 (2009). NTFS wysyła TRIM w chwili trwałego usunięcia pliku, a Windows dodatkowo regularnie uruchamia Optimize Drives, które wysyła TRIM dla całego wolnego miejsca.
macOS: Aktywny automatycznie na dyskach SSD firmy Apple od Mac OS X 10.6.8 (Snow Leopard). Na dyskach SATA innych producentów trzeba go włączyć osobno poleceniem
trimforce, natomiast dyski NVMe mają go automatycznie.Linux: Większość dystrybucji (Ubuntu, Fedora i inne) uruchamia
fstrimautomatycznie, zwykle raz w tygodniu, zamiast wysyłać TRIM przy każdym usunięciu.
Jeśli Twój komputer ma wbudowany dysk SSD i aktualny system operacyjny, możesz zakładać, że TRIM jest aktywny. Wyjątkiem są między innymi zewnętrzne dyski SSD w obudowach USB, które nie zawsze przekazują TRIM dalej, oraz niektóre macierze RAID. W takich przypadkach szanse na odzyskanie danych są często większe.
TRIM a odzyskiwanie danych: duży problem
Tu zaczynają się trudności dla osób, które muszą odzyskać usunięte dane.
W chwili gdy dysk przyjmuje polecenie TRIM, kontroler usuwa odwzorowanie między adresami a danymi w układach pamięci. Większość nowoczesnych dysków SSD po tym zwraca przy próbie odczytu tych obszarów wyłącznie zera, nawet jeśli dane przez jakiś czas nadal znajdują się w układach. Później odśmiecanie wymazuje bloki i wtedy dane są bezpowrotnie utracone z samych układów.
Dla użytkownika i całego tradycyjnego oprogramowania do odzyskiwania danych oznacza to, że dane znikają w momencie nadejścia TRIM. W pojedynczych przypadkach można dotrzeć do danych, których odśmiecanie jeszcze nie wymazało, za pomocą specjalistycznego sprzętu komunikującego się bezpośrednio z kontrolerem. Zależy to jednak od typu kontrolera i firmware, a ponieważ większość nowszych dysków SSD szyfruje wszystkie dane w układach, często jest to niemożliwe.
Różnica wygląda więc tak:
Dysk HDD: Usuwasz plik → Miejsce zostaje oznaczone jako wolne → Dane nadal leżą na dysku → Często można je odzyskać.
Dysk SSD z TRIM: Usuwasz plik → System wysyła TRIM → Dysk zwraca zera i później wymazuje bloki → W zdecydowanej większości przypadków dane są utracone.
Jeszcze trudniejsza jest szybkość. W Windows i macOS TRIM nadchodzi zwykle niemal natychmiast lub w ciągu kilku sekund od opróżnienia kosza. Na maszynach z Linuksem, które uruchamiają fstrim co tydzień, to okno może być dłuższe.
Strona techniczna (dla zaawansowanych)
Dyski SATA deklarują, jak zachowują się przy odczycie po TRIM. DRAT (Deterministic Read After TRIM) oznacza, że odczyt tego obszaru zawsze zwraca te same dane, a RZAT (Read Zeroes After TRIM) oznacza, że zawsze zwraca zera. Dyski NVMe podają podobne informacje w polu DLFEAT. To tablica translacji zwraca zera, a nie same układy: wymazany blok NAND w rzeczywistości zawiera same bity 1 (0xFF). Dla użytkownika oznacza to całkowitą utratę danych, nawet jeśli odśmiecanie nie zdążyło jeszcze wymazać bloków.
Co zrobić, jeśli usunąłem ważne dane z dysku SSD?
Choć sytuacja jest trudniejsza niż w przypadku dysków HDD, nie zawsze wszystko jest stracone. Oto najważniejsze kroki:
1. Natychmiast wyłącz komputer
To najważniejszy krok. Dopóki komputer pracuje, system operacyjny może dalej wysyłać polecenia TRIM, a dysk nadal porządkuje bloki (odśmiecanie). Odetnij zasilanie bez zwłoki, na przykład przytrzymując przycisk zasilania, zamiast wyłączać komputer w zwykły sposób, ponieważ przy normalnym zamykaniu system nadal zapisuje dane na dysk.
2. Nie instaluj programów do odzyskiwania danych
Nie pobieraj ani nie instaluj oprogramowania do odzyskiwania danych na tym samym dysku, na którym znajdowały się dane. Powoduje to zapis nowych danych na dysku, a na dysku SSD z aktywnym TRIM takie programy rzadko znajdują cokolwiek poza zerami.
3. Nie podłączaj dysku do innego komputera
Jeśli możesz wyjąć dysk SSD z komputera, nie podłączaj go do innego komputera. Gdy tylko dysk otrzyma zasilanie, odśmiecanie może być kontynuowane, a niektóre systemy operacyjne wysyłają TRIM dla wolnego miejsca po podłączeniu dysku. Dysk trzeba podłączyć do specjalistycznego sprzętu do odzyskiwania danych, który zapobiega wysyłaniu TRIM i w którym cała komunikacja z dyskiem przechodzi przez blokadę zapisu (ang. write blocker). W wielu laptopach, na przykład we wszystkich nowszych MacBookach, pamięć SSD jest przylutowana do płyty głównej i zaszyfrowana kluczem powiązanym ze sprzętem. Wtedy nie da się wyjąć dysku, a sam komputer musi trafić do nas.
4. Skontaktuj się ze specjalistami
My w Datatech jesteśmy specjalistami od odzyskiwania danych i możemy ocenić, czy TRIM dokończył dzieło, czy jest jeszcze nadzieja. Utwórz zgłoszenie serwisowe, a my się z Tobą skontaktujemy.
Jak Datatech odzyskuje dane z dysków SSD
Datatech specjalizuje się w odzyskiwaniu danych od 2012 roku i korzysta z najnowocześniejszego dostępnego sprzętu, w tym z PC-3000 SSD firmy ACE Lab.
Nasze podejście obejmuje:
Tryb techniczny (techno mode): Za pomocą PC-3000 SSD przełączamy kontroler dysku w tryb techniczny i ładujemy specjalne oprogramowanie (ang. loader) zamiast firmware dysku. Odśmiecanie wtedy nie działa, a my uzyskujemy dostęp do tablicy translacji i danych, nawet gdy dysk przestał odpowiadać w zwykły sposób.
Odbudowa: Najczęstszą przyczyną utraty danych na dyskach SSD jest awaria kontrolera lub firmware, a nie usunięcie danych. Jeśli dysk uległ awarii, zanim nadszedł TRIM lub zanim odśmiecanie zdążyło wymazać bloki, często możemy odbudować tablicę translacji i odzyskać dane w całości.
Uczciwa ocena: Jeśli TRIM wymazał dane, powiemy Ci o tym od razu, abyś nie wydawał pieniędzy na z góry skazane na niepowodzenie zlecenie.
Więcej o usłudze na stronie Odzyskiwanie danych z dysków SSD.
Na zakończenie: najlepszą obroną jest profilaktyka
Dyski SSD to znakomita technologia, która zrewolucjonizowała pracę z komputerem. Są wielokrotnie szybsze od starych dysków twardych, zwłaszcza przy odczycie i zapisie losowym. TRIM jest niestety niezbędnym elementem tej technologii.
Aby chronić swoje dane:
Regularnie wykonuj kopie zapasowe: Stosuj zasadę 3-2-1: trzy kopie danych, na dwóch różnych nośnikach, w tym jedna poza domem.
Rozwiązania chmurowe: OneDrive, Google Drive i Dropbox to dobre uzupełnienie dla najważniejszych dokumentów, ale pamiętaj, że synchronizacja nie jest kopią zapasową. Jeśli plik zostanie usunięty na komputerze, zniknie również z chmury. Przeczytaj więcej o bezpieczeństwie danych w chmurze.
Zachowaj ostrożność: Pamiętaj, że Shift+Delete lub opróżnienie kosza na dysku SSD jest w praktyce operacją ostateczną.
Jeśli przez przypadek usunąłeś dane z dysku SSD, natychmiast wyłącz komputer i skontaktuj się z nami. Liczy się każda minuta.
