Khôi phục tập tin cho SSD và các thiết bị hỗ trợ lệnh TRIM/UNMAP

(TRIM là một lệnh SATA, UNMAP là lệnh tương tự SCSI / SAS)

Trong nhiều năm, các thông số tốc độ và dung lượng luôn là thách thức đối với các thiết bị lưu trữ. Cùng lúc đấy, các thiết bị này phải nhỏ gọn và không tốn điện – điều đặc biệt quan trọng đối với máy tính xách tay và các thiết bị lưu trữ di động. Các thiết bị như vậy cũng phải phù hợp với người dùng là hộ gia đình và doanh nghiệp nhỏ. Ngành công nghiệp điện tử đã đưa ra một giải pháp hợp lý: cung cấp ổ cứng SSD làm thiết bị lưu trữ cực nhanh và ổ cứng 2,5″ SMR là thiết bị lưu trữ dung lượng cao nhưng nhỏ gọn và tiêu thụ điện năng thấp. SSD được sử dụng chủ yếu là các thiết bị hệ thống, thiết bị lưu trữ đầu và tạm thời nhờ tốc độ của chúng, trong khi ổ cứng SMR 2,5″ được sử dụng làm kho lưu trữ dung lượng cao. Khi cả hai loại này được sử dụng cùng nhau, hệ thống hybrid tổng thể sẽ có cả tốc độ lẫn dung lượng.

Bên cạnh rất nhiều ưu điểm, các thiết bị như vậy có một số hạn chế, đặc biệt là khi nó vô tình bị xóa hoặc bị mất các tập tin khôi phục. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích lý do tại sao lại như vậy và điều gì sẽ xảy ra khi bạn khôi phục tệp từ thiết bị bằng lệnh TRIM / UNMAP.

 

Thiết bị SSD

Hầu hết các máy tính hiện đại, ngay cả những máy rất rẻ, đều có ổ SSD làm thiết bị lưu trữ hệ thống của chúng (và thường là duy nhất). Các thiết bị này nhanh hơn, chạy êm hơn, tiêu thụ ít năng lượng hơn và khả năng chống sốc vật lý cao hơn so với ổ đĩa cứng thông thường.

Có hai loại thiết bị SSD khác nhau: loại 2,5inch cũ (giống với ổ cứng HDD thông thường) và loại mới M.2, trông giống như một tấm thẻ nhớ.

 

 

Không may, các thiết bị như vậy cũng có một số nhược điểm nghiêm trọng, khôi phục tệp là một trong số đó.

Khái niệm cơ bản về SSD

Khi một tệp bị xóa khỏi ổ đĩa cơ học, hệ điều hành chỉ cần đánh dấu vùng đĩa mà tệp đó chiếm là trống, nhưng dữ liệu của nó sẽ được giữ nguyên trên đĩa cho đến khi một số tệp mới ghi đè lên nó. Khi một chương trình khôi phục dữ liệu truy cập vào khu vực chưa bị can thiệp, nó sẽ lấy dữ liệu cũ. Đó là cách phục hồi tệp vận hành.

Tuy nhiên, SSD phải sử dụng các ô mới hoặc trước tiên phải xóa dữ liệu cũ trong các ô bị chiếm dụng để lưu trữ dữ liệu mới. Xóa dữ liệu cũ trong ổ SSD là một quá trình khá chậm. Đó là lý do tại sao tính năng xóa tệp trong SSD hoạt động theo cách sau: khi người dùng, chương trình hoặc hệ điều hành tự xóa file, hệ điều hành sẽ đưa ra lệnh TRIM thông báo cho SSD rằng dữ liệu không còn cần thiết nữa. SSD đặt các ô mà file đang chiếm giữ vào một nhóm đặc biệt để được xóa sau đó. Khi bất kỳ chương trình hoặc hệ điều hành nào yêu cầu dữ liệu từ các ô đó, SSD sẽ không trả lại gì.

Thêm vào đó, thiết bị liên tục xáo trộn dữ liệu trên các ô của nó để cân bằng độ hao mòn của chúng và chỉ bản thân thiết bị mới biết nơi dữ liệu tệp được lưu trữ tại bất kỳ thời điểm nào. Hệ điều hành không có quyền kiểm soát quá trình này và hơn nữa, nó không có cách nào để biết vị trí thực tế của dữ liệu.

Đây là lý do tại sao việc khôi phục dữ liệu trên SSD khi sử dụng lệnh TRIM là vô cùng khó khăn và trong hầu hết các trường hợp là không thể.

SSD là thiết bị lưu trữ thể rắn, giống như các loại bộ nhớ flash khác (thẻ SD, thẻ nhớ, v.v.), nhưng không phải tất cả các thiết bị lưu trữ thể rắn đều là SSD. R-Studio cho biết liệu thiết bị flash có hỗ trợ lệnh TRIM trong trường Features trên S.M.A.R.T. tab hay không.

 

Ổ cứng với công nghệ SMR

Công nghệ SMR (Shingled Magnetic Recording) được sử dụng để tăng dung lượng ổ cứng mà vẫn đảm bảo sự nhỏ gọn cho các thiết bị hạn chế về mật độ lưu trữ. Không giống như ổ cứng thông thường ghi dữ liệu theo các rãnh từ tính không chồng chéo song song với nhau, ổ SMR ghi dữ liệu theo các rãnh chồng chéo một phần cho phép mật độ rãnh cao hơn. Việc ghi giống như lợp mái nhà, đó cũng là nguồn gốc của tên công nghệ này.

Công nghệ này thực sự làm tăng dung lượng ổ cứng, nhưng khi dữ liệu bị ghi đè hoặc bị xóa, thao tác này cũng sẽ ảnh hưởng đến một phần của các rãnh đang gối lên nhau với dữ liệu tương ứng. Để lưu dữ liệu trên các rãnh chồng lên nhau, nó nên được ghi ở nơi khác, điều này làm cho hoạt động ghi rất chậm. Để tăng tốc quá trình này, các nguyên tắc tương tự như trong các thiết bị SSD và lệnh TRIM được sử dụng. Ảnh hưởng của việc khôi phục dữ liệu là như nhau: khi bất kỳ chương trình hoặc hệ điều hành nào yêu cầu dữ liệu từ các tệp bị xóa, ổ cứng sẽ không trả lại gì, khiến cho việc khôi phục dữ liệu trở nên cực kỳ khó khăn hoặc không thể.

Thông thường đĩa SMR mang một dấu hiệu đặc biệt trên vỏ của nó.

 

R-Studio cho biết liệu ổ cứng có hỗ trợ lệnh TRIM trong trường Features trên S.M.A.R.T. tab hay không.

 

Thiết bị lưu trữ, hệ điều hành và hệ thống tệp hỗ trợ lệnh TRIM

TRIM hoạt động khi cả ba thành phần này hỗ trợ nó: thiết bị lưu trữ, hệ điều hành và hệ thống tệp trên thiết bị hỗ trợ TRIM. Hầu hết tất cả các thiết bị SSD hiện đại và ổ cứng 2,5″ lớn hơn 1 TB đều hỗ trợ lệnh TRIM. Còn đối với các ổ đĩa phức tạp bao gồm ổ SSD và ổ cứng SMR, điều đó phụ thuộc vào RAID phần mềm Linux LVM2 và Windows hỗ trợ TRIM, trong khi phần mềm RAID trong macOS và hầu hết bộ điều khiển phần cứng RAID thì không.

Đĩa ảo của máy ảo phức tạp hơn một chút. Thực tế là một đĩa ảo được lưu trữ trên các thiết bị hỗ trợ TRIM không có ý nghĩa gì. Đối với hệ điều hành máy chủ, đĩa này là một tệp hợp lệ và tất cả các hoạt động trên đĩa của máy ảo của nó là các hoạt động đọc-ghi cho tệp đó. Bên trong máy ảo có đĩa hỗ trợ TRIM ảo, tất cả phụ thuộc vào phần mềm ảo hóa. Một số chỉ mô phỏng lệnh TRIM và trả về rác mà không có bất kỳ thay đổi thực tế nào trên tệp SSD, trong khi một số lại thay đổi dữ liệu tệp.

 

Hệ điều hành máy chủ và hệ thống tệp hỗ trợ lệnh TRIM:

 

 

Lệnh TRIM ảnh hưởng như thế nào đến việc khôi phục dữ liệu

Tệp đã xóa và đĩa được định dạng:

Windows và Mac: Hầu như luôn luôn không thể. Ngay cả việc khôi phục tệp thô cũng không giúp ích gì.

Linux: Có thể thực hiện được nếu được thực hiện trước khi lệnh TRIM được đưa ra.

Các tệp bị mất trong hệ thống tệp bị hỏng nhẹ (được hệ điều hành gốc của chúng nhận dạng):

Mọi hệ điều hành đang dần sửa chữa các hệ thống tệp như vậy bằng cách sử dụng lệnh TRIM để xóa rác, các bản ghi tệp không hợp lệ và các tệp không cần thiết. Có thể khôi phục dữ liệu nếu được thực hiện nhanh chóng và trên các hệ thống đã tắt lệnh TRIM.

Hệ thống tệp bị hỏng nặng (không được hệ điều hành gốc của chúng nhận dạng):

Có thể khôi phục dữ liệu vì Hệ điều hành không thể sửa chữa chúng và không xóa bất kỳ dữ liệu nào.

 

Cách giảm thiểu tác động tiêu cực của lệnh TRIM

Một số bước có thể được thực hiện để giảm thiểu tác động tiêu cực của lệnh TRIM khi có thể khôi phục dữ liệu.

Tắt lệnh TRIM trong khi khôi phục dữ liệu. Đừng quên kích hoạt nó sau khi quá trình khôi phục tệp hoàn tất.

Windows:

Nhấn tổ hợp phím Win + X.

Windows PowerShell sẽ xuất hiện:

Nhập “bộ hành vi fsutil DisableDeleteNotify 0/1”

(1 để tắt, 0 để bật)

macOS:

Trong Terminal, nhập “sudo trimforce disable”

Nhập mật khẩu quản trị và trả lời “Y” cho một số câu hỏi.

Máy tính sẽ tự động khởi động lại khi TRIM bị tắt

Để bật TRIM trở lại, hãy nhập “sudo trimforce enable”.

Linux:

Phụ thuộc vào bản phân phối và cài đặt. Tham khảo tài liệu về cài đặt cụ thể.

 

Kết luận

Việc khôi phục dữ liệu từ các thiết bị hỗ trợ TRIM hoạt động trên một hệ điều hành hiện đại chính hầu như không thể đối với các tệp đã xóa và thiết bị đã định dạng, và rất khó trong các trường hợp khác, ít nhất là khi chỉ sử dụng các giải pháp phần mềm. Bất kỳ ai tuyên bố khác đi đều không đủ năng lực hoặc cố tình lừa dối khách hàng của họ. Ngoại lệ là một số rất nhỏ các công ty khôi phục dữ liệu tiên tiến với nhân viên có trình độ chuyên môn mà trong một số trường hợp có thể khôi phục dữ liệu bị xóa khỏi thiết bị SSD bằng lệnh TRIM được kích hoạt. Tuy nhiên, quy trình này yêu cầu quyền truy cập vật lý vào các thành phần bên trong của thiết bị và thực hiện nhiều thao tác điều tra thủ công.

Đây là lý do tại sao sao lưu dữ liệu thích hợp và thường xuyên đặc biệt quan trọng đối với máy tính có thiết bị lưu trữ SSD. R-Drive Image, được tạo ra bởi R-TT Inc., là một phần mềm mạnh mẽ và được yêu thích để sao lưu ổ SSD và các thiết bị lưu trữ khác. Bạn có thể tải xuống phiên bản đầy đủ chức năng của nó và dùng thử trong 30 ngày mà không có hạn chế.

 

Nguồn: File Recovery Specifics for SSD and Other Devices Supporting the TRIM/UNMAP command (r-studio.com)