效率源日立硬盘数据恢复及固件修复程序 入门篇第10章

效率源技术部05

效率源日立硬盘数据恢复及固件修复程序 入门篇

第十章 NV操作

1、NVRAM是什么？
通常的，我们将数据断电后仍能保留的半导体存储器称为"非易失性（或非发挥性）随机访问存储器"——Non-Volatile Random Access Memory，即NVRAM，而像DRAM与SRAM这样的存储器则就称为VRAM。其实，严格的说，非易失性存储器应该叫NVM（Non-Volatile Memory），因为有些存储器的随机访问能力非常弱，但在本文，为了方便讲述则将它们统一称为NVRAM。
由于DRAM与SRAM的VRAM特性，使在数据存储领域中受到了一定的限制。其实每种存储器都有自身的限制，但VRAM特性让这些平时肩负着重要数据中转任务的存储器在某些场合就有些力不从心了。在硬盘领域，都知道有写缓存技术，它的应用过程就是主机向硬盘写数据的时候，当写入写缓存时，对于主机一方来讲就意味着写入完成从而可以进行后面的工作，但假如此时忽然断电，那么就意味着在写缓存中的数据丢失而没有真正的写入磁盘中。因此，在网络存储领域，不少磁盘阵列自身都带有不间断电源以保证阵列的缓存（一般都是上GB容量的DRAM）中数据的安全。另一方面，二十世纪九十年代后，数码掌上设备迅速普及。这些虽然小巧的设备其实就像一个PC，因此可谓五脏俱全。此时必须要有一个能肩负起PC中硬盘角色的存储器应用于掌上设备。但是，传统的硬盘这种磁性介质(Magnetic Media)需要较大、复杂而精细的机构来带动磁头和盘片，轻易因为机械上的磨耗或外力冲击而失常。此外，磁盘驱动器需要消耗相当的电力来维持马达和电子驱动电路的操作，即使在现今计算机设计上有许多省电功能(非凡是笔记本电脑)，机械式储存设备仍然占了计算机消耗功率中的大部份。显然，这对于小巧的掌上设备而言，并不是非常适合。虽然，现在有1英寸和0.85英寸的硬盘出现，但是用在掌上设备仍不成熟。目前也仅应用到了高端数码相机（DC）这一级别的设备。但是，DC手机、PDA、便携式DC的发展越来越需要大容量的存储器。相比之下，DRAM与SRAM虽然体积小，不受碰撞的影响，速度也非常快，但不具备NV特性，因此也只能在掌上设备中充当传统内存的角色。显然，这里似乎出现了一个空缺，而这个空缺正好是NVRAM所能弥补的。它具备DRAM与SRAM的物理优点，也具备了硬盘的永久（相对而言）存储的特性，所以在这业界的推动与需求下，它的发展迅速，当传输越来越逼近DRAM而单片容量大幅超过DRAM的时候，人们意识到了它的巨大潜力。假如还不清楚，别的不说（硬盘、光驱、显卡、主板……等设备上都有NVRAM）就看看你的四周有多少在用PDA，有多少人在用主流的DC，又有多少在用手机？在它们的"身体"里肯定都有NVRAM。在未来，关于DRAM与NVRAM存储器的研究，也似乎有了融合的趋势，起因则在于NVRAM的胃口越来越大，当速度与成本都差不多的时候，NVRAM的独特能力将是DRAM与SRAM的有力挑战者。所以，我们今天关注NVRAM，也是在关注半导体存储器的一个重要分支，而且它会越来越重要。
NVRAM的过去很多人可能都搞不清楚NVRAM所包含的内容，其实业界似乎也没有非常严格而统一的定义，厂商与厂商之间也有不同的分类（有的厂商仍用NVM统称，有的则一直用NVRAM）。但NVRAM肯定是一个统称，凡是具备永久保存数据能力的半导体存储器都可以称之为NVRAM。从历史上讲，NVRAM共经历了五代产品：
1、MaskROM就是我们以前在课本上说的光罩式只读存储器、-掩模式只读存储器。
2、OTP则One Time Programmable ROM（只可编程一次只读存储器）。
3、EPROM，就是Erasable Programmable ROM（可擦可编程只读存储器）。
4、EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ------电可擦可编程只读存储器。
5、EPROM与EEPROM的替代者或者说是结合体就是我们今天所常说的闪存。不过，在一些厂商的资料中，我们发现NVRAM是指带有电池的SRAM，显然这是一种非凡的NVRAM。在中板上，用于存储BIOS设置参数的就是位于芯片组南桥的SRAM，这个SRAM平时由主板上的电池供电，若按这个厂商的说法，这也应该算是NVRAM了。换句话说NVRAM=EEPROM+RAM

2、日立硬盘的NVRAM
目前日立是全球硬盘产品中最先使用NVRAM作为关键信息存储介质的硬盘厂家，主要在NVRAM中存储了对应硬盘的磁头数量，固件区起始地址信息，ROM覆盖模块的校验和以及盘片适配参数等重要信息。

以下为两款典型的日立硬盘PCBA布局图，作标注处为NVRAM位置：

在以往的硬盘产品中，磁头数，盘片适配参数等重要信息都存储在ROM,磁盘固件区等位置中。日立硬盘在ROM芯片中只储存了少量信息，作为次要的参数存储介质，而采用了NVRAM作为其重要参数的存储介质，并且添加了一项新的重要特性，就是在其新技术中采用了随机固件区起始位置。这样一来，每块硬盘就只能配合自己的原始NVRAM才能工作，因为固件区起始位置是随机的，不用原始的NVRAM，就没法得知该硬盘的固件区起始位置，也就没法认盘。
效率源科技针对这种情况，开发了NVRAM修复技术，因为型号相同、电路板14位编号相同、MLC号相同的2块日立硬盘，其NVRAM内容是很相近的，基本可以通用，主要是固件区起始位置不同，需要做的是寻找到正确的固件区地址。
那么，假设有一块日立硬盘的NVRAM有问题，就可以用匹配硬盘的NVRAM作为蓝本修复这个故障盘。
NV匹配的条件
匹配的NVRAM文件能够保证修复成功率和效率，这就是有些盘NVRAM匹配只需要几十分钟，有些盘需要几十小时的原因。NVRAM的匹配需要满足以下条件：
①相同MODEL，同一个系列硬盘固件区和数据区配置信息相似，相同MODEL的相似度更高。

这个设置用于指定匹配故障盘的NV文件，选定做NVRAM修复的蓝本。
快速查找和开设查找的区别，一个是跳跃查找，一个是顺序查找，跳跃查找看起来更快，如果刚好跳过正确的地址，反而更慢。
延时测试，硬盘开电到完成初始化就绪的时间，头、固件区健康度越低的延迟越高。状态比较好的一般为2000多。
其它位置的内容基本上不需要改动，仅供观察。
原始位置 ：原始的固件区起始位置
当前位置：现在的固件区起始位置
开始时间：开始查找的时间
当前时间：当前的时间
做完NVRAM修复以后，认盘了，固件全好。还要数据，怎么办？我们就需要接着做一下数据区起始位置匹配修复，才能看到数据。
NV操作这一章，我们就介绍到这里；下面介绍磁头操作。
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作者：饶进

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