Besonderheit der SMR-Festplatten Technologie
Den Unterschied zwischen SMR und PNR kann man so definieren, dass bei einem SMR-Speicherverfahren die Datenspuren leicht überlappend beschrieben werden, während die Spuren beim PMR-Verfahren voneinander getrennt werden. Der Vorteil von SMR beschreibt sich durch eine höhere Datendichte, höhere Datenkapazität und der Möglichkeit mehr Daten auf eine identische Fläche zu schreiben. Da die Leseeinheit des Schreib-Lese-Kopfes ein wenig kleiner als die Schreibeinheit ausfällt, sind die Daten abrufbar, obwohl Überschreibungen zu verzeichnen sind. Da die Spuren teilweise überschrieben werden, müssen beim Schreibvorgang nur die benachbarten Spuren erneut beschrieben werden.
Welche Vorteile bietet das SMR-Verfahren?
- Erhöhte Speicherdichte
- Circa 25 % mehr Speicherkapazität
- Herstellung ist kostengünstiger
- Geeignet für lange sequenzielle Schreibvorgänge
Welche Nachteile kann SMR vorweisen?
- Die Nachbarspuren werden erneut beschrieben
- Verlangsamte Schreibgeschwindigkeit
- Eher ungeeignet bei kurzen und zufälligen Schreibvorgängen
Ein grundsätzliches Problem in den Bereichen SMR und PMR besteht in der Tatsache, dass ein Anwender in vielen Fällen im Unklaren gelassen wird, ob auf der Festplatte mit PMR oder SMR gearbeitet wird – besonders bei externen Festplattenlaufwerken wird hier oft keine Kennzeichnung angeboten.
Wo ist SMR im Einsatz?
In der Vergangenheit konnte man SMR bei Datenträgern vorfinden, welche eine sehr hohe Speicherkapazität vorweisen konnten. Die Größenordnung liegt hier bei etwa 18 TB und einer HDD-Größe von 3,5 Zoll. Im Labor von DATA REVERSE finden sich aber immer mehr Devices von Herstellern wie Western Digital oder Seagate, welche die Methode in kleineren Festplatten anwenden. Hier liegt die Speicherkapazität zwischen 1-2 TB und 4-5 TB. SMR erfreut sich einer wachsenden Beliebtheit, da durch den niedrigen Materialverbrauch, geringere Herstellungskosten zu verzeichnen sind.
Aufbau der SMR Technologie im Vergleich
Die Spuren einer Festplatte sind der Ort, an dem Daten und Dateien gespeichert werden. Im Kontrast zum PMR einer konventionellen Festplatte, bei der die magnetischen Spuren eng nebeneinander angeordnet sind, überlappen sich im SMR die Spuren. Dies hat zur Folge, dass die jeweils benachbarten Bereiche im SMR beim Schreibvorgang neu beschrieben werden. Zur Eingrenzung dieser Vorgangsweise ist die Magnetscheibe in Zonen unterteilt, welche nur eine begrenzte Anzahl an Spuren enthalten. Außerdem werden die neuen Daten im Cache der HDD zwischengespeichert.
Werden Daten im SMR gelöscht oder formatiert, werden diese im Unterschied zum PMR endgültig und irreversibel gelöscht. Liegt also ein versehentliches Formatieren oder Löschen von Daten vor, raten wir Ihnen die Festplatte mit SMR umgehend von der Stromversorgung zu trennen! Ähnlich wie bei SSDs kann ein Datenverlust womöglich noch durch professionelle Datenrettung verhindert werden.
PMR
Spuren liegen nebeneinander
SMR
Spuren überlappen sich
PMR oder SMR – Welche Unterschiede gibt es?
Festplatte mit PMR
Enges nebeneinanderliegen der Datenspuren
• Direkte Entnahme und Änderung der Daten möglich
• Datenlöschung erfolgt erst nach dem Überschreiben der Daten
Festplatte mit SMR
Die einzelnen Spuren der Datenspeicherung überlappen einander
• Auch bei kleinen Änderungen werden die Datenspuren zonenweise neu beschrieben
• Bei Leerlaufzeiten der Festplatte, werden die Daten gelöscht und nicht erst beim Überschreiben
Herausforderungen der SMR-Datenrettung
Auf SMR-Festplatten werden die Daten als Pakete gebündelt – die Spuren überlappen sich. Somit kann DATA REVERSE kein Standardverfahren anwenden, um eine Datenwiederherstellung durchzuführen. In unserem Datenrettungslabor werden aus diesem Grund innovative Verfahren erprobt, um eine Datenrettung erfolgreich durchzuführen. Besonders bei neuen Festplatten ist eine Problematik zu verzeichnen, da keine geschlossene Service Area zu verzeichnen ist. Datenretter müssen aber auf die Area zurückgreifen, um eine Datenrettung vorzunehmen. Unsere Techniker und Ingenieure nutzen in diesen Fällen Tools des Data Mining, um an die gewünschten Daten und Dateien zu gelangen. Bei diesem aufwendigen Vorgang wird eine Vielzahl an Daten ausgelesen. Die Folge: Die Ordnerstruktur geht durch das Data Mining verloren, Daten und Dateien müssen also im Anschluss erst wieder korrekt zugeordnet werden. Bisher tritt diese Problematik bei dem Anbieter Western Digital auf, aber es ist zu vermuten, dass weitere Hersteller diesem Vorbild folgen werden.
DATE REVERSE hat das Problem erkannt und steht mit den einzelnen Herstellern in einem engen Kontakt, um eine Datenrettung, ohne schwerwiegende Verluste, zu erarbeiten. Unternehmen bzw. Nutzer sollten sich bewusst sein, dass SMR viele Vorteile anbietet, aber auch einen Risikofaktor bezüglich der Datenwiederherstellung darstellt. Eine Datenrettung ist grundsätzlich nicht trivial und mit einem hohen Zeit-, Personal- und Entwicklungsaufwand verbunden.
Firmwareprobleme bei Western Digital SMR-Festplatten
Seit etwa 2020 sind uns vermehrt Firmwarefehler bei Western-Digital-Festplatten mit SMR-Technologie bekannt. Diese Fehler treten unabhängig vom mechanischen Zustand auf und führen häufig dazu, dass die Laufwerke zwar anlaufen, kurz klicken und anschließend beim Zugriff auf die interne Service Area abbrechen.
Besonders betroffen sind einige Modellreihen, die intern unter den Bezeichnungen VeniceR und Carmel / CarmelR geführt werden. Diese werden in verschiedenen Produktlinien eingesetzt, darunter auch WD Red (NAS-Laufwerke), WD Blue, WD Purple und mehrere White-Label-OEM-Versionen.
Beispielhaft betroffene Modelle:
- VeniceR-Serie (seit 2020 bekannt): WD30EFAX, WD40EZAZ-00SF3B0, WD40PURZ-85AKKY0, WD60EZAZ-00SF3B0, WD60EFAX-68JH4N1
- Carmel / CarmelR-Serie (seit 2021 dokumentiert): WD20EZAZ-00L9GB0, WD40EDAZ-11SLVB0, WD60EDAZ-11BMZB0, WD60EFAX-68JH4N1
(Platinen-IDs 2060-810011-xxx oder 2060-800077-xxx)
Die technische Ursache liegt meist in einer Beschädigung des Translator-Moduls (190) innerhalb der Firmware. In Einzelfällen ist die Firmware zusätzlich verschlüsselt, wobei der Schlüssel direkt im Prozessor der Leiterplatte (PCB) gespeichert ist – was die Wiederherstellung deutlich erschwert.
Unsere Entwickler und Techniker verfügen über langjährige Erfahrung im Umgang mit SMR-Firmwarestrukturen und setzen speziell entwickelte Verfahren ein, um beschädigte Translator-Module zu rekonstruieren und einen stabilen Datenzugriff wiederherzustellen.
Referenzen für Datenrettung von HDD mit SMR Technologie
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Western Digital |
| Modell | WD5000AAKX |
| Größe in GB | 500,00 GB |
| Dateisystem | NTFS |
| Betroffene Daten | Alte Konstruktionszeichnungen und Fertigungspläne für Oldtimer Einzelteile, Auftragslisten, Kundenkontakte, Auftraggeber-Kontakte, Prozessdokumentationslisten |
| Schaden | In einem Metallbaubetrieb zur Herstellung von Oldtimer Ersatzteilen stand der Arbeits-PC zur Entgegennahme von Aufträgen und Prozessdokumentation direkt neben dem Eingang zur Metallwerkstatt. Über Jahre hinweg entstand hier durch das Zusammentreffen von Kühlschmierstoffen und Maschinenbewegungen sowie Druckluft ein feiner Öl-Nebel, welcher sich auch im Inneren des PC und letztlich in der HDD festsetzte. Auf den hoch empfindlichen Magnetplatten angelagert, konnten die Schreib-/Leseköpfe die Platten nicht mehr präzise prozessieren. Die mechanischen Teile verklebten über Zeit. Die Folge: Die HDD ist ausgefallen und konnte nicht mehr starten. Ein Backup der Daten lag nicht vor. |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Acer |
| Modell | Aspire VN7-571 |
| Größe in GB | 500,00 GB |
| Dateisystem | NTFS |
| Betroffene Daten | DOC-Word Dateien, XLS-Excel-Tabellendateien, PST-Outlook-Datendateien und andere Windows-Daten |
| Schaden | Dateisystemfehler, CHKDSK Programm zur Dateisystemüberprüfung ohne Erfolg, Laptop startet nicht mehr |
| Speichersystem | HDD SATA Festplatte |
|---|---|
| Hersteller | HGST |
| Modell | Hitachi HDD 3,0 |
| Größe in GB | 1.000,00 GB |
| Dateisystem | exFAT |
| Betroffene Daten | Fotos (JPEG, PNG), Videos (MOV, MP4, AVI) Office Dokumente (DOCX, dOC, XLS, PPT, PST, CSV) |
| Schaden | Stromunterbrechung bzw. SATA-Datenkabel und Stromkabel zeitweise nicht ordnungsgemäß an PC angeschlossen, Festplatte defekt |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Toshiba |
| Modell | Toshiba Surveillance S300 |
| Größe in GB | 4.000,00 GB |
| Dateisystem | NTFS |
| Betroffene Daten | Überwachungsvideo einer Sparkassenfiliale (H.264) |
| Schaden | Geldautomat gesprengt, Festplatte erfuhr schwere Erschütterungen, Schreib-/Leseköpfe defekt, Hardwareschäden, Partikel- und Staubablagerungen ins Innere eingedrungen, Schäden durch Druckwellen |
| Speichersystem | HDD intern |
|---|---|
| Hersteller | HGST |
| Modell | HGST 5K1000-1000 |
| Größe in GB | 1.000,00 GB |
| Dateisystem | VMWare ESXI 6.5 |
| Betroffene Daten | VMFS-Dateien mit Passwörtern und wichtigen privaten Dokumenten, Backupdateien |
| Schaden | Festplatte ausgefallen, startet nicht mehr, Grund: Hardwarefehler durch defekte Sektoren und Lesefehler |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Fujitsu |
| Modell | MAB3045SP |
| Größe in GB | 4,50 GB |
| Dateisystem | NTFS |
| Betroffene Daten | Bilder (JPEG; PNG, GIF), Videos (MOV, MKV, H.264), Textdateien (TXT, PDF) |
| Schaden | Stromanschluss beschädigt, daher kein Anschluss am PC mehr möglich |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Seagate |
| Modell | Barracoda 7200.10 |
| Größe in GB | 320,00 GB |
| Dateisystem | FAT32 |
| Betroffene Daten | Auftragsdaten für D3-Modelle (RTF, DOCX, XLSX), Werbepräsentation (PPT, PDF), CAD-Dateien (SAT, STL, DXF) |
| Schaden | Qualmbildung, Festplatte wird nicht mehr erkannt, Überspannungsschaden durch Netzteil |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Tandberg |
| Modell | Overland Tanberg RDX Cartridges |
| Größe in GB | 160,00 GB |
| Dateisystem | FAT32 |
| Betroffene Daten | Studien, Studienergebnisse, wissenschaftliche Reviews, Datenbank |
| Schaden | Archivierte Forschungsergebnisse und -daten eines Forschungsinstitutes wurden digitalisiert. Die alten Datenträger müssen nun fachgerecht gelöscht und entsorgt werden. |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Seagate |
| Modell | Archive ST8000AS0002 SATA |
| Größe in GB | 8.000,00 GB |
| Betroffene Daten | Berufliche Datenbank, Excel-Tabellen (XLSX, CSV), Elektronische Rechnungen (XML) |
| Schaden | Defekte Sektoren verursachen Überlauf der Defektliste (internal hard-drive defect management) in der Service Area |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Seagate |
| Modell | Iron Wolf NAS ST2000VN004 |
| Größe in GB | 2.000,00 GB |
| Dateisystem | NTFS |
| Betroffene Daten | Familienstammbaum (GEDCOM, PDF), inkl. Fotos (PNG, GIF, JPEG), Listen (DOCX) |
| Schaden | Kein Zugriff mehr auf Fesplatten im NAS aufgrund von Abnutzung der Schreib-/Leseköpfe, Schreibfehler, Stoßschäden durch oftmalige Transporte (Oberflächenkratzer) |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Samsung |
| Modell | Samsung Spinpoint ST200LM003 |
| Größe in GB | 2.000,00 GB |
| Dateisystem | OSX |
| Betroffene Daten | Externer Speicher eines alten Apple Mac: Pages-Dokumente (PAGES, DOCX, PDF, RTF), Numbers-Tabellen (NUMBERS, XLSX, CSV), Bilder (PNG, RAW, JPEG) |
| Schaden | Schreib-/Lesekopf beschädigt, Bad Sektoren (beschädigte Hardware-Sektoren), defekter Controller |
| Speichersystem | HDD |
|---|---|
| Hersteller | Freecom |
| Modell | Festplatte Quattro |
| Größe in GB | 500,00 GB |
| Dateisystem | NTFS |
| Betroffene Daten | Backupdaten eines Familienhaushaltes: Erinnerungsfotos, Videos, wichtige Dokumente zum Hauskauf |
| Schaden | Beim Verbinden mit dem PC ist die Steckverbindung abgebrochen (Hardwaredefekt) |
Johannes Hoffmeister ist schon immer Nerd und begeistert von Technik. Angefangen hat alles im Alter von 8 Jahren in der Freizeitgruppe Elektronik. Das Demontieren und Herausfinden der eingesetzten Technologie war und ist eine der größten Herausforderungen. Im Reverse Engineering des 21. Jahrhunderts angekommen ist ihm kaum ein Datenträger fremd noch dessen Technologie und die jeweils erforderliche Strategie zur Datenrettung.
