以最大成功率从NAND闪存设备恢复数据的主要数据校正方法

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PC-3000FLASH 以最大成功率从NAND闪存设备恢复数据的主要数据校正方法

上周，我们讨论了在ACE Lab免费网络研讨会期间如何使用PC-3000 Flash进行NAND Flash数据恢复的第一步。接下来，我们为您准备了有关恢复Flash案例的重要过程。对于想要学习如何以最有效，最智能的方式处理NAND闪存的数据恢复的初学者而言，该主题将特别有趣。对于已经有经验的数据恢复专家，本文可以作为处理Flash案例时主要数据校正方法的便捷清单。

首先，我们将讨论ECC校正和无效扇区的重读。

第1部分 ECC的理论。

在NAND存储器芯片读取期间，可能会出现一些bit错误。bit错误的数量取决于以下因素：

►NAND存储芯片类型（SLC，MLC，TLC，QLC）
►触点的清洁度（脏芯片通常读效果更差）
►温度影响（芯片拆焊期间的高温可能会损坏存储单元）
►NAND单元的磨损程度（如果将NAND设备上的信息重写数百次，则小型单元电容器的质量会下降，并且读取时会出现很多错误）
►芯片质量低（如今，制造商经常通过使用小型技术工艺来压缩单元大小来降低生产成本，从而导致新闪存驱动器中出现错误）

如果要从闪存驱动器中获得最大恢复率，首先，需要修复尽可能多的ECC错误。否则，所有数据将被破坏，无法使用或部分破坏：

纠错的基本方法是ECC算法-最简单的数据修复方法。通常，控制器将每页附加信息（称为备用区（SA））放入其中。它包含一些标记（例如，用于映像构建的标记），差异标记和纠错码（ECC）。 ECC是基于最初由用户信息写入的特殊扩展数据。这些扩展的数据有助于查找扇区/范围内的bit错误，并通过特殊的数学公式进行修复。 通常，ECC代码具有特殊的长度–选择用于纠错的字节数。 ECC字节数最多，可以修复每个扇区/范围内的更多错误。

来自旧SLC NAND芯片的公共MBR扇区，页大小为2112字节，扇区大小为528字节：

黄色–我们的数据区DA（512字节）
蓝色–我们在逻辑映像中的块顺序标记（6字节），用于构建映像的块编号
绿色–纠错码（10字节）：

PC-3000软件正在尝试查找以下扇区中的所有bit错误：

并且它正在应用ECC代码来修复错误：

让我们继续练习。

我们有一个镁光的芯片，容量为4GB，芯片ID：0x2C44444B

我们强烈建议您仅在转换图上（而不是在芯片上）自动检测ECC。当您纠正芯片上的ECC时，可能会发生不同的错误。不要浪费时间校正芯片上的ECC（“芯片”节点下屏幕的左侧）。

但是，检测ECC并不总是那么容易。

在某些情况下，在检测和纠正ECC之前，应检查转储中是否有坏字节或应用XOR（主要用于ITE，SSS，AU控制器），并且只能在之后检测ECC。如果我们谈论的是旧的SLC和MLC NAND情况，那么在您进行页转换之前，将无法进行ECC校正。 第2部分 重读。

从下面的示例中，您可以看到在这种情况下ECC校正的效果不佳。校正质量取决于许多因素，因此，当ECC校正结束时，您应该始终使用ECC信息来构建位图，以检查还没有校正多少个扇区。

从屏幕截图中可以看到，在4GB中，我们有3.93GB的无效扇区。这意味着整个转储都被错误覆盖。 每个文件将被损坏。为了获得良好的bit错误原始恢复结果，错误率应小于5％，并且链数应小于100-500。如果您不注意链的数量，尽管您只有几MB的错误，但是您可能会遇到文件已损坏的情况。

这是重读应该派上用场的地方。

我们需要使用另一种数据校正方法– Readout开始修复ECC校正位错误后的剩余错误。

要开始读取过程，我们需要执行以下步骤：

最好选择“执行”，而不是“在后台运行（Shift）”，以查看当前正在修复的错误数量。

通常，我们建议默认使用所有设置。尝试读取的次数表示重新读取的次数。默认情况下，最好将此数字保持为1。如果读取有助于修复至少某些范围，则“如果成功”参数描述了额外的重读次数。

如我们所见，很快就得到了结果。某些范围已得到纠正，但其中有些甚至即使读出也没有得到纠正：

第3部分 读取重试。

在在这种情况下，我们需要使用另一个功能–读取重试。这是一个特殊的NAND芯片命令，它允许NAND存储器芯片自行更改电压。NAND内核开始使用不同的电压电平进行数据修复。这是一种特殊的自修复系统，在所有QLC / TLC芯片和某些现代MLC芯片中都提供。目前，PC-3000闪存支持许多QLC / TLC / MLC存储芯片的ReadRetry模式。随着每周新的PC-3000 Flash资源更新，我们的开发人员将为其添加新的算法。

如果此“读取重试”命令复选框处于活动状态，您将能够获得非常好的读取结果：

在下面，您将看到一个非常有用的功能，用于真正难以破解的情况。

第4部分 复合的操作以节省时间。

您可以使用“复合操作”功能节省一些时间。如果选择它，PC-3000软件将自动生成无效扇区的位图并询问您有关重读选项的信息。不过，您将无法选择链的数量，顺序等。因此，尽管通过一些自动操作可以节省您的时间，但最终，可能会发现所需的链没有得到纠正。

请记住，如果您的案例中有多于1个芯片，则需要确保您重新读取了正确的芯片。有时，您可能会忘记在重新读取转储后再次将第一块芯片插入PC-3000 Flash Reader。因此，当ECC校正结束时，您可以尝试重新读取第一个芯片（转换图上的第0部分），同时将第二个芯片放入读取器中。因此，最后，您将获得两个应该有所不同的相似部分。因此，在开始重读过程之前，请注意阅读器中的芯片。

第5部分 电压控制。

电压控制只能在最有问题的情况下提供帮助，即使在经过ECC校正和重新读取过程后，bit错误的数量仍然非常高。基本上，电压控制是一种ReadRetry操作，但处于手动模式。我们使用软件控制设置自己的电压以读取NAND芯片中的每一页，而不使用芯片自己设置电压。

每个芯片都知道它现在正在工作的温度。根据温度，芯片的电压也会发生变化。在下面，您可以看到带有温度和电压近似值的表格。有时，由于芯片内部问题以及电压错误，该表中的值可能会发生变化，因此您将无法重新读取扇区。

请注意，此选项仅在以下情况下可用：
►PC -3000 Flash Reader 3.0 +电源适配器（上一代）
►PC -3000 Flash Reader 4.0（最新一代，电源适配器已集成）

如何设置电压控制？

准备好所有可能的错误修复程序，但错误数量仍在几百MB左右时，我们应该尝试使用电压控制。通常，如果NAND存储器芯片支持ReadRetry，我们不应使用不同的电压-最好的结果将始终由ReadRetry提供！

但是有时您的芯片可能不支持ReadRetry方法。这就是为什么您需要尝试检测电压范围并开始校正过程的原因。

修复ECC，进行读出并构建坏扇区的映射之后，需要转到重读菜单并选择下一个功能：

请记住，如果单击“更多”，然后单击“ ReadRetry方法检查”，则可以检查ReadRetry成功率并选择最佳的成功率。在大多数情况下，它会自动选择最佳变量，但有时您需要手动进行操作。

现在出现了ReadRetry选项第6部分 温度控制。

有时，即使使用电压控制进行重新读取后，也无法获得良好的重新读取结果。在这种情况下您该怎么办？

还有另一种方法可以通过“记录”温度来获得更好的重读结果。对于某些存储芯片，非常冷的温度（-15°С…-20°С）可能有助于增加芯片内部的电传递，以提供最佳的结果。

在某些情况下，您可以尝试加热芯片。如果将其加热到+ 80°C…140°C，您还将获得良好的重读效果。

但是您应该小心–高温会熔化塑料盖并损坏阅读器。

有关如何减少损坏芯片，读取器等的风险的更多信息，请单击此链接。

让我们总结一下要点：

1. 仅在转换图上检测和纠正ECC

2. 有时您需要使用其他功能来检测和纠正ECC（坏字节，XOR或页转换）

3. 为了获得良好的恢复结果，bit错误的数量应小于5％，未校正的链的数量应不大于200-300

4. 如果您有很多位错误，请使用“重读”

5. 如果您的芯片支持ReadRetry方法，请使用它代替其他选项

6. 在NAND芯片不支持ReadRetry的情况下，电压控制将非常有用

7. 如果您的芯片不支持ReadRetry，请尝试使用更多– ReadRetry模式检查（这种方式仅适用于现代QLC / MLC / TLC芯片）

8. 在某些AU，SSS，Phison和SM情况下，可以使用“重读位图生成器工具”来节省时间。

9. 在某些情况下，即使电压控制也无济于事，您可以尝试“改变”温度。