استعادة البيانات من SSD: الحل عندما يفشل TRIM

أحدثت محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) ثورة في طريقة تخزين البيانات، حيث قدمت تحسينات كبيرة في السرعة والأداء مقارنة بمحركات الأقراص الصلبة الميكانيكية التقليدية. ومع ذلك، مع هذه التطورات تأتي بعض العيوب، خاصة عندما يتعلق الأمر باستعادة البيانات. إحدى المشكلات الأقل شهرة هي تأثير أمر TRIM على استعادة البيانات. بمجرد حذف ملف على SSD ممكّن عليه TRIM، تختفي البيانات إلى الأبد. تتعمق هذه المقالة في طريقة عمل TRIM وفوائدها وجوانبها السلبية عندما يتعلق الأمر باستعادة البيانات.

ما هو SSD تريم؟

TRIM هو أمر لواجهة ATA يساعد في إدارة طريقة تخزين البيانات على SSD. أثناء استخدام محرك الأقراص الخاص بك، وتغيير المعلومات وحذفها، يحتاج SSD إلى التأكد من حذف المعلومات غير الصالحة وأن المساحة متاحة لكتابة المعلومات الجديدة. يقوم TRIM بإخبار SSD الخاص بك عن أجزاء البيانات التي يمكن محوها. يختلف الأمر بالنسبة للواجهات الأخرى ويحمل أسماء مختلفة في أنظمة تشغيل مختلفة، ولكن يُشار إلى الإجراء عادةً باسم “TRIM”. بغض النظر عن الاسم، يعمل TRIM مع مجموعة البيانات المهملة النشطة لتنظيف محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة وتنظيمه. على الرغم من أن TRIM مفيد، إلا أنه ليس إلزاميًا. لا تدعم بعض أنظمة التشغيل TRIM، لذلك يقوم مصنعو SSD بتصميم وإنشاء واختبار محركات الأقراص الخاصة بهم على افتراض أنه لن يتم استخدام TRIM.

  

ماذا يفعل تريم؟

يقوم أمر TRIM بإبلاغ SSD بأن مناطق محددة تحتوي على بيانات لم تعد قيد الاستخدام، والتي تبدو محذوفة من منظور المستخدم. نظرًا للطريقة التي تقرأ بها محركات أقراص SSD البيانات وتكتبها، لا يتم حذفها على الفور. وبدلاً من ذلك، يقوم SSD بوضع علامة على هذه المناطق على أنها غير مستخدمة. يسمح أمر TRIM لمحرك الأقراص بإزالة هذه البيانات، وخلال أوقات الخمول، يقوم التجميع البيانات المهملة النشطة بحذفها. بدون TRIM (كما كان الحال قبل Windows 7)، لن يعرف SSD أن بعض القطاعات تحتوي على بيانات غير صالحة حتى يلزم كتابة بيانات جديدة هناك، مما يتطلب محو البيانات القديمة أولاً، الأمر الذي يستغرق وقتًا أطول. يعمل TRIM و Active Garbage Collection على تمكين عمليات الكتابة بشكل أسرع وإطالة عمر SSD. الكتابة والمسح المستمر في نفس خلايا NAND يؤدي إلى تدهورها. للحصول على طول عمر مثالي، يجب استخدام الخلايا بالتساوي، وهي عملية تسمى تسوية التآكل . يساعد TRIM في إدارة الخلايا التي يمكن مسحها أثناء أوقات الخمول، وتنظيم الخلايا المملوءة بالبيانات والخلايا الفارغة لتقليل المسح وإعادة الكتابة غير الضروريين.

سبب TRIM وسلبياته

عندما بدأت محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة في الظهور، تم اكتشاف خلل كبير: تدهور السرعة . في البداية، كان يُعتقد أن بعض محركات أقراص SSD فقط هي المعرضة للخطر، ولكن اتضح أن كل الطرازات الموجودة في السوق تقريبًا تشترك في نفس المشكلة المتأصلة. تتعامل جميع أجهزة التخزين تقريبًا مع الملفات التي نحذفها بشكل مماثل. بمجرد حذف ملف، يتم ببساطة مسح الرابط المؤدي إلى تلك البيانات، المخزنة في مفهرس جهاز التخزين. تظل البيانات سليمة حتى يتم استبدال هذه الكتلة المحددة ببيانات جديدة. تسمح هذه الطريقة باستعادة البيانات، على الأقل حتى تتم الكتابة فوق الكتلة.

  

يمكن لمحركات الأقراص الميكانيكية SSDNow M Series من Kingston – 1G & Non-TRIM (يسار)، و2G & TRIM (يمين) الكتابة فوق البيانات دون أي عقوبة على الأداء تقريبًا، لذلك يظل أدائها مستقرًا بمرور الوقت. في المقابل، تعاني محركات أقراص SSD من تدهور الأداء بسبب كيفية عمل فلاش NAND. عند كتابة البيانات إلى كتل مختلفة، فإن حذف البيانات من نفس الكتلة لا يؤدي إلى إزالتها تمامًا، مما يؤدي إلى حالة الفوضى. تساعد عملية جمع البيانات المهملة من خلال دمج البيانات غير المكتملة أحيانًا في كتلة مناسبة، ولكنها لا تحل مشكلة كتابة SSD لأكثر من كتلة من البيانات. يجب على محرك أقراص SSD أولاً مسح البيانات الموجودة في الكتلة قبل كتابة بيانات جديدة، على عكس محركات الأقراص الميكانيكية التي تقوم ببساطة بالكتابة فوق البيانات القديمة. وهنا يأتي دور TRIM . تم نشر TRIM لأول مرة على نطاق واسع مع نظام التشغيل Windows 7 ، وهو عبارة عن أمر ATA يصدره نظام التشغيل إلى SSD لطلبات مثل Delete أو Format أو Discard . يقوم TRIM بمسح كل من البيانات والرابط الخاص بها، مما يترك الكتلة جاهزة للاستخدام.

  

التأثير على استعادة البيانات

بمجرد إصدار TRIM ، تكون فرصتك في استعادة البيانات صفرًا. يعد استرداد البيانات على محركات الأقراص الثابتة ومحركات أقراص الحالة الصلبة غير المتأثرة بـ TRIM أمرًا بسيطًا نسبيًا باستخدام أداة استرداد موثوقة، بشرط عدم استبدال الكتلة منذ الحذف. على SSD الذي يدعم TRIM ، فإن حذف ملف وإفراغ سلة المحذوفات / سلة المهملات يجعل استعادة البيانات مستحيلاً، حتى مع الطب الشرعي. على عكس محركات الأقراص الصلبة الميكانيكية، التي تقوم بتخزين البيانات مغناطيسيًا، يضمن نظام TRIM مسح البيانات الموجودة على NAND بشكل دائم. من غير المؤكد ما إذا كانت تقنية TRIM الموجودة على محرك أقراص ثابتة ميكانيكية تجعل البيانات غير قابلة للاسترداد. بالنسبة للمستهلكين، من المحتمل أن تكون البيانات غير قابلة للاسترداد، لكن الخبراء الذين لديهم الأدوات المناسبة قد ينجحون. تعمل NAND بشكل مشابه لذاكرة الوصول العشوائي ( RAM )؛ بمجرد فقدان الشحن، تختفي البيانات.

خاتمة

على الرغم من أن TRIM يعد أمرًا أساسيًا يعمل على تحسين أداء محركات أقراص SSD وطول عمرها، إلا أنه يأتي مع جانب سلبي كبير: استحالة استعادة البيانات بمجرد حذف الملف. وهذا يجعل من الضروري أن يكون المستخدمون على دراية بالآثار المترتبة على استخدام محركات أقراص SSD التي تدعم تقنية TRIM وأن يتخذوا الاحتياطات اللازمة، مثل النسخ الاحتياطية المنتظمة، لتجنب فقدان البيانات بشكل دائم. إن فهم طريقة عمل TRIM وتأثيرها يمكن أن يساعد المستخدمين على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن حلول تخزين البيانات الخاصة بهم.