SSD kapot en geen back-up: wat nu?

Zelfs als een harde schijf fysiek sneuvelt, vallen data vaak nog te redden. Wat is echter de kans dat waardevolle gegevens een probleem met een SSD overleven?

Iedere pc, zakelijk of persoonlijk, die vandaag de naam waardig is, heeft een SSD als systeemschijf. De dingen zijn veel sneller dan een HDD en kunnen in theorie beter tegen een stootje aangezien ze geen bewegende onderdelen bevatten. Dat wil niet zeggen dat ze niet kunnen crashen. Gezien de rol die de SSD speelt in een hedendaags systeem is de kans groot dat zo’n crash cruciale gegevens met zich mee de dieperik in sleurt. Geen probleem voor jou natuurlijk, aangezien je een back-up hebt liggen, maar wat met de gegevens van minder voorzienige collega’s zonder reservekopie? Is het bij een SSD ook mogelijk om data te recupereren na een fatale crash, naar analogie met een harde schijf?

Het korte antwoord is ja. Het iets langere antwoord luidt “Ja, maar…”. Melvin Plak, Global Data Recovery Lab Manager bij het herstellabo van Seagate Technology, legt uit wat er achter de ‘maar’ thuishoort. In zijn labo herstelt hij niet alleen harde schijven van Seagate, maar ook van andere fabrikanten. Sinds enkele jaren verschijnen er ook steeds meer SSD’s van allerhande merken op de werkbank. Veel hangt af van de oorzaak van het probleem. We lopen door de scenario’s.

Een bestand is verdwenen

Eerst en vooral is het interessant om weten dat het type SSD niet echt een impact heeft op herstelkansen. SATA, SAS of NVMe: achter de aansluiting zit steeds een controller met daarachter een verzameling van flash-chips, opgebouwd uit SLC-, TLC- of MLC-NAND-geheugen.

Het eenvoudigste scenario is dat van een menselijke fout: jij hebt je data per ongeluk gewist en die ene levensbelangrijke spreadsheet zit helaas ook niet meer in de prullenbak. In dat geval is het herstelproces vrij gelijkaardig aan dat van een HDD. Een gewist bestand blijft immers bestaan totdat het overschreven wordt op het opslagmedium. De bits en bytes van de spreadsheet zijn met andere woorden nog terug te vinden op de SSD, zelfs nadat je de delete-knop induwde. Ze zijn enkel onvindbaar voor het OS.

 

Verschillende fabrikanten gebruiken verschillende controllers met eigen firmware, wat dataherstel bemoeilijkt.

Recuperatie van de gegevens gebeurt in dat geval met gespecialiseerde software. Dat kan in het labo, maar kan je met de juiste tools in principe ook zelf doen. Eén ding is van levensbelang: stop met de SSD te gebruiken. Hoe langer de SSD actief is, hoe groter de kans dat de gesneuvelde bestanden overschreven worden en de kans op herstel volledig verdwijnt.

Trimming: moordenaar van verwijderde bestanden

Bij SSD’s is er een bijkomstig probleem dat HDD’s niet kennen: ‘trimming’. “Idealiter verdwijnt een bestand door een fout van het besturingssysteem”, vertelt Plak. Het probleem schuilt in de opbouw van het NAND-flash-geheugen waaruit de SSD is opgebouwd. NAND-cellen die bits en bytes bijhouden, worden gegroepeerd in een rooster. Iedere rij van zo’n rooster is een page en pages worden gegroepeerd in een block. “SSD’s kunnen pages niet individueel wissen”, verduidelijkt Plak. “Verwijderen gebeurt altijd op block-niveau.”

Delete je een bestand, dan zorgt de trim-functie ervoor dat het block gewist wordt en de waarde ervan naar 0 wordt gezet. Dat maakt het eenvoudiger voor het OS om een nieuw bestand naar het lege block te schrijven wanneer nodig, maar heeft als neveneffect dat de bits en bytes waaruit je spreadsheet bestaat verdwijnen nog voor ze overschreven worden.

Elektrische schade

Nog moeilijker wordt het wanneer een SSD te maken krijgt met elektrische schade. Dat kan enerzijds een stroomstoot zijn waardoor de circuits doorbranden, maar ook het omgekeerde is gevaarlijk. Als de stroom plots wegvalt, ontstaat er een risico op corruptie van bestanden. Sommige (professionelere) SSD’s zijn hiertegen beschermd. Helemaal vervelend wordt het wanneer de corruptie op het niveau van de mapping table plaatsvindt. Bestanden worden op een SSD weggeschreven over verschillende NAND-cellen heen. De mapping table houdt bij welk stuk bestand waar staat. Als die table faalt, moet de inhoud van de schijf terug bij elkaar gepuzzeld worden en dat is niet vanzelfsprekend.

 

Als de stroom plots wegvalt, ontstaat er een risico op corruptie van bestanden.

 

Als de schade na een stroomstoot zich beperkt tot de controller, is het probleem eenvoudig opgelost, zeker op een oudere SSD. In het labo kunnen technici dan gewoon de defecte controller vervangen door een nieuw exemplaar van dezelfde fabrikant. Die kan dan in principe meteen aan de slag met het achterliggende flash-geheugen.

Reverse engineering

Complexere problemen benaderen experts geval per geval. Hoe een SSD data opslaat, verschilt van fabrikant tot fabrikant en zelfs van model tot model. Data opnieuw bij elkaar puzzelen gaat enkel wanneer je weet hoe die verdeeld werd over de SSD en daar komt vaak reverse engineering van de controller-firmware bij kijken. Hoe een controller precies werkt, heeft immers impact op de prestaties van een SSD. Dat is niet iets dat een OEM zomaar wil delen met een extern labo.

“Het belang van de controller is misschien wel het grootste verschil met HDD’s”, weet Plak. Waar je met een harde schijf nog ergens raakt als je de data op de platters kan lezen, is zoiets geen optie bij SSD’s. “Wanneer we de flash-modules los solderen en manueel uitlezen, weten we nog niet hoe bestanden zijn weggeschreven dus kunnen we ze ook niet zomaar samenpuzzelen.”

 

Een SSD bestaat uit verschillende flash-modules. Bestanden worden door de controller weggeschreven over al die modules heen. Is er één stuk, dan zijn alle bestanden op de SSD verloren.

Als er sprake is van encryptie via de drive kan de situatie echt hopeloos worden. Is de encryptiesleutel verloren gegaan met het defect van de SSD, dan kan het recoveryteam niets meer zien dan willekeurige eentjes en nulletjes. Die opnieuw bij elkaar puzzelen is onbegonnen werk.

Instabiliteit

Tot slot speelt de leeftijd van SSD’s. De TLC-, SLC- of MLC-NAND-cellen waaruit het geheugen van de schijf is opgebouwd, hebben een houdbaarheidsdatum. Hoe meer je ze gebruikt, hoe sneller ze slijten. Na verloop van tijd  worden de cellen instabiel en dus onbetrouwbaar. SSD’s zijn daarop voorzien. Enerzijds hebben ze vaak extra cellen aan boord om oude exemplaren te vervangen, anderzijds zijn ze ontworpen voor een vooraf aangegeven hoeveelheid schrijfopdrachten. OEM’s bouwen hun SSD’s in principe om vele jaren zonder problemen dienst te doen, maar op een bepaald moment loop je (net als bij een HDD) tegen slijtage aan.

 

Na verloop van tijd  worden NAND-cellen instabiel en dus onbetrouwbaar.

 

In principe moet je OS je vertellen wanneer een SSD de pensioenleeftijd nadert. Blijf je de drive toch gebruiken, dan loop je het risico op corruptie. Voorkomen is hier beter dan genezen. Zelfs zonder pop-up zijn er tekenen waaraan je kan zien dat het tijd is om een drive te vervangen. Zo zal het kopiëren van bestanden plots veel langer duren. Of er data te redden valt van een dementerende SSD hangt opnieuw van geval tot geval af. De drives zijn veel gevoeliger aan gedeeltelijke schade dan HDD’s.

“Als slechts één geheugenchip op een SSD corrupt is, is het onmogelijk om bestanden te recoveren. Ze worden immers weggeschreven over alle flash-chips heen. Zodra er één onleesbaar is, zijn alle bestanden verloren.”

Back-ups

Data van SSD’s terughalen is dus niet onmogelijk, maar wel aanzienlijk uitdagender dan bij HDD’s. De manier waarop een SSD werkt, zorgt er in veel meer gevallen voor dat gegevens voor altijd verdwijnen. Zelfs experts hebben in zo’n geval weinig manoeuvreerruimte. Loopt er iets mis, zet dan je pc af en gebruik de SSD niet meer, zo vergroot je de kans op succesvol herstel.

Idealiter zorg je er natuurlijk voor dat je data niet afhankelijk is van de overleving van één enkele SSD. “Het is een groot misverstand dat SSD’s niet stuk kunnen gaan”, bevestigt Plak. Maak daarom altijd een back-up van belangrijke bestanden.