Dyski SSD NVMe z segmentu budżetowego często oferują bardzo dobrą wydajność w stosunku do ceny, jednak w wielu przypadkach ich konstrukcja powoduje zwiększone ryzyko awarii. Jednym z modeli, który stosunkowo często trafia do laboratoriów odzyskiwania danych, jest Goodram PX500.

W poniższym case study przedstawiamy realizację odzyskiwania danych z tego dysku w sytuacji, gdy standardowe narzędzia laboratoryjne nie oferowały wsparcia dla zastosowanej konfiguracji pamięci NAND.

Dysk dostarczył nam klient z okolic Piaseczna pod Warszawą. 

Charakterystyka modelu PX500

Dyski Goodram PX500 bazują na kontrolerze Silicon Motion SM2263XT, który jest popularnym rozwiązaniem stosowanym w nośnikach NVMe bez pamięci DRAM (DRAM-less).

Kontroler ten współpracuje z różnymi typami pamięci NAND produkowanych przez różnych producentów, najczęściej:

• SK Hynix
• Micron

W kontekście odzyskiwania danych ma to bardzo duże znaczenie, ponieważ dostępność wsparcia w narzędziach laboratoryjnych zależy od konkretnej konfiguracji sprzętowej.

Ograniczenia narzędzi do odzyskiwania danych

Jednym z najważniejszych narzędzi wykorzystywanych w profesjonalnych laboratoriach jest system PC-3000 firmy ACE Laboratory.

W przypadku kontrolera Silicon Motion SM2263XT narzędzie to oferuje wsparcie dla części konfiguracji sprzętowych, jednak w praktyce dotyczy to głównie wersji wykorzystujących pamięci:

• SK Hynix

Wersje dysków wyposażone w pamięci NAND produkowane przez Micron często nie są obsługiwane przez standardowe procedury odzyskiwania.

W takich przypadkach narzędzie nie umożliwia poprawnej rekonstrukcji translatora i mapy logicznej danych zapisanych w pamięci NAND.

Typowe objawy awarii

Dysk dostarczony do laboratorium wykazywał następujące objawy:

• brak wykrywania w systemie operacyjnym
• brak inicjalizacji kontrolera NVMe
• niestabilne zachowanie podczas prób komunikacji z kontrolerem

Po przeprowadzeniu diagnostyki ustalono, że problem nie dotyczył elektroniki, lecz wewnętrznych struktur zarządzania pamięcią NAND.

Tego typu awarie są stosunkowo częste w dyskach wykorzystujących pamięci produkowane przez Micron, które w niektórych seriach wykazują zwiększoną podatność na degradację komórek pamięci.

Analiza konstrukcji dysku

Po demontażu osłony dysku przeprowadzono identyfikację komponentów.

W analizowanym egzemplarzu zastosowano:

• kontroler Silicon Motion SM2263XT
• kości NAND produkowane przez Micron

Brak wsparcia dla tej konfiguracji w systemie PC-3000 oznaczał, że standardowa procedura odzyskiwania danych nie mogła zostać zastosowana.

Opracowanie alternatywnej metody odzyskiwania

Ze względu na rosnącą liczbę podobnych przypadków nasz zespół badawczo-rozwojowy opracował własną metodę pracy z dyskami:

Goodram PX500
wyposażonymi w:

• kontroler Silicon Motion SM2263XT
• pamięci NAND Micron

Metoda ta obejmuje analizę struktury zapisu danych w pamięci NAND oraz rekonstrukcję mapy logicznej danych bez wykorzystania standardowych algorytmów dostępnych w narzędziach komercyjnych.

Proces ten wymaga szczegółowej analizy:

• struktury stron pamięci NAND
• sposobu mapowania bloków
• algorytmów zarządzania błędami ECC

Po naszej ingerencji i wykorzystaniu PC3000 dysk zgłasza się bez modelu, numeru seryjnego oraz z zafałszowaną pojemnością, ale uzyskujemy możliwość kopiowania sektorów. Reszta zależy od stopnia degradacji pamięci oraz od tego czy błędy się korygują czy nie. 

Odzyskiwanie danych z dysku SSD Goodram PX500 na pamięciach Micron

Proces odzyskiwania danych

Prace odzyskiwania danych obejmowały kilka etapów.

1. Diagnostyka kontrolera

Na początku przeprowadzono analizę komunikacji z kontrolerem Silicon Motion SM2263XT w celu ustalenia, czy możliwe będzie pozyskanie części informacji o strukturze danych.

2. Analiza pamięci NAND

Następnie wykonano szczegółową analizę pamięci NAND produkcji Micron.

Ten etap pozwolił określić:

• strukturę bloków pamięci
• rozmieszczenie metadanych
• sposób zapisu mapowania logicznego

3. Rekonstrukcja translatora

Najbardziej złożonym etapem była rekonstrukcja translatora, czyli mapy pozwalającej powiązać logiczne adresy sektorów z fizycznymi lokalizacjami danych w pamięci NAND.

W przypadku dysków SSD translator jest dynamicznie aktualizowany przez kontroler i jego uszkodzenie często uniemożliwia dostęp do danych.

Dzięki opracowanej metodzie możliwe było odtworzenie tej struktury. Po naszej pracy dysk nie zgłasza się w PC3000 ( nie ma numery seryjnego, modelu i poprawnej pojemności),a 

4. Rekonstrukcja systemu plików

Po zrekonstruowaniu mapy logicznej wykonano rekonstrukcję struktury systemu plików i odzyskanie danych użytkownika.

Wynik realizacji

Po zakończeniu procesu udało się odzyskać zdecydowaną większość danych znajdujących się na dysku.

Kluczowym elementem sukcesu była możliwość pracy z konfiguracją sprzętową, która nie jest obsługiwana przez standardowe procedury dostępne w narzędziach takich jak PC-3000.

Wnioski z realizacji

Ten przypadek pokazuje kilka ważnych aspektów odzyskiwania danych z nowoczesnych dysków SSD.

  1. Różne wersje tego samego modelu dysku mogą wykorzystywać różne typy pamięci NAND.

  2. Dostępność wsparcia w narzędziach laboratoryjnych zależy od konkretnej konfiguracji sprzętowej.

  3. Pamięci NAND produkowane przez Micron w niektórych modelach wykazują zwiększoną awaryjność.

  4. W wielu przypadkach odzyskiwanie danych wymaga opracowania niestandardowych metod analizy danych.

Dzięki własnym procedurom badawczo-rozwojowym możliwe było skuteczne odzyskanie danych z dysku Goodram PX500 wyposażonego w kontroler Silicon Motion SM2263XT oraz pamięci Micron, mimo braku oficjalnego wsparcia dla tej konfiguracji w narzędziach wykorzystywanych w profesjonalnych laboratoriach odzyskiwania danych.