smart 又名：硬盤保護(hù)技術(shù)

abel-module="para" style="word-wrap: break-word; margin-bottom: 15px; white-space: normal; text-transform: none; word-spacing: 0px; zoom: 1; color: rgb(51,51,51); font: 14px/24px arial, 宋體, sans-serif; widows: 1; letter-spacing: normal; background-color: rgb(255,255,255); text-indent: 2em; -webkit-text-stroke-width: 0px">S.M.A.R.T.（自監(jiān)測、分析、報告技術(shù)）：這是現(xiàn)在硬盤普遍采用的數(shù)據(jù)安全技術(shù)，在硬盤工作的時候監(jiān)測系統(tǒng)對電機(jī)、電路、磁盤、磁頭的狀態(tài)進(jìn)行分析，當(dāng)有異常發(fā)生的時候就會發(fā)出警告，有的還會自動降速并備份數(shù)據(jù)。

早在上個世紀(jì)九十年代，人們就意識到數(shù)據(jù)的寶貴性勝于硬盤自身價值，渴望有種技術(shù)能對硬盤故障進(jìn)行預(yù)測并實現(xiàn)相對安全的數(shù)據(jù)保護(hù)，因此S.M.A.R.T技術(shù)應(yīng)運而生。目前，大多數(shù)硬盤的平均無故障時間（MTBF）一般在30000小時以上，有些高端產(chǎn)品可達(dá)120萬小時。但是對于不少用戶，特別是商業(yè)用戶而言，一次普通的硬盤故障便足以造成災(zāi)難性后果，所以時至今日，S.M.A.R.T技術(shù)仍為我們所用。

該技術(shù)由Compaq公司率先開發(fā)，IBM、希捷、富士通、昆騰等硬盤廠商參與修正，

并融合了Compaq公司的IntelliSafe診斷技術(shù)和IBM的PFA檢測技術(shù)特點。

1995年5月，Compaq公司向Small Form Factor(SFF）委員會提交了IntelliSafe的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)報告（SFF-8035i）；1996年1月進(jìn)行1.0版的修正(SFF-8035R2）；1996年6月進(jìn)行了1.3版的修正（SFF-8055），并聯(lián)合IBM等公司向SFF正式申請將IntelliSafe技術(shù)加入到ATA-3的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，正式更名為S.M.A.R.T

作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，S.M.A.R.T規(guī)定了硬盤制造廠商應(yīng)遵循的標(biāo)準(zhǔn)。滿足S.M.A.R.T標(biāo)準(zhǔn)的條件主要包括：在設(shè)備制造期間完成S.M.A.R.T需要的各項參數(shù)、屬性的設(shè)定；在特定系統(tǒng)平臺下，能夠正常使用S.M.A.R.T；通過BIOS檢測，能夠識別設(shè)備是否支持S.M.A.R.T并可顯示相關(guān)信息，而且能辨別有效和失效的S.M.A.R.T信息；允許用戶自由開啟和關(guān)閉S.M.A.R.T功能；在用戶使用過程中，能提供S.M.A.R.T的各項有效信息，確定設(shè)備的工作狀態(tài)，并能發(fā)出相應(yīng)的修正指令或警告。在硬盤以及操作系統(tǒng)都支持S.M.A.R.T.技術(shù)并且該技術(shù)默認(rèn)開啟的的情況下，在不良狀態(tài)出現(xiàn)時S.M.A.R.T.技術(shù)能夠在屏幕上顯示英文警告信息：“WARNING：IMMEDIATLY BACKUP YOUR DATA AND REPLACE YOUR HARD DISK DRIVE，A FAILURE MAY BE IMMINENT．” （警告：立刻備份你的數(shù)據(jù)同時更換硬盤驅(qū)動器，可能有錯誤出現(xiàn)。）

S.M.A.R.T信息保留在硬盤的系統(tǒng)保留區(qū)（service area）內(nèi)，這個區(qū)域一般位于硬盤0物理面的最前面幾十個物理磁道，由廠商寫入相關(guān)內(nèi)部管理程序。除了S.M.A.R.T信息表外還包括低級格式化程序、加密解密程序、自監(jiān)控程序、自動修復(fù)程序等。監(jiān)測軟件通過一個名為“SMART RETURN STATUS”的命令（命令代碼為：B0h）對S.M.A.R.T信息進(jìn)行讀取，且不允許最終用戶對信息進(jìn)行修改。

S.M.A.R.T標(biāo)準(zhǔn)中采用二進(jìn)制代碼作為S.M.A.R.T的基本指令，并規(guī)定寫入標(biāo)準(zhǔn)的寄存器中，形成特定的S.M.A.R.T信息表，以供正常檢測和運行。S.M.A.R.T指令分主指令（Command）和次指令（Subcommands）。主指令主要提供設(shè)備是否支持S.M.A.R.T或忽略某一次指令特征的信息。而次指令則提供支持S.M.A.R.T設(shè)備的檢測信息。這些指令主要由設(shè)備廠商寫入，一些專業(yè)硬盤維修軟件可以通過這些代碼進(jìn)行設(shè)備的檢測。

S.M.A.R.T技術(shù)的原理是通過偵測硬盤各屬性，如數(shù)據(jù)吞吐性能、馬達(dá)起動時間、

尋道錯誤率等屬性值和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較分析，推斷硬盤的故障情況并給出提示信息，幫助用戶避免數(shù)據(jù)損失。S.M.A.R.T因此規(guī)定了專門的檢測參數(shù)，由于硬盤結(jié)構(gòu)、性能和定位上的不同，除了ATA-3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)外，廠商可以根據(jù)自己產(chǎn)品的特性提供不同的S.M.A.R.T檢測參數(shù)。普通用戶則可以通過常用的系統(tǒng)工具（如AIDA32）來查看，并通過這些參數(shù)了解硬盤的“健康”狀況。

ID檢測代碼不是唯一的，廠商可以根據(jù)需要，使用不同的ID代碼或根據(jù)檢測參數(shù)的多少增減ID代碼的數(shù)量。例如，西數(shù)公司的產(chǎn)品ID檢測代碼為“04”，檢測的參數(shù)是Start/Stop Count（加電次數(shù)），而富士通公司同樣代碼的檢測參數(shù)卻為“Number of times the spindle motor is activated”（電機(jī)激活時間）。

（Attribute Description)

屬性描述（Attribute Description）即檢測項目名稱?？捎蓮S商自定義增減，由于ATA標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，有時候同一品牌的不同型號產(chǎn)品也會有所不同。但必須確保S.M.A.R.T規(guī)定的幾個主要檢測項目（雖然不同廠商對檢測項目都有特定的命名規(guī)則，但這些監(jiān)測項目的實質(zhì)其實是一樣的）。

Read Error Rate 錯誤讀取率

Start/Stop Count 啟動/停止次數(shù)（又稱加電次數(shù)）

Relocated Sector Count 重新分配扇區(qū)數(shù)

Spin up Retry Count 旋轉(zhuǎn)重試次數(shù)（即硬盤啟動重試次數(shù)）

Drive Calibration Retry Count 磁盤校準(zhǔn)重試次數(shù)

ULTRA DMA CRC Error Rate (ULTRA DMA奇偶校驗錯誤率）

Multi-zone Error Rate 多區(qū)域錯誤率

Vendor-specific 廠商特性

需要注意的是，不同廠商、不同類型產(chǎn)品的屬性描述不盡相同。對用戶而言，無須深入了解它們的具體含義，只需了解屬性監(jiān)測值的含義即可。

（Threshold)

又稱門限值。是由硬盤廠商指定的可靠的屬性值，通過特定公式計算而得。如果有一個屬性值低于相應(yīng)的閾值，就意味著硬盤將變得不可靠，保存在硬盤里的數(shù)據(jù)也很容易丟失。可靠屬性值的組成和大小對不同硬盤來說是有差異的。這里需要注意的是，ATA標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了一些S.M.A.R.T參數(shù)，它沒有規(guī)定具體的數(shù)值，“Threshold”的數(shù)值是廠商根據(jù)自己產(chǎn)品特性而確定的。因此，用廠商自己提供的檢測軟件往往會跟Windows下的檢測軟件（例如AIDA32）的檢測結(jié)果有較大出入。這里，我們推薦以廠商軟件的檢測結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)，因為Windows環(huán)境下，系統(tǒng)要求硬盤的啟動程序比DOS下多得多，這可能導(dǎo)致硬盤S.M.A.R.T值比DOS環(huán)境下檢測的波動更大。以參數(shù)Raw ErrorRate（錯誤讀取率）為例：該參數(shù)的計算公式為10×log10（主機(jī)和硬盤之間所傳輸數(shù)據(jù)的扇區(qū)數(shù)）×512×8/重讀的扇區(qū)數(shù)。其中 “512×8”是把扇區(qū)數(shù)轉(zhuǎn)化為所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位（bits），這個值只在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位處于10^10～10^12范圍時才作計算，而當(dāng)Windows系統(tǒng)啟動后，主機(jī)和硬盤之間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)扇區(qū)大于或等于10^12時，此值將重新復(fù)位。這就是為什么有些值在不同的操作環(huán)境、不同檢測程序下時波動較大的原因。

（Attribute value)

屬性值是指硬盤出廠時預(yù)設(shè)的最大正常值，一般范圍為1～253。通常，最大的屬性值等于100（適用于IBM、昆騰、富士通）或253（適用于三星）。當(dāng)然，也有例外的時候，比如由西部數(shù)據(jù)公司生產(chǎn)的部分型號硬盤，就用了兩個不同的屬性值，最初生產(chǎn)時屬性值設(shè)為200，但后來生產(chǎn)的硬盤屬性值又改為100。

（Worst)

最大出錯值是硬盤運行中曾出現(xiàn)過的最大的非正常值。它是對硬盤累計運行的計算值，根據(jù)運行周期，該數(shù)值會不斷地刷新，并且會非常接近閾值。S.M.A.R.T分析和判定硬盤的狀態(tài)是否正常，就是根據(jù)這個數(shù)值和閾值的比較結(jié)果而定。新硬盤開始時有最大的屬性值，但隨著日常使用或出現(xiàn)錯誤，該值會不斷減小。因此，較大的屬性值意味著硬盤質(zhì)量較好而且可靠性較高，而較小的屬性值則意味著故障發(fā)生的可能性增大。

（Date)

是硬盤各檢測項目運行中的實際數(shù)值，很多項目是累計值。例如：圖3中的Start/Stop Count（啟停次數(shù)），累計的實際值是436，即該硬盤從開始到現(xiàn)在累計加電啟停436次。

（Status)

這是S.M.A.R.T針對前面的各項屬性值進(jìn)行比較分析后，提供的硬盤各屬性目前的狀態(tài)，也是我們直觀判斷硬盤“健康”狀態(tài)的重要信息。根據(jù)S.M.A.R.T的規(guī)定，這種狀態(tài)一般有正常、警告和報告故障或錯誤等3種狀態(tài)。S.M.A.R.T判定出這3個狀態(tài)與S.M.A.R.T的 Pre-failure/advisory BIT（預(yù)知錯誤/發(fā)現(xiàn)位）參數(shù)的賦值密切相關(guān)。

當(dāng)Pre-failure/advisory BIT=0，并且可靠屬性值遠(yuǎn)大于閾值的情況下，為正常提示“OK”標(biāo)志。當(dāng)Pre-failure/advisory BITt=0，并且可靠屬性值大于閾值但接近閾值臨界值時，為警告提示“！”標(biāo)志；當(dāng)Pre-failure/advisory BITt=1，并且可靠屬性值小于閾值時，為報告故障或錯誤提示“?。。?rdquo;標(biāo)志。

在圖2中，我們發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)“OK”標(biāo)志的正常狀態(tài)下有“值正常”（Value is Normal）和“總是略過”（Always Passing）兩個狀態(tài)說明。它們的區(qū)別是：“值正常”表明此項S.M.A.R.T值是正常的，硬盤沒有故障；“永遠(yuǎn)略過”則表明此項只是某參數(shù)的記錄，沒有合格與不合格的標(biāo)準(zhǔn)，如“Power on time count”，這個參數(shù)只是記錄了硬盤已經(jīng)加電工作的時間，這個參數(shù)應(yīng)當(dāng)永遠(yuǎn)合格，它不用來衡量硬盤的性能，因此顯示為“OK:Value is Normal”。

下面我們以ID為“04”的Start/Stop Count（加電次數(shù)）檢測參數(shù)為例，完整地來理解這7列參數(shù)的意義：從圖2中我們看到此參數(shù)規(guī)定的屬性正常值（Attribute value）為“100”，這個正常值是通過計算公式：“100-硬盤正常使用壽命期間的加電次數(shù)/1024”而給出的。而最大出錯值是硬盤運行的累計計算值。例如如果是新硬盤，則加電次數(shù)為0，因此為100-0/1024=100，最大出錯值=屬性正常值。隨著加電次數(shù)的增加，該最大出錯值不斷變化。廠商規(guī)定的閾值為20，即當(dāng)硬盤的開關(guān)電次數(shù)達(dá)到81920次時（100-81920/1024=20），最大出錯值=閾值，系統(tǒng)就會提示用戶備份數(shù)據(jù)。因此，加電次數(shù)在81920次范圍之內(nèi)，并且最大出錯值始終大于閾值20的狀態(tài)下，均為正常。圖中的加電次數(shù)（Date實際值）為107次，因此最大出錯值近似為100，狀態(tài)顯示為“OK:Value is Normal（值正常）”。需要特別注意的是：每一個參數(shù)所給出的值都是經(jīng)過一些特定的計算公式而給出的。作為用戶，只要觀察“Worst”和“Threshold”值的關(guān)系，并注意狀態(tài)提示屬性狀態(tài)信息即可大致了解硬盤的健康狀況。

在非ATA平臺上的實現(xiàn)

由于目前硬盤領(lǐng)域存在ATA和SCSI兩種標(biāo)準(zhǔn)，所以不可否認(rèn)，S.M.A.R.T技術(shù)是同時支持這兩個系列的產(chǎn)品的，只是在一些參數(shù)設(shè)定上存在一些差異，在關(guān)鍵參數(shù)上SCSI比ATA硬盤更為復(fù)雜。但在實際運作中，由于用戶和使用環(huán)境不同，S.M.A.R.T對ATA/IDE系統(tǒng)的干預(yù)比SCSI系統(tǒng)要多一些，而對SCSI故障的判定更為專業(yè)和準(zhǔn)確些。SCSI硬盤的S.M.A.R.T技術(shù)與ATA硬盤的S.M.A.R.T技術(shù)相比更為復(fù)雜，以下僅列舉SCSI硬盤所特有參數(shù)中的一部分。

PrimaryTemp：硬盤盤體的工作溫度

Secondary Temp：PCB板周圍的工作溫度

Min and Max Temp：在一段時間內(nèi)硬盤盤體的最高和最低工作溫度

Velocity Observer Count：在一段時間內(nèi)伺服尋道時偏離指定磁道的次數(shù)

12V：12V供電電壓值

5V：5V供電電壓值

MR Res：MR磁頭的電阻值

Sectors Read：在一段時間內(nèi)從硬盤中讀取的扇區(qū)數(shù)

Sectors Written：在一段時間內(nèi)數(shù)據(jù)寫入硬盤中的扇區(qū)數(shù)

在ATA/IDE環(huán)境下，由主機(jī)上的軟件對S.M.A.R.T“報告狀態(tài)”命令生成的、來自硬盤的報警信號進(jìn)行解讀。主機(jī)對硬盤進(jìn)行查詢，以檢查這一命令的狀態(tài)，如果顯示馬上要發(fā)生故障，就將告警信號送至最終用戶或系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)管理員就安排關(guān)機(jī)時間，以備份數(shù)據(jù)和更換硬盤。主系統(tǒng)除對來自硬盤的“報告狀態(tài)”命令進(jìn)行評估外，還可對屬性和告警報告進(jìn)行評估。在SCSI環(huán)境下，S.M.A.R.T則只報告“狀況完好”或“出現(xiàn)故障”。由硬盤進(jìn)行故障判斷，再由主機(jī)通知用戶采取措施。在SCSI標(biāo)準(zhǔn)中有一個檢測位，當(dāng)硬盤確定可靠性出現(xiàn)問題時，檢測位就打上標(biāo)記并通知最終用戶或系統(tǒng)管理員，采取相應(yīng)措施。

在USB標(biāo)準(zhǔn)中，USB不能用于計算機(jī)內(nèi)部儲存設(shè)備的基本總線（如ATA，SCSI等），其本身沒有為S.M.A.R.T.提供傳輸數(shù)據(jù)的途徑。在使用ATA硬盤，以USB為傳輸端口的移動硬盤中，即使硬盤內(nèi)S.M.A.R.T.仍然運作，但沒辦法直接向系統(tǒng)提供S.M.A.R.T.的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在新的移動硬盤的內(nèi)部驅(qū)動轉(zhuǎn)換電路已經(jīng)能以一些方法將硬盤內(nèi)S.M.A.R.T.的數(shù)據(jù)通過USB傳輸?shù)较到y(tǒng)或監(jiān)控程序中讀取。