硬盘SMART检测参数详解.docx
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硬盘SMART检测参数详解
Documentnumber：
NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
硬盘SMART检测参数详解
硬盘SMART检测参数详解
一、SMART概述
用户最不愿意看到的事情，莫过于在毫无警告的情况下发现硬盘崩溃了。
诸如RAID的备份和存储技术可以在任何时候帮用户恢复数据，但为预防硬件崩溃造成数据丢失所花费的代价却是相当可观的，特别是在用户从来没有提前考虑过在这些情况下的应对措施时。
硬盘的故障一般分为两种：
可预测的（predictable）和不可预测的（unpredictable）。
后者偶而会发生，也没有办法去预防它，例如芯片突然失效，机械撞击等。
但像电机轴承磨损、盘片磁介质性能下降等都属于可预测的情况，可以在在几天甚至几星期前就发现这种不正常的现象。
对于可预测的情况，如果能通过磁盘监控技术，通过测量硬盘的几个重要的安全参数和评估他们的情况，然后由监控软件得出两种结果：
“硬盘安全”或“不久后会发生故障”。
那么在发生故障前，至少有足够的时间让使用者把重要资料转移到其它储存设备上。
最早期的硬盘监控技术起源于1992年，IBM在AS/400计算机的IBM0662SCSI2代硬盘驱动器中使用了后来被命名为PredictiveFailureAnalysis（故障预警分析技术）的监控技术，它是通过在固件中测量几个重要的硬盘安全参数和评估他们的情况，然后由监控软件得出两种结果：
“硬盘安全”或“不久后会发生故障”。
不久，当时的微机制造商康柏和硬盘制造商希捷、昆腾以及康纳共同提出了名为IntelliSafe的类似技术。
通过该技术，硬盘可以测量自身的的健康指标并将参量值传送给操作系统和用户的监控软件中，每个硬盘生产商有权决定哪些指标需要被监控以及设定它们的安全阈值。
1995年，康柏公司将该技术方案提交到SmallFormAnalysisAndReportingTechnology），全称就是“自我检测分析与报告技术”，成为一种自动监控硬盘驱动器完好状况和报告潜在问题的技术标准。
SMART的目的是监控硬盘的可靠性、预测磁盘故障和执行各种类型的磁盘自检。
如今大部分的ATA/SATA、SCSI/SAS和固态硬盘都搭载内置的SMART系统。
作为行业规范，SMART规定了硬盘制造厂商应遵循的标准，满足SMART标准的条件主要包括：
1）在设备制造期间完成SMART需要的各项参数、属性的设定；
2）在特定系统平台下，能够正常使用SMART；通过BIOS检测，能够识别设备是否支持SMART并可显示相关信息，而且能辨别有效和失效的SMART信息；
3）允许用户自由开启和关闭SMART功能；
4）在用户使用过程中，能提供SMART的各项有效信息，确定设备的工作状态，并能发出相应的修正指令或警告。
在硬盘及操作系统都支持SMART技术并且开启的情况下，若硬盘状态不良，SMART功能会在开机时响起警报，SMART技术能够在屏幕上显示英文警告信息：
“WARNINGIMMEDIATLYBACKUPYOURDATAANDREPLACEYOURHARDDISKDRIVE，AFAILUREMAYBEIMMINENT．”（警告：
立刻备份你的数据并更换硬盘，硬盘可能失效。
）
SMART功能不断从硬盘上的各个传感器收集信息，并把信息保存在硬盘的系统保留区（servicearea）内，这个区域一般位于硬盘0物理面的最前面几十个物理磁道，由厂商写入相关的内部管理程序。
这里除了SMART信息表外还包括低级格式化程序、加密解密程序、自监控程序、自动修复程序等。
用户使用的监测软件通过名为“SMARTReturnStatus”的命令（命令代码为：
B0h）对SMART信息进行读取，且不允许最终用户对信息进行修改。
smartmontools是smart的的软件包程序，由smartctl和smartd两部分工具程序组成，它们一起为Linux平台提供对磁盘退化和故障的高级警告。
ID
属性ID，通常是一个1到255之间的十进制或十六进制的数字。
硬盘SMART检测的ID代码以两位十六进制数表示（括号里对应的是十进制数）硬盘的各项检测参数。
目前，各硬盘制造商的绝大部分SMARTID代码所代表的参数含义是一致的，但厂商也可以根据需要使用不同的ID代码，或者根据检测项目的多少增减ID代码。
一般来说，以下这些检测项是必需的：
01（001）Raw_Read_Error_Rate底层数据读取错误率
04（004）Start_Stop_Count启动/停止计数
05（005）Reallocated_Sector_Ct重映射扇区数
09（009）Power_On_Hours通电时间累计，出厂后通电的总时间，一般磁盘寿命三万小时
0A（010）Spin_Retry_Count主轴起旋重试次数（即硬盘主轴电机启动重试次数）
0B（011）Calibration_Retry_Count磁盘校准重试次数
0C（012）Power_Cycle_Count磁盘通电次数
C2（194）Temperature_Celsius温度
C7（199）UDMA_CRC_Error_Count奇偶校验错误率
C8（200）Write_Error_Rate:
写错误率
F1（241）Total_LBAs_Written：
表示磁盘自出厂总共写入的的数据，单位是LBAS=512Byte
F2（242）Total_LBAs_Read：
表示磁盘自出厂总共读取的数据，单位是LBAS=512Byte
ATTRIBUTE_NAME
硬盘制造商定义的属性名。
，即某一检测项目的名称，是ID代码的文字解释。
FLAG
属性操作标志（可以忽略）
当前值（value）
当前值是各ID项在硬盘运行时根据实测原始数据（Rawvalue）通过公式计算的结果，1到253之间。
253意味着最好情况，1意味着最坏情况。
计算公式由硬盘厂家自定。
硬盘出厂时各ID项目都有一个预设的最大正常值，也即出厂值，这个预设的依据及计算方法为硬盘厂家保密，不同型号的硬盘都不同，最大正常值通常为100或200或253，新硬盘刚开始使用时显示的当前值可以认为是预设的最大正常值（有些ID项如温度等除外）。
随着使用损耗或出现错误，当前值会根据实测数据而不断刷新并逐渐减小。
因此，当前值接近临界值就意味着硬盘寿命的减少，发生故障的可能性增大，所以当前值也是判定硬盘健康状态或推测寿命的依据之一。
最差值（Worst）
最差值是硬盘运行时各ID项曾出现过的最小的value。
最差值是对硬盘运行中某项数据变劣的峰值统计，该数值也会不断刷新。
通常，最差值与当前值是相等的，如果最差值出现较大的波动（小于当前值），表明硬盘曾出现错误或曾经历过恶劣的工作环境（如温度）。
临界值（Threshold）
在报告硬盘FAILED状态前，WORST可以允许的最小值。
临界值是硬盘厂商指定的表示某一项目可靠性的门限值，也称阈值，它通过特定公式计算而得。
如果某个参数的当前值接近了临界值，就意味着硬盘将变得不可靠，可能导致数据丢失或者硬盘故障。
由于临界值是硬盘厂商根据自己产品特性而确定的，因此用厂商提供的专用检测软件往往会跟Windows下检测软件的检测结果有较大出入。
硬盘的每项SMART信息中都有一个临界值（阈值），不同硬盘的临界值是不同的，SMART针对各项的当前值、最差值和临界值的比较结果以及数据值进行分析后，提供硬盘当前的评估状态，也是我们直观判断硬盘健康状态的重要信息。
根据SMART的规定，状态一般有正常、警告、故障或错误三种状态。
SMART判定这三个状态与SMART的Pre-failure/advisoryBIT（预测错误/发现位）参数的赋值密切相关，当Pre-failure/advisoryBIT=0，并且当前值、最差值远大于临界值的情况下，为正常标志。
当Pre-failure/advisoryBIT=0，并且当前值、最差值大于但接近临界值时，为警告标志；当Pre-failure/advisoryBIT=1，并且当前值、最差值小于临界值时，为故障或错误标志
原始值（RAW_VALUE）
制造商定义的原始值，从VALUE派生。
数据值是硬盘运行时各项参数的实测值，大部分SMART工具以十进制显示数据。
数据值代表的意义随参数而定，大致可以分为三类：
1）数据值并不直接反映硬盘状态，必须经过硬盘内置的计算公式换算成当前值才能得出结果；
2）数据值是直接累计的，如Start/StopCount（启动/停止计数）的数据是50，即表示该硬盘从出厂到现在累计启停了50次；
3）有些参数的数据是即时数，如Temperature（温度）的数据值是44，表示硬盘的当前温度是44℃。
因此，有些参数直接查看数据也能大致了解硬盘目前的工作状态。
TYPE
属性的类型（Pre-fail或Oldage）。
Pre-fail类型的属性可被看成一个关键属性，表示参与磁盘的整体SMART健康评估（PASSED/FAILED）。
如果任何Pre-fail类型的属性故障，那么可视为磁盘将要发生故障。
另一方面，Oldage类型的属性可被看成一个非关键的属性（如正常的磁盘磨损），表示不会使磁盘本身发生故障。
UPDATED
表示属性的更新频率。
Offline代表磁盘上执行离线测试的时间。
WHEN_FAILED
如果VALUE小于等于THRESH，会被设置成“FAILING_NOW”；如果WORST小于等于THRESH会被设置成“In_the_past”；如果都不是，会被设置成“-”。
在“FAILING_NOW”情况下，需要尽快备份重要文件，特别是属性是Pre-fail类型时。
“In_the_past”代表属性已经故障了，但在运行测试的时候没问题。
“-”代表这个属性从没故障过。
一般情况下，用户只要观察当前值、最差值和临界值的关系，并注意状态提示信息即可大致了解硬盘的健康状况。
下面简单介绍各参数的含义，以红色标出的项目是寿命关键项，蓝色为固态硬盘（SSD）特有的项目。
在基于闪存的固态硬盘中，存储单元分为两类：
SLC（SingleLayerCell，单层单元）和MLC（Multi-LevelCell，多层单元）。
SLC成本高、容量小、但读写速度快，可靠性高，擦写次数可高达100000次，比MLC高10倍。
而MLC虽容量大、成本低，但其性能大幅落后于SLC。
为了保证MLC的寿命，控制芯片还要有智能磨损平衡技术算法，使每个存储单元的写入次数可以平均分摊，以达到100万小时的平均无故障时间。
因此固态硬盘有许多SMART参数是机械硬盘所没有的，如存储单元的擦写次数、备用块统计等等，这些新增项大都由厂家自定义，有些尚无详细的解释，有些解释也未必准确，此处也只是仅供参考。
下面凡未注明厂商的固态硬盘特有的项均为SandForce主控芯片特有的，其它厂商各自单独注明。
01（001）底层数据读取错误率RawReadErrorRate
数据为0或任意值，当前值应远大于与临界值。
底层数据读取错误率是磁头从磁盘表面读取数据时出现的错误，对某些硬盘来说，大于0的数据表明磁盘表面或者读写磁头发生问题，如介质损伤、磁头污染、磁头共振等等。
不过对希捷硬盘来说，许多硬盘的这一项会有很大的数据量，这不代表有任何问题，主要是看当前值下降的程度。
在固态硬盘中，此项的数据值包含了可校正的错误与不可校正的RAISE错误（UECC＋URAISE）。
注：
RAISE（RedundantArrayofIndependentSiliconElements）意为独立硅元素冗余阵列，是固态硬盘特有的一种冗余恢复技术，保证内部有类似RAID阵列的数据安全性。
02（002）磁盘读写通量性能ThroughputPerformance
此参数表示硬盘的读写通量性能，数据值越大越好。
当前值如果偏低或趋近临界值，表示硬盘存在严重的问题，但现在的硬盘通常显示数据值为0或根本不显示此项，一般在进行了人工脱机SMART测试后才会有数据量。
03（003）主轴起旋时间SpinUpTime
主轴起旋时间就是主轴电机从启动至达到额定转速所用的时间，数据值直接显示时间，单位为毫秒或者秒，因此数据值越小越好。
不过对于正常硬盘来说，这一项仅仅是一个参考值，硬盘每次的启动时间都不相同，某次启动的稍慢些也不表示就有问题。
硬盘的主轴电机从启动至达到额定转速大致需要4秒～15秒左右，过长的启动时间说明电机驱动电路或者轴承机构有问题。
旦这一参数的数据值在某些型号的硬盘上总是为0，这就要看当前值和最差值来判断了。
对于固态硬盘来说，所有的数据都是保存在半导体集成电路中，没有主轴电机，所以这项没有意义，数据固定为0，当前值固定为100。
04（004）启停计数Start/StopCount
这一参数的数据是累计值，表示硬盘主轴电机启动/停止的次数，新硬盘通常只有几次，以后会逐渐增加。
系统的某些功能如空闲时关闭硬盘等会使硬盘启动/停止的次数大为增加，在排除定时功能的影响下，过高的启动/停止次数（远大于通电次数0C）暗示硬盘电机及其驱动电路可能有问题。
这个参数的当前值是依据某种公式计算的结果，例如对希捷某硬盘来说临界值为20，当前值是通过公式“100－（启停计数/1024）”计算得出的。
若新硬盘的启停计数为0，当前值为100－（0/1024）＝100，随着启停次数的增加，该值不断下降，当启停次数达到81920次时，当前值为100－（81920/1024）＝20，已达到临界值，表示从启停次数来看，该硬盘已达设计寿命，当然这只是个寿命参考值，并不具有确定的指标性。
这一项对于固态硬盘同样没有意义，数据固定为0，当前值固定为100。
05（005）重映射扇区计数ReallocatedSectorsCount/退役块计数RetiredBlockCount
数据应为0，当前值应远大于临界值。
当硬盘的某扇区持续出现读/写/校验错误时，硬盘固件程序会将这个扇区的物理地址加入缺陷表（G-list），将该地址重新定向到预先保留的备用扇区并将其中的数据一并转移，这就称为重映射。
执行重映射操作后的硬盘在Windows常规检测中是无法发现不良扇区的，因其地址已被指向备用扇区，这等于屏蔽了不良扇区。
这项参数的数据值直接表示已经被重映射扇区的数量，当前值则随着数据值的增加而持续下降。
当发现此项的数据值不为零时，要密切注意其发展趋势，若能长期保持稳定，则硬盘还可以正常运行；若数据值不断上升，说明不良扇区不断增加，硬盘已处于不稳定状态，应当考虑更换了。
如果当前值接近或已到达临界值（此时的数据值并不一定很大，因为不同硬盘保留的备用扇区数并不相同），表示缺陷表已满或备用扇区已用尽，已经失去了重映射功能，再出现不良扇区就会显现出来并直接导致数据丢失。
这一项不仅是硬盘的寿命关键参数，而且重映射扇区的数量也直接影响硬盘的性能，例如某些硬盘会出现数据量很大，但当前值下降不明显的情况，这种硬盘尽管还可正常运行，但也不宜继续使用。
因为备用扇区都是位于磁盘尾部（靠近盘片轴心处），大量的使用备用扇区会使寻道时间增加，硬盘性能明显下降。
这个参数在机械硬盘上是非常敏感的，而对于固态硬盘来说同样具有重要意义。
闪存的寿命是正态分布的，例如说MLC能写入一万次以上，实际上说的是写入一万次之前不会发生“批量损坏”，但某些单元可能写入几十次就损坏了。
换言之，机械硬盘的盘片不会因读写而损坏，出现不良扇区大多与工艺质量相关，而闪存的读写次数则是有限的，因而损坏是正常的。
所以固态硬盘在制造时也保留了一定的空间，当某个存储单元出现问题后即把损坏的部分隔离，用好的部分来顶替。
这一替换方法和机械硬盘的扇区重映射是一个道理，只不过机械硬盘正常时极少有重映射操作，而对于固态硬盘是经常性的。
在固态硬盘中这一项的数据会随着使用而不断增长，只要增长的速度保持稳定就可以。
通常情况下，数据值＝100－（100×被替换块/必需块总数），因此也可以估算出硬盘的剩余寿命。
Intel固态硬盘型号的第十二个字母表示了两种规格，该字母为1表示第一代的50纳米技术的SSD，为2表示第二代的34纳米技术的SSD，如SSDSA2M160G2GN就表示是34nm的SSD。
所以参数的查看也有两种情况：
50nm的SSD（一代）要看当前值。
这个值初始是100，当出现替换块的时候这个值并不会立即变化，一直到已替换四个块时这个值变为1，之后每增加四个块当前值就＋1。
也就是100对应0～3个块，1对应4～7个块，2对应8～11个块……
34nm的SSD（二代）直接查看数据值，数据值直接表示有多少个被替换的块。
06（006）读取通道余量ReadChannelMargin
这一项功能不明，现在的硬盘也不显示这一项。
07（007）寻道错误率SeekErrorRate
数据应为0，当前值应远大于与临界值。
这一项表示磁头寻道时的错误率，有众多因素可导致寻道错误率上升，如磁头组件的机械系统、伺服电路有局部问题，盘片表面介质不良，硬盘温度过高等等。
通常此项的数据应为0，但对希捷硬盘来说，即使是新硬盘，这一项也可能有很大的数据量，这不代表有任何问题，还是要看当前值是否下降。
08（008）寻道性能SeekTimePerformance
此项表示硬盘寻道操作的平均性能（寻道速度），通常与前一项（寻道错误率）相关联。
当前值持续下降标志着磁头组件、寻道电机或伺服电路出现问题，但现在许多硬盘并不显示这一项。
09（009）通电时间累计Power-OnTimeCount（POH）
这个参数的含义一目了然，表示硬盘通电的时间，数据值直接累计了设备通电的时长，新硬盘当然应该接近0，但不同硬盘的计数单位有所不同，有以小时计数的，也有以分、秒甚至30秒为单位的，这由磁盘制造商来定义。
这一参数的临界值通常为0，当前值随着硬盘通电时间增加会逐渐下降，接近临界值表明硬盘已接近预计的设计寿命，当然这并不表明硬盘将出现故障或立即报废。
参考磁盘制造商给出的该型号硬盘的MTBF（平均无故障时间）值，可以大致估计剩余寿命或故障概率。
对于固态硬盘，要注意“设备优先电源管理功能（deviceinitiatedpowermanagement，DIPM）”会影响这个统计：
如果启用了DIPM，持续通电计数里就不包括睡眠时间；如果关闭了DIPM功能，那么活动、空闲和睡眠三种状态的时间都会被统计在内。
0A（010）主轴起旋重试次数SpinupRetryCount
数据应为0，当前值应大于临界值。
主轴起旋重试次数的数据值就是主轴电机尝试重新启动的计数，即主轴电机启动后在规定的时间里未能成功达到额定转速而尝试再次启动的次数。
数据量的增加表示电机驱动电路或是机械子系统出现问题，整机供电不足也会导致这一问题。
0B（011）磁头校准重试计数CalibrationRetryCount
数据应为0，当前值应远大于与临界值。
硬盘在温度发生变化时，机械部件（特别是盘片）会因热胀冷缩出现形变，因此需要执行磁头校准操作消除误差，有的硬盘还内置了磁头定时校准功能。
这一项记录了需要再次校准（通常因上次校准失败）的次数。
这一项的数据量增加，表示电机驱动电路或是机械子系统出现问题，但有些型号的新硬盘也有一定的数据量，并不表示有问题，还要看当前值和最差值。
0C（012）通电周期计数PowerCycleCount
通电周期计数的数据值表示了硬盘通电/断电的次数，即电源开关次数的累计，新硬盘通常只有几次。
这一项与启停计数（04）是有区别的，一般来说，硬盘通电/断电意味着计算机的开机与关机，所以经历一次开关机数据才会加1；而启停计数（04）表示硬盘主轴电机的启动/停止（硬盘在运行时可能多次启停，如系统进入休眠或被设置为空闲多少时间而关闭）。
所以大多情况下这个通电/断电的次数会小于启停计数（04）的次数。
通常，硬盘设计的通电次数都很高，如至少5000次，因此这一计数只是寿命参考值，本身不具指标性。
0D（013）软件读取错误率SoftReadErrorRate
软件读取错误率也称为可校正的读取误码率，就是报告给操作系统的未经校正的读取错误。
数据值越低越好，过高则可能暗示盘片磁介质有问题。
AA（170）坏块增长计数GrownFailingBlockCount（Micron镁光）
读写失败的块增长的总数。
AB（171）编程失败块计数ProgramFailBlockCount
Flash编程失败块的数量。
AC（172）擦写失败块计数EraseFailBlockCount
擦写失败块的数量。
AD（173）磨损平衡操作次数（平均擦写次数）/WearLevelingCount（Micron镁光）
所有好块的平均擦写次数。
Flash芯片有写入次数限制，当使用FAT文件系统时，需要频繁地更新文件分配表。
如果闪存的某些区域读写过于频繁，就会比其它区域磨损的更快，这将明显缩短整个硬盘的寿命（即便其它区域的擦写次数还远小于最大限制）。
所以，如果让整个区域具有均匀的写入量，就可明显延长芯片寿命，这称为磨损均衡措施。
AE（174）意外失电计数UnexpectedPowerLossCount
硬盘自启用后发生意外断电事件的次数。
B1（177）磨损范围对比值WearRangeDelta
磨损最重的块与磨损最轻的块的磨损百分比之差。
B4（180）未用的备用块计数UnusedReservedBlockCountTotal（惠普）
固态硬盘会保留一些容量来准备替换损坏的存储单元，所以可用的预留空间数非常重要。
这个参数的当前值表示的是尚未使用的预留的存储单元数量。
B5（181）编程失败计数ProgramFailCount
用4个字节显示已编程失败的次数，与（AB）参数相似。
B5（181）非4KB对齐访问数Non-4kAlignedAccess（Micron镁光）
B6（182）擦写失败计数EraseFailCount
用4个字节显示硬盘自启用后块擦写失败的次数，与（AC）参数相似。
B7（183）串口降速错误计数SATADownshiftErrorCount
这一项表示了SATA接口速率错误下降的次数。
通常硬盘与主板之间的兼容问题会导致SATA传输级别降级运行。
B8（184）I/O错误检测与校正I/OErrorDetectionandCorrection（IOEDC）
“I/O错误检测与校正”是惠普公司专有的SMARTIV技术的一部分，与其他制造商的I/O错误检测和校正架构一样，它记录了数据通过驱动器内部高速缓存RAM传输到主机时的奇偶校验错误数量。
B8（184）点到点错误检测计数EndtoEndErrorDetectionCount
Intel第二代的34nm固态硬盘有点到点错误检测计数这一项。
固态硬盘里有一个LBA（logicalblockaddressing，逻辑块地址）记录，这一项显示了SSD内部逻辑块地址与真实物理地址间映射的出错次数。
B8（184）原始坏块数InitBadBlockCount（Indilinx芯片）
硬盘出厂时已有的坏块数量。
B9（185）磁头稳定性HeadStability（西部数据）
意义不明。
BA（186）感应运算振动检测nducedOp-VibrationDetection（西部数据）
意义不明。
BB（187）无法校正的错误ReportedUncorrectableErrors（希捷）
报告给操作系统的无法通过硬件ECC校正的错误。
如果数据值不为零，就应该备份硬盘上的数据了。
报告给操作系统的在所有存取命令中出现的无法校正的RAISE（URAISE）错误。
BC（188）命令超时CommandTimeout
由于硬盘超时导致操作终止的次数
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