data 열화

Data degradation
소프트웨어 부패와 혼동하지 마십시오.

데이터 열화는 데이터 스토리지 디바이스에서 중요하지 않은 장애가 누적되어 컴퓨터 데이터가 점차적으로 손상되는 것입니다.이 현상은 데이터 붕괴, 데이터 부패 또는 비트 부패라고도 합니다.

시각적인 예

다음은 데이터 열화를 나타내는 여러 디지털 이미지이며, 모두 326,272비트로 구성되어 있습니다.원본 사진이 먼저 표시됩니다.다음 이미지에서는 단일 비트가 0에서 1로 변경되었습니다.다음 두 이미지에서는 두 비트와 세 비트가 플립되었습니다.Linux 시스템에서는 파일 간의 바이너리 차이를 다음 방법으로 확인할 수 있습니다.cmp명령어(예:cmp -b bitrot-original.jpg bitrot-1bit-changed.jpg).

  • 0 bits flipped

    0비트 플립

  • 1 bit flipped

    1비트 플립

  • 2 bits flipped

    2비트 플립

  • 3 bits flipped

    3비트 플립

인램

Dynamic Random-Access Memory(DRAM; 다이내믹랜덤 액세스 메모리)의 데이터 열화는 DRAM 내의 비트의 전하가 분산되어 프로그램 코드 또는 저장된 데이터가 변경될 수 있습니다.DRAM은 우주선이나[1] 다른 고에너지 입자에 의해 변경될 수 있습니다.이러한 데이터 열화를 소프트 [2]에러라고 합니다.ECC 메모리를 사용하여 이러한 유형의 데이터 [3]열화를 완화할 수 있습니다.

보관중

데이터 열화는 수년 이상 경과함에 따라 스토리지 미디어의 점진적인 부패로 인해 발생합니다.원인은 매체에 따라 다릅니다.

  • EPROM, 플래시 메모리 및 기타 솔리드 스테이트 드라이브와 같은 솔리드 스테이트 미디어는 전하를 사용하여 데이터를 저장합니다.전하는 불완전한 절연으로 인해 서서히 누출될 수 있습니다.칩 자체는 이 영향을 받지 않으므로 10년에 한 번 정도 재프로그래밍하면 부패를 방지할 수 있습니다.재프로그래밍에는 마스터 데이터의 손상되지 않은 복사본이 필요합니다.
  • 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크, 자기 테이프 등의 자기 미디어는 비트가 자기 방향을 잃으면 데이터가 부패할 수 있습니다.데이터를 고쳐 쓰는 것으로, 정기적으로 갱신하는 것으로, 이 문제를 경감할 수 있습니다.이러한 미디어, 특히 주변 공기로부터 제대로 보호되지 않는 미디어는 온난/습한 환경에서 저장 [4][5]매체가 물리적으로 분해되기 쉽습니다.
  • CD-R, DVD-R, BD-R 등의 광학 미디어는 저장 매체의 고장으로 인해 데이터가 저하될 수 있습니다.디스크를 어둡고 서늘하며 습도가 낮은 곳에 보관하면 이 문제를 완화할 수 있습니다."아카이브 품질" 디스크는 수명이 길지만 영구적이지는 않습니다.단, 다양한 유형의 오류 발생률을 측정하는 데이터 무결성 검사에서는 수정할 수 없는 [6]데이터 손실이 발생하기 전에 광학 미디어 상의 데이터 붕괴를 예측할 수 있습니다.
  • 천공 카드나 천공 테이프등의 용지 미디어는, 말 그대로 썩을 가능성이 있습니다.마일러 펀치 테이프는 전자기 안정성에 의존하지 않는 또 다른 접근법입니다.

컴포넌트 및 시스템 장애

대부분의 디스크, 디스크 컨트롤러 및 상위 레벨 시스템에서는 복구할 수 없는 장애가 발생할 가능성이 약간 있습니다.디스크 용량과 파일 크기가 계속 증가하고 디스크에 저장되는 데이터 양이 증가함에 따라 데이터 감소 및 기타 형태의 수정되지 않은 데이터 손상 발생 가능성이 [7]높아집니다.

저레벨 디스크 컨트롤러는 일반적으로 오류 정정 코드(ECC)를 사용하여 잘못된 [8]데이터를 수정합니다.

용장성을 높이고 무결성 검사, 오류 정정 코드 및 자가 복구 알고리즘을 [9]구현함으로써 이러한 기본 장애의 위험을 줄이기 위해 상위 수준의 소프트웨어 시스템을 사용할 수 있다.ZFS 파일 시스템은 이러한 데이터 손상 [10]문제의 대부분을 해결하도록 설계되었습니다.Btrfs 파일 시스템에는 ReFS와 [12]마찬가지로 데이터 보호 [11]및 복구 메커니즘도 포함되어 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "The Invisible Neutron Threat National Security Science Magazine". Los Alamos National Laboratory. Retrieved 2020-03-13.
  2. ^ O'Gorman, T. J.; Ross, J. M.; Taber, A. H.; Ziegler, J. F.; Muhlfeld, H. P.; Montrose, C. J.; Curtis, H. W.; Walsh, J. L. (January 1996). "Field testing for cosmic ray soft errors in semiconductor memories". IBM Journal of Research and Development. 40 (1): 41–50. doi:10.1147/rd.401.0041.
  3. ^ 지상 레벨에서의 싱글 이벤트 업라이트, Eugene Normand, 멤버, IEEE, Boeing Defense & Space Group, 시애틀, WA 98124-2499
  4. ^ Riss, Dan (July 1993). "Conserve O Gram (number 19/8) Preservation Of Magnetic Media" (PDF). nps.gov. Harpers Ferry, West Virginia: National Park Service / Department of the Interior (US). p. 2. The longevity of magnetic media is most seriously affected by processes that attack the binder resin. Moisture from the air is absorbed by the binder and reacts with the resin. The result is a gummy residue that can deposit on tape heads and cause tape layers to stick together. Reaction with moisture also can result in breaks in the long molecular chains of the binder. This weakens the physical properties of the binder and can result in a lack of adhesion to the backing. These reactions are greatly accelerated by the presence of acids. Typical sources would be the usual pollutant gases in the air, such as sulphur dioxide (SO2) and nitrous oxides (NOx), which react with moist air to form acids. Though acid inhibitors are usually built into the binder layer, over time they can lose their effectiveness.
  5. ^ "Preserving magnetic media". National Archives of Australia. Retrieved 3 November 2020. High temperature and humidity and fluctuations may cause the magnetic and base layers in a reel of tape to separate, or cause adjacent loops to block together. High temperatures may also weaken the magnetic signal, and ultimately de-magnetise the magnetic layer.
  6. ^ "QPxTool glossary". qpxtool.sourceforge.io. QPxTool. 2008-08-01. Retrieved 22 July 2020.
  7. ^ Gray, Jim; van Ingen, Catharine (December 2005). "Empirical Measurements of Disk Failure Rates and Error Rates" (PDF). Microsoft Research Technical Report MSR-TR-2005-166. Retrieved 4 March 2013.
  8. ^ "ECC and Spare Blocks help to keep Kingston SSD data protected from errors". Kingston Technology Company. Retrieved 30 March 2021.
  9. ^ Salter, Jim (15 January 2014). "Bitrot and atomic COWs: Inside "next-gen" filesystems". Ars Technica. Archived from the original on 6 March 2015. Retrieved 15 January 2014.
  10. ^ Bonwick, Jeff. "ZFS: The Last Word in File Systems" (PDF). Storage Networking Industry Association (SNIA). Archived from the original (PDF) on 21 September 2013. Retrieved 4 March 2013.
  11. ^ "btrfs Wiki: Features". The btrfs Project. Retrieved 19 September 2013.
  12. ^ Wlodarz, Derrick (15 January 2014). "Windows Storage Spaces and ReFS: is it time to ditch RAID for good?". Betanews. Retrieved 2014-02-09.