{"id":8927,"date":"2015-04-10T09:56:30","date_gmt":"2015-04-10T07:56:30","guid":{"rendered":"http:\/\/www.laby.es\/blog\/?p=178"},"modified":"2023-07-11T08:57:13","modified_gmt":"2023-07-11T06:57:13","slug":"introduccion-a-los-pen-drive-tarjetas-de-memoria-o-discos-duros-solidos-ssd-parte-3-controladores","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/laby.es\/es\/recuperar-datos-perdidos\/introduccion-a-los-pen-drive-tarjetas-de-memoria-o-discos-duros-solidos-ssd-parte-3-controladores\/","title":{"rendered":"Introducci\u00f3n a los Pen Drive, Tarjetas de Memoria o Discos Duros S\u00f3lidos (SSD) -Parte 3- Controladores"},"content":{"rendered":"

Una vez explicada la funci\u00f3n y los tipos de bloques de memoria, llega el turno de hablar de los controladores de memoria y todas las funciones qu\u00e9 realizan (Y no son pocas…)<\/p>\n

Sus funciones, van m\u00e1s all\u00e1 de comunicarse entre el PC y la memoria y viceversa. Llevan el control de los datos -c\u00f3mo y d\u00f3nde est\u00e1n guardados- mediante un \u00edndice que van creando din\u00e1mica mente, controlan las tasas de errores y si es necesario, las corrigen, se encargan de comprobar que las celdas funcionen correctamente y en caso contrario, las reemplazan a trav\u00e9s de las celdas de repuesto que tienen todos los bloques de memoria. Adem\u00e1s se encarga de “tachar” de la lista de celdas disponibles las da\u00f1adas.<\/p>\n

Realizan operaciones complejas para evitar que siempre se trabaje sobre una zona y evitar la degradaci\u00f3n de esas celdas (mediante complejos algoritmos). En caso de tener m\u00e1s de un chip para guardar la informaci\u00f3n, trocean los datos que le van llegando en 1, 2,4,8… etc partes y las vuelcan en paralelo a los bloques de memoria.<\/p>\n

Podr\u00edamos resumirlo en una sola imagen:<\/p>\n

\"multitareas\"<\/a>Y por supuesto, sin equivocarse ni cometer errores… (Aunque no siempre :P)<\/p>\n

El primer apartado que explicaremos -siempre de forma gen\u00e9rica- ser\u00e1 el \u00edndice o control de datos.<\/p>\n

Aqu\u00ed hay que diferenciar entre el \u00edndice de ficheros del propio sistema en el que est\u00e9 formateado el dispositivo (Por ejemplo FAT32, NTFS, HFS) y el \u00edndice interno del controlador.<\/p>\n

Imaginemos una biblioteca donde tenemos un registro de todos los libros, clasificados por t\u00edtulos, categor\u00eda, etc. Esto ser\u00eda el \u00edndice del propio sistema de ficheros. Nos permite saber donde est\u00e1 el libro (O en nuestro caso el fichero que queremos visualizar).<\/p>\n

\"bibliotca\"<\/a>Una vez tenemos el libro en nuestras manos, estar\u00eda el segundo \u00edndice, el del propio libro (En este caso el controlador) que nos permitir\u00eda saber exactamente donde est\u00e1 cada palabra o frase -convertido en lenguaje de inform\u00e1tica- cada sector o grupo de sectores<\/p>\n

\"fig28.6\"<\/a>En la fotograf\u00eda anterior, podemos ver como el fichero llamado File 1(1) empieza en la celda 2 y continua en la celda 8. Nos vamos a la celda 8 y vemos que dicho fichero nos pide que continuemos en la celda 20. Nos vamos a la celda 20 y de aqu\u00ed nos manda a la celda 18.<\/p>\n

Aunque pueda parecer un poco lioso, es la forma en la que el controlador tiene guardado el \u00edndice de cada celda, su contenido y anota constantemente cualquier cambio o registro que se pueda producir.<\/p>\n

Otro paso qu\u00e9 realiza, es el de correcci\u00f3n de errores: Tal como explicamos en la secci\u00f3n de los bloques de memoria, lo refrescaremos aqu\u00ed:<\/p>\n

Dicho de forma m\u00e1s sencilla:<\/p>\n

Imaginemos que dentro del sector tenemos el contenido cuyo valor es el n\u00famero 2. <\/strong><\/p>\n

Al realizar una operaci\u00f3n matem\u00e1tica obtenemos un ECC cuyo valor es el 6.<\/strong><\/p>\n

\"Sector_ECC\"<\/a>Si sabemos la operaci\u00f3n aritm\u00e9tica realizada, podremos devolver el contenido original del sector defectuoso.<\/p>\n

x*3=y<\/p>\n

2*3=6<\/p>\n

si el contenido del sector es 1,8 porqu\u00e9 algunas celdas est\u00e1n da\u00f1adas, podr\u00edamos devolver el contenido original al aplicar la operaci\u00f3n inversa:<\/p>\n

X=y\/3<\/p>\n

x=6\/3 -> 2 (Que era el contenido original del sector).<\/p><\/blockquote>\n

 <\/p>\n

El controlador es el encargado en cada operaci\u00f3n realizada, de asegurarse que la lectura o escritura ha sido correcta.<\/p>\n

Otra funci\u00f3n a tener en cuenta es el control de las celdas y el estado de \u00e9stas. Tras el uso continuado, como se relat\u00f3 en la anterior entrada, las celdas de los bloques de memoria se van da\u00f1ando progresivamente. El controlador tiene en cuenta en todo momento cuantas escrituras y borrados se han aplicado en las celdas e intenta repartir la carga de trabajo a lo largo de todos los bloques de memoria. De esta forma intenta evitar que siempre se trabaje sobre una misma zona.<\/p>\n

Pero, \u00bfQu\u00e9 pasa si hay alg\u00fan bloque de celdas que se da\u00f1a o el controlador considera qu\u00e9 se ha utilizado demasiado?<\/p>\n

En cada bloque de memoria existen las celdas utilizables y las celdas de recambio. Cuales ser\u00e1n las utilizables y las de recambio lo decidir\u00e1 el fabricante. El controlador de memoria, tiene un listado interno creado en el momento de salir de f\u00e1brica con todos las celdas disponibles y las celdas de reserva de cada bloque. Ser\u00eda el Translator <\/a>del disco duro o en nuestro caso, el Translator del dispositivo Flash. Sin embargo, este Translator es din\u00e1mico, porqu\u00e9 el controlador puede decidir en base a sus par\u00e1metros que celdas usar y cuales no usar…<\/p>\n

Si hay disponibles 100 celdas para almacenar datos, puede ser que el bloque de memoria contenga 10 celdas adicionales para substituir en caso de estar da\u00f1adas. Como en un equipo de f\u00fatbol. 11 jugadores disponibles sobre el campo y 5 disponibles en el banquillo, listos para reemplazar al jugador da\u00f1ado. En este caso la decisi\u00f3n la tomar\u00eda el enternador y en un dispositivo flash, esta acci\u00f3n la realizar\u00eda el controlador.<\/p>\n

 <\/p>\n

\"banquillo\"<\/a>Las celdas de reserva NO se pueden usar ni almacenar datos en ellas -no son visibles para el usuario final-, a menos que el controlador decida usarlas. En el momento que en una celda de repuesto entra en acci\u00f3n, la celda que estaba funcionando, se “desactiva” del uso. Es decir, el usuario no podr\u00e1 acceder a ella, porqu\u00e9 el controlador ha decidido prescindir de ella. Y esta situaci\u00f3n nos lleva a la siguiente pregunta.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 pasa con las celdas que el controlador decide no usar? \u00bfBorra la informaci\u00f3n que hay dentro?<\/p>\n

La respuesta es NO. Simplemente decide NO usarlas copiando (si es necesario) la informaci\u00f3n de las celdas a las celdas de reserva, pero el contenido sigue estando intacto.<\/p>\n

\u00bfY si decidimos hacer un borrado de todo el disco mediante software qu\u00e9 nos garantice un borrado seguro? \u00bfSe borraran esa celdas qu\u00e9 ahora no se usan? Respuesta: NO. De la misma manera que en los discos duros con los sectores defectuosos, aqu\u00ed tampoco se eliminan.<\/p>\n

\"hexedit\"<\/a><\/p>\n

Como el controlador ha desestimado el usar esas celdas, para el, ya no existen, por tanto, si se decide hacer un borrado por completo del disco, solo se borraran las celdas utilizables por el Translator del controlador. En nuestro PC lo veremos todo vac\u00edo, sin embargo los bloques de memoria, contendr\u00e1n celdas con fragmentos de informaci\u00f3n. Estos fragmentos no ser\u00edan accesibles a trav\u00e9s de ning\u00fan software ni nada parecido, por tanto es un proceso “relativamente” seguro dicho borrado. No obstante, si se desoldasen los bloques de memoria y se leyeran en un lector adecuado, ser\u00eda posible acceder a las celdas que el controlador desestim\u00f3 en su momento, dado que los lectores, leen el 100% del bloque de memoria (Las celdas disponibles y las de reserva).<\/p>\n

Una diferencia entre el sistema de Glist <\/a>de los discos duros y la de la memoria flash, es que a d\u00eda de hoy mediante utilidades y m\u00e1quinas especiales s\u00ed es posible acceder a la Glist de los discos duros. No obstante en las memorias Flash, no es viable a d\u00eda de hoy.<\/p>\n

 <\/p>\n

Otro proceso a tener en cuenta derivado de la problem\u00e1tica de los ciclos de vida en los bloques de memoria, son los cifrados XOR o SCRAMBLERS.<\/p>\n

Los fabricantes, son conscientes de la limitaci\u00f3n f\u00edsica que hay hoy en d\u00eda. Por tanto, han de buscar soluciones para intentar alargar la vida del dispositivo tanto como sea posible. Una de las manera de realizar lo, es utilizando algoritmos complejos que eviten siempre el escribir y\/o borrar siempre una zona determinada.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo se consigue esto?<\/p>\n

Cada vez que escribimos informaci\u00f3n en el dispositivo flash, el controlador le aplica un algoritmo y del contenido original pasamos a un contenido “basura”. Este contenido basura tiene unas caracter\u00edsticas adicionales y es que sigue un patr\u00f3n c\u00edclico para evitar que siempre se sobrescriba en un lado. Para que nos hagamos una idea, si a toda la informaci\u00f3n que entra, le aplicas una operaci\u00f3n matem\u00e1tica (lo multiplicamos por 2) y al final de la operaci\u00f3n le sumamos 1. De esta forma conseguiremos que no se escriba en la misma posici\u00f3n.<\/p>\n

Aqu\u00ed ten\u00e9is unos ejemplos, donde ver\u00e9is el patr\u00f3n c\u00edclico de la informaci\u00f3n -Cortes\u00eda de RUSOLUT <\/a>l\u00edderes en recuperaci\u00f3n de tecnolog\u00eda NAND-<\/p>\n

\"Rusolut<\/a>
Rusolut Tech<\/figcaption><\/figure>\n
\"Rusolut<\/a>
Rusolut Tech<\/figcaption><\/figure>\n

Por un lado, ayuda a evitar la degradaci\u00f3n de las celdas. Por otro lado, ayuda a proteger los datos del usuario, dado que al aplicarse complejos algoritmos, si los bloques de memoria se leen en lectores solo obtendremos datos sin sentido o basura.<\/p>\n

No obstante, muchas claves XOR o SCRAMBLER se han podido descifrar usando ingenier\u00eda inversa tras muchas horas de trabajo. Esto permite recuperar datos perdidos en un dispositivo tipo flash.<\/p>\n

Otros fabricantes, para garantizar TODAV\u00cdA M\u00c1S la seguridad utilizan aparte del SCRAMBLER un cifrado AES 128 o 256 BITS. Primero se cifra y luego se vuelve a cifrar…Y a d\u00eda de hoy, de momento no se han podido recuperar la gran mayor\u00eda de ellos.<\/p>\n

 <\/p>\n

La siguiente funci\u00f3n a destacar, ser\u00eda la manera como se guardan los datos. Si existe un solo bloque de memoria, la cosa est\u00e1 clara. Ir llen\u00e1ndolo hasta agotar el espacio. Sin embargo, si hay m\u00e1s bloques de memoria la cosa se complica. La idea de una memoria Flash es ser r\u00e1pida tanto en lectura como en escritura. \u00bfC\u00f3mo se consigue? Usando el formato RAID 0.<\/p>\n

\"RAID<\/a>El formato tipo RAID 0 funciona de la siguiente manera. Si tenemos un fichero llamado A, nuestro dispositivo FLASH tiene 4 bloques de memoria y lo queremos guardar, el controlador, detecta cuantos bloques de memoria hay y los reparte equitativamente entre estos bloques. Haciendo una escritura en paralelo. De esta forma puede escribir 4 fragmentos a la vez. No significa que si el fichero ocupa 4 MB, 1 MB de informaci\u00f3n consecutiva vaya al bloque 1, luego otro MB vaya al bloque 2 y as\u00ed.<\/p>\n

Puede realizar cortes por ejemplo de 0,1 MB por bloque e ir repitiendo cuando se ha llegado al bloque 4, empezar por el bloque 1 luego al 2, 3 y cuando llega al 4 continuar de nuevo con el 1 hasta completar los 4 MB de informaci\u00f3n del fichero.<\/p>\n

Recordemos que como la escritura y lectura es en paralelo, puede escribir 0,1 MB x 4 bloques a la vez.<\/p>\n

Y a su vez, recordemos que el controlador puede decidir en que celdas ubicar la informaci\u00f3n seg\u00fan le interese en base al Translator interno, lo cual ya de por si, es un poco lioso…<\/p>\n

 <\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Una vez explicada la funci\u00f3n y los tipos de bloques de memoria, llega el turno de hablar de los controladores de memoria y todas las funciones qu\u00e9 realizan (Y no son pocas…) Sus funciones, van m\u00e1s all\u00e1 de comunicarse entre el PC y la memoria y viceversa. 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