程序员经验分享-hwhale

S.M.A.R.T. 参数(smartctl)计算硬盘精确健康值

2023-05-16

参考：Acronis Drive Monitor: Disk Health Calculation

文章目录

    • 1、背景
    • 2、smartctl -a /dev/sda
    • 3、计算健康值
      • 3.1 关键参数
        • 3.1.1 公式说明
        • 3.2.2 计算举例
      • 3.2 其它参数
    • 4、附录
      • 表1 关键属性的阈值和权重
      • 表2 其它影响健康值的参数

1、背景

需要监控硬盘精确的健康值。
我们知道smartctl工具可以实现对硬盘的健康检测，但是并没有给出具体的健康值信息。

例如，smartctl -H /dev/sda命令可以检测硬盘：

~# smartctl -H /dev/sda
smartctl 6.6 2017-11-05 r4594 [x86_64-linux-4.19.0-12-2-amd64] (local build)
Copyright (C) 2002-17, Bruce Allen, Christian Franke, www.smartmontools.org

=== START OF READ SMART DATA SECTION ===
SMART overall-health self-assessment test result: PASSED

~#

SMART overall-health self-assessment test result: PASSED 说明检查通过。能说明基本的监控状态，但是不包含精确的健康值信息。

2、smartctl -a /dev/sda

实际上，smartctl工具能监控到关于硬盘健康度的所有信息：

~# smartctl -a /dev/sda
省略部分信息……
SMART Attributes Data Structure revision number: 1
Vendor Specific SMART Attributes with Thresholds:
ID# ATTRIBUTE_NAME          FLAG     VALUE WORST THRESH TYPE      UPDATED  WHEN_FAILED RAW_VALUE
  1 Raw_Read_Error_Rate     0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
  5 Reallocated_Sector_Ct   0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
  9 Power_On_Hours          0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       52
 12 Power_Cycle_Count       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       59
160 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
161 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       158
163 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       7
164 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       6313
165 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       8
166 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
167 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       3
168 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       3000
169 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       100
175 Program_Fail_Count_Chip 0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
176 Erase_Fail_Count_Chip   0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
177 Wear_Leveling_Count     0x0000   100   100   050    Old_age   Offline      -       0
178 Used_Rsvd_Blk_Cnt_Chip  0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
181 Program_Fail_Cnt_Total  0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
182 Erase_Fail_Count_Total  0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
192 Power-Off_Retract_Count 0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       2
194 Temperature_Celsius     0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       39
195 Hardware_ECC_Recovered  0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
196 Reallocated_Event_Count 0x0000   100   100   016    Old_age   Offline      -       0
197 Current_Pending_Sector  0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
198 Offline_Uncorrectable   0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       0
199 UDMA_CRC_Error_Count    0x0000   100   100   050    Old_age   Offline      -       0
232 Available_Reservd_Space 0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       100
241 Total_LBAs_Written      0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       5141
242 Total_LBAs_Read         0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       1575
245 Unknown_Attribute       0x0000   100   100   000    Old_age   Offline      -       12626

3、计算健康值

3.1 关键参数

3.1.1 公式说明

所有 smartctl监控到的S.M.A.R.T.参数，都是对硬盘驱动器至关重要的参数(是否支持监控这些参数，取决于硬盘制造商)。通过这些参数可以计算出硬盘运行情况和健康值。 监控到的属性具有规范的预定义的权重和最大限值（参见附录表 1）。

属性的限值定义了属性可能会降低整体健康值的程度。 属性的权重定义了参数值降低受影响磁盘健康值的重要性。

公式：
Disk health (%) = П (100% - (min(limit, attribute_value*Weight)))

参数说明：

  1. 100% - 磁盘初始的健康值;
  2. limit - 每个S.M.A.R.T. 属性的限值 (参看附录表1);
  3. attribute_value -利用工具监控到的，属性的当前值;
  4. Weight - 每个S.M.A.R.T. 属性的权重 (参看附录表1);
  5. П - 累乘符号，所有关键属性通过公式100% - (min(limit, attribute_value*Weight))计算出的值相乘;

3.2.2 计算举例

举个简化的例子，包含两个参数：

  1. Soft Read Error Rate = 30 (attribute value), 查表得weight = 1, limit = 20;
  2. Spin Retry Count = 12 (attribute value), 查表得weight = 2, limit = 50.

按照公式计算的健康值：
Disk health = (100% – (min(30*1, 20))) * (100-min(12*2, 50))) = 80%*76%=60.8%

3.2 其它参数

其他的一些 S.M.A.R.T. 属性（参看附录表2），若磁盘制造商针对这些属性定义了阈值（THRESH列），这些参数也会影响到健康值的计算：当某项属性低于阈值后，则将3.1中计算的Disk health值减去减去 10%。
例如：
若Disk health = 90%，如果某项属性低于阈值，则减去90%的10%，最终Disk health = 90% - 9% = 81%。

4、附录

表1 关键属性的阈值和权重

Attribute IDS.M.A.R.T. attributeWeightLimit %
05Reallocated Sectors Count270
10Spin Retry Count250
184End-to-End Error150
196Reallocation Event Count140
197Current Pending Sectors Count140
198Offline uncorrectable Sectors Count270
201Soft Read Error Rate120

表2 其它影响健康值的参数

Attribute IDS.M.A.R.T. attribute
01Raw Read Error Rate
02Throughput Performance
03Spin Up Time
04Start/Stop Count
07Seek Error Rate
08Seek Time Performance
09Power-On Time Count
12Drive Power Cycle Count
221G-Sense Error Rate
228Power Off Retract Cycle
225Load/Unload Cycle Count
194Disk Temperature
199Ultra ATA CRC Error Count
193Load/Unload Retry Count
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smartctl

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