Récupération de données SSD Intel Optane : architecture, pannes et méthode

Trois produits différents sous le même nom Optane

La première erreur de diagnostic consiste à traiter ces trois familles comme un seul support. Elles n'ont ni le même rôle, ni la même électronique, ni le même mode de panne.

• Les modules d'accélération Optane Memory M10, H10 et H20, au format M.2, qui servent de mémoire tampon devant un disque plus lent.
• Les SSD Optane 900P, 905P, P4800X et P5800X, qui sont de vrais disques en 3D XPoint, sans aucune mémoire NAND à l'intérieur.
• La mémoire persistante Optane, au format barrette DIMM, installée dans les serveurs à côté de la mémoire vive.

Un SSD Optane 905P se comporte comme un SSD NVMe ordinaire du point de vue du système : il porte ses partitions, il se monte seul, il se récupère seul. Un module H10 ou H20, lui, ne contient rien qui ressemble à un disque complet. C'est cette confusion qui fait perdre des données.

Ce qu'est vraiment la mémoire 3D XPoint

La 3D XPoint n'est pas de la mémoire flash. Là où une cellule NAND piège des électrons derrière une grille et doit être effacée par blocs entiers avant toute réécriture, la cellule 3D XPoint change d'état physique et s'adresse directement, bit par bit. Les cellules sont empilées en croisillons entre deux réseaux de lignes conductrices, sans transistor de sélection individuel.

Trois conséquences pratiques en découlent :

1. La latence tombe à quelques microsecondes quand un SSD NAND s'exprime en dizaines de microsecondes.
2. L'endurance se compte en dizaines de réécritures complètes par jour, quand un SSD grand public se compte en fractions.
3. Et surtout, le contrôleur n'a pas à déplacer en permanence les données pour préparer des blocs libres, ce qui rend l'état du support stable et lisible tant que l'électronique répond.

Cela ne veut pas dire qu'un effacement se rattrape. Cela veut dire qu'un support Optane intact se lit proprement, et que la difficulté, quand il y en a une, vient presque toujours de l'assemblage et non du média. Le principe de la mémoire 3D XPoint est décrit sur la page 3D XPoint de Wikipédia.

Le piège du module H10 et H20, deux disques sur une seule barrette

Un module Optane Memory H10 ou H20 est une barrette M.2 2280 unique, et l'ordinateur y voit deux périphériques NVMe totalement indépendants. D'un côté 32 Go de 3D XPoint, de l'autre 512 Go ou 1 To de mémoire QLC. Le lien PCIe à quatre voies de l'emplacement est coupé en deux liens à deux voies, un pour chaque moitié.

Ce découpage n'est pas automatique. Il exige un BIOS qui sait détecter les deux moitiés, une carte mère qui sait répartir les voies de cet emplacement, un jeu de composants et une génération de processeur compatibles, et le pilote Intel Rapid Storage Technology côté système. Si l'un de ces éléments manque, le constructeur est formel : seule la moitié QLC est reconnue et accessible, et la partie Optane de 32 Go reste totalement invisible.

C'est le piège exact de ce module, et il est plus sournois qu'une disparition complète. L'utilisateur voit son gros disque, il l'ouvre, et il conclut que tout va bien. Or ce qu'il regarde est le volume privé de sa mémoire tampon, donc amputé des écritures les plus récentes et incohérent par endroits. Le module qui fonctionnait parfaitement dans un ordinateur et qui apparaît vide, incomplet ou impossible à monter dans un autre n'est donc pas en panne. Il est branché sur une machine qui ne sait lire qu'une de ses deux moitiés. Les conditions exactes d'installation sont publiées par le constructeur sur la page [compatibilité des modules Optane Memory H.

Comment Intel RST répartit les données entre les deux moitiés

C'est le point qui décide de tout. Les deux moitiés ne contiennent pas la même chose, et aucune des deux ne contient un volume complet.

• La partie QLC porte l'essentiel des données, écrites dans un format standard, lisible tel quel.
• La partie Optane porte deux mémoires tampons superposées : un cache plat, qui reprend les premiers gigaoctets du début de la partition principale, donc le démarrage du système, et un cache par blocs, qui retient des groupes de seize secteurs pris un peu partout sur le volume.
• La table qui dit quel bloc se trouve où réside sur la partie Optane.

Le pilote Intel Rapid Storage Technology et le mécanisme Smart Response assemblent ces deux moitiés et ne présentent qu'un seul volume accéléré Intel RST au système. Le résultat est qu'une partie des écritures récentes n'existe que du côté Optane. Une image de la seule partie QLC donne donc un volume incohérent : ancien par endroits, illisible ailleurs.

Le principe est le même que celui du Fusion Drive d'Apple, que nous traitons avec la même méthode et que nous détaillons dans notre page sur la récupération de données Fusion Drive.

Les quatre gestes qui cassent un volume accéléré Intel RST

Ils sont tous faits de bonne foi, et ce sont eux qui remplissent nos dossiers Optane.

1. Retirer le module sans avoir désactivé l'accélération au préalable. Le constructeur impose une étape de séparation des deux moitiés, décrite sur sa page désactiver l'accélération Optane, et cette étape recopie vers la mémoire QLC ce qui n'existait que du côté Optane. Un module Optane retiré avant cette opération laisse derrière lui un volume amputé de ses dernières écritures.
2. Désinstaller le pilote Intel Rapid Storage Technology sur un système accéléré. La machine ne trouve plus de disque de démarrage, parce que plus rien ne sait assembler les deux moitiés.
3. Basculer le mode de stockage du BIOS de Intel RST vers AHCI. Le volume disparaît instantanément, et le retour en arrière ne suffit pas toujours à le faire revenir.
4. Réinstaller le système ou changer de carte mère. La nouvelle installation ne connaît pas l'assemblage précédent, et l'ancienne configuration n'est plus nulle part.

Le symptôme, et ce qu'il veut dire

Chaque signe admet une lecture de configuration et une lecture de panne. La règle qui les sépare est simple : une erreur de configuration se reproduit toujours à l'identique, une panne matérielle change de comportement d'un essai à l'autre.

• Le gros volume visible, aucun disque de 32 Go à côté de lui : le découpage des voies PCIe n'est pas appliqué, seule la moitié QLC est présentée. Le module est intact, mais ce qui s'affiche n'est pas le volume complet.
• Aucun des deux disques visible : emplacement M.2 incompatible, ou module mal engagé. Panne électronique du module s'il a déjà fonctionné sur ce même emplacement.
• Le volume apparaît mais le système propose de le formater : l'assemblage est cassé, les structures du volume ne sont plus cohérentes. C'est le cas le plus dangereux, et la proposition se refuse.
• Le système ne démarre plus et annonce l'absence de disque de démarrage : pilote Intel Rapid Storage Technology retiré, ou mode du BIOS changé.
• Lecture qui gèle après quelques gigaoctets : cellules QLC en fin de vie ou contrôleur qui décroche, cette fois il s'agit bien d'une panne.

Un SSD Optane 905P qui n'apparaît plus du tout relève d'un autre diagnostic, traité dans notre page sur le SSD non reconnu dans le BIOS. Pour la distinction entre les formats et les protocoles en jeu, notre guide des formats et protocoles des SSD donne le détail.

Ce que nous faisons au laboratoire sur un ensemble Optane

La première opération consiste à obtenir les deux moitiés séparément, en lecture seule, sur une machine qui sait présenter les deux périphériques du module. Aucune des deux images n'est exploitable seule, et aucune n'est jamais montée en écriture.

Nous lisons ensuite sur la partie Optane les tables qui décrivent le placement des blocs, puis nous reprojetons les blocs de cache sur l'image de la partie QLC, secteur par secteur, jusqu'à obtenir un volume cohérent. C'est un travail de reconstruction logique, du même ordre que celui d'une grappe dont on a perdu l'ordre des disques, et il se mène sur nos stations PC-3000.

Quand la partie Optane est électriquement morte, nous le disons sans détour : ce qui reste est l'image de la partie QLC, donc le contenu du volume amputé des écritures les plus récentes. Beaucoup de dossiers sortent entiers malgré tout, parce que le cache ne portait que peu de données au moment de la panne, mais ce n'est jamais garanti à l'avance, et c'est le diagnostic qui le dit.

Un module ou un SSD Optane se traite dans le cadre de la récupération de données SSD NVMe, dans notre laboratoire parisien de récupération de données SSD, avec diagnostic gratuit, devis ferme avant intervention et aucun frais si la récupération échoue.

Ce qu'il ne faut pas faire

• Ne pas retirer le module d'un système accéléré sans avoir désactivé l'accélération au préalable.
• Ne pas accepter le formatage proposé par le système sur un volume Optane, jamais.
• Ne pas lancer chkdsk ni aucun outil de réparation sur un volume assemblé par le pilote.
• Ne pas changer le mode de stockage du BIOS pour voir si le disque revient.
• Ne pas remonter la seule partie QLC dans un autre ordinateur pour tenter de lire les fichiers.
• Ne pas réinstaller le système sur le module en espérant récupérer ensuite.

Deux disques mal remontés donnent un volume illisible.