【C#入門】HDD/SSD情報を読み込む|S.M.A.R.Tを取得する方法

2020 12/15

2020.09.04 2020.12.15

HDD/SSDの情報はS.M.A.R.Tを取得することで読み込むことができます。

この記事を読めば、SMARTの説明とプログラミング言語C#を用いてSMART情報を取得する方法がわかります。

この記事はこんな人におすすめ

HDDの稼働時間や書き込み回数などの情報を読み込みたい
独自ツールを作成して読み込みたい

HDD情報を読み込めるS.M.A.R.Tとは？

SMARTとは「Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology」の略でSSDやHDDの自己診断機能になります。

SMARTを使うことでハードディスクのさまざまな情報を取得することができます。

SMARTを使うメリット

ハードディスクの故障予知をする上でSMARTの情報は超重要です。

SMART情報には、「稼働時間」や「温度」、「読み書きエラー」、「シークアウトエラー」、「起動回数」などの値が含まれており、これらの情報を活用することでハードディスク利用者に故障予想を提示することができます。

つまり、利用者の貴重な情報資源を守ることができるのです。

SMARTで読み込めるパラメータ

読み込めるパラメータはこちら。(IDは16進数表示)

ハードディスクのメーカーによって読み込める項目が異なるので注意が必要です。

ID	Attribute Name	Description
01	Raw Read Error Rate	読み取りエラー発生率
02	Throughput Performance	ハードディスクの全般的な処理能力
03	Spin Up Time	HDDが設計上定められた回転数に達するまでにかかった平均時間
04	Start/Stop Count	モーターが回転/停止した回数
05	Reallocated Sectors Count	代替処理されたセクター数
07	Seek Error Rate	ヘッドのシークエラー率
08	Seek Time Performance	ヘッドのシーク平均時間
09	Power-On Hours	HDDが通電されている時間の合計
0A	Spin Retry Count	ヘッドのスピンアップ再試行回数
0B	Recalibration Retries	歪み補正の再試行回数
0C	Device Power Cycle Count	電源ON/OFF回数
0D	Soft Read Error Rate	プログラムリードエラー回数
BF	G-sense Error Late	外的な衝撃によって引き起こされたプログラムエラーの頻度
C0	Power-off Retract Count	電源オフ時にヘッドを退避(アンロード)した回数
C1	Load/Unload Cycle Count	ヘッドを復帰/退避(ロード/アンロード)した回数
C2	Temperature	温度
C3	Hardware ECC recovered	ECC(誤り訂正符号)により検知されたエラーの頻度
C4	Reallocation Event Count	不良セクタの代替処理した回数
C5	Current Pending Sector Count	バッドセクタ（利用に適さないセクタ）と見なされ、代替処理待ちとなっているセクタ数
C6	Off-Line Scan Uncorrectable Sector Count	オフラインスキャン時に訂正できなかったセクタ数
C7	UltraDMA CRC Error Count	通信エラーの回数
C8	Write Error Rate (Multi Zone Error Rate)	書き込みエラー発生率
C9	Soft Read Error Rate	ヘッドの位置がトラックの中心からずれてデータを正しく読み出すことができなかったエラー(オフトラック)の数
CA	Data Address Mark Error	データアドレスマーク（DMA）に関係するエラーの発生頻度
CB	Run Out Cancel	ECC(誤り訂正符号)によって検知されたエラーの数
CC	Soft ECC Correction	ソフトウェアECC(誤り訂正符号)によって修正されたエラーの数
CD	Thermal Asperity Rate	ヘッドとプラッターの衝突や摩擦による熱に起因するエラーの数
CE	Flying Height	ヘッドの高さ。低すぎるとプラッタとぶつかりやすい。高すぎるとread/writeエラーが起こりやすい
CF	Spin High Current	ドライブを回転させるために使用した最大電流の値
D0	Spin Buzz	ヘッドがドライブに衝突するのを避けるためにヘッドを垂直方向に跳ね上げた数
D1	Offline Seek Performance	オフラインスキャンによって測定されたシーク性能の値
D3	Vibration During Write	書き込み中に発生した振動の数
D4	Shock During Write	書き込み中に発生した衝撃の数
DC	Disk Shift	外部からの衝撃などによって、固定されているプラッターが本来固定されていた位置からずれてしまった距離
DD	G-Sense Error Rate	外的な衝撃によって引き起こされたプログラムエラーの頻度
DE	Loaded Hours	データロード作業におけるアクチュエーターの動作時間
DF	Load/Unload Retry Count	ヘッドがランディングゾーンに退避し、再度プラッター上に戻ろうとする動作(ロード/アンロード)の再試行回数再試行回数
E0	Load Friction	機械部品の摩擦によって生じたアクチュエーターの負荷
E1	Load Cycle Count	ハードディスクの電源を完全にON/OFFした回数
E2	Load-in Time	ヘッドが動作可能状態にある時間の合計
E3	Torque Amplification Count	ディスク回転時に必要な瞬間的トルク増幅回数
E4	Power-Off Retract Count	電源OFF等によりread/write要求が撤回され、ヘッドが緊急退避した回数
E6	GMR Head Amplitude	駆動時における、GMRヘッドの振動の振り幅
E7	SSD Life Left	SSDのおよその寿命
E8	Available Reserved Space	利用可能な予備領域 (寿命)
E9	Media Wearout Indicator	メディア消耗指標
EA	Average erase count AND Maximum Erase Count	byte 0-1-2；平均消去数。byte 3-4-5：最大消去数(どちらもbig endian).
EB	Good Block Count AND System(Free) Block Count	byte 0-1-2：使用可能なブロックの数(big endian)。byte 3-4：システム領域ブロック数
F0	Head Flying Hours	ヘッドの位置調整に費やした時間
F1	Total LBAs Written	総書き込み量 (ホスト)
F2	Total LBAs Read	総読み込み量 (ホスト)
F3	Total LBAs Written Expanded	上位5byte：デバイスが書き込んだ総LBA数。下位7byte：属性 F1(Total LBAs Written)の値
F4	Total LBAs Read Expanded	上位5byte：total デバイスが読み込んだ総LBA数. 下位7byte：F2(Total LBAs Read)の値
F9	NAND_Writes_1GiB	総書き込み量 (NAND)
FA	Read Error Retry Rate	読み込みエラー発生率
FB	Minimum Spares Remaining	利用可能な予備領域の割合
FC	Newly Added Bad Flash Block	工場出荷時の初期化で発見された不良ブロックの総数
FE	Free Fall Protection	落下検出回数

SMARTで重要なパラメータ

HDDの保守において重要なのは不良セクタがいくつあるかです。

Reallocated Sectors Count
Reallocation Event Count
Current Pending Sector Count

以上の3点はすべて不良セクタに関するもので、いずれか1つが「しきい値」を超えてしまうといつ故障が起きてもおかしくない状態です。

つまり、「ハードディスクを今すぐに新品交換しましょう」という合図なのです。

SMARTが読み込めるツール

SMART情報はこちらのツールから読み込むことができます。

一番有名どころは「CristalDiskInfo」ですね。ディスクの異常を検知してメールや音声で通知してくれるディスクユーティリティです。

CristalDiskInfo
ファイナルハードディスク診断
HDD Life
hdd health

C#でSMARTを取得してみた

SMART情報をXMLファイルに保存するC#コードを作成してみました。

SMARTを取得するためのサンプルコード

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Management;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace GetSmart
{
    public enum SmartAttributeType : byte
    {
        ReadErrorRate = 0x01,
        ThroughputPerformance = 0x02,
        SpinUpTime = 0x03,
        StartStopCount = 0x04,
        ReallocatedSectorsCount = 0x05,
        ReadChannelMargin = 0x06,
        SeekErrorRate = 0x07,
        SeekTimePerformance = 0x08,
        PowerOnHoursPOH = 0x09,
        SpinRetryCount = 0x0A,
        CalibrationRetryCount = 0x0B,
        PowerCycleCount = 0x0C,
        SoftReadErrorRate = 0x0D,
        SATADownshiftErrorCount = 0xB7,
        EndtoEnderror = 0xB8,
        HeadStability = 0xB9,
        InducedOpVibrationDetection = 0xBA,
        ReportedUncorrectableErrors = 0xBB,
        CommandTimeout = 0xBC,
        HighFlyWrites = 0xBD,
        AirflowTemperatureWDC = 0xBE,
        TemperatureDifferencefrom100 = 0xBE,
        GSenseErrorRate = 0xBF,
        PoweroffRetractCount = 0xC0,
        LoadCycleCount = 0xC1,
        Temperature = 0xC2,
        HardwareECCRecovered = 0xC3,
        ReallocationEventCount = 0xC4,
        CurrentPendingSectorCount = 0xC5,
        UncorrectableSectorCount = 0xC6,
        UltraDMACRCErrorCount = 0xC7,
        MultiZoneErrorRate = 0xC8,
        WriteErrorRateFujitsu = 0xC8,
        OffTrackSoftReadErrorRate = 0xC9,
        DataAddressMarkerrors = 0xCA,
        RunOutCancel = 0xCB,
        SoftECCCorrection = 0xCC,
        ThermalAsperityRateTAR = 0xCD,
        FlyingHeight = 0xCE,
        SpinHighCurrent = 0xCF,
        SpinBuzz = 0xD0,
        OfflineSeekPerformance = 0xD1,
        VibrationDuringWrite = 0xD3,
        ShockDuringWrite = 0xD4,
        DiskShift = 0xDC,
        GSenseErrorRateAlt = 0xDD,
        LoadedHours = 0xDE,
        LoadUnloadRetryCount = 0xDF,
        LoadFriction = 0xE0,
        LoadUnloadCycleCount = 0xE1,
        LoadInTime = 0xE2,
        TorqueAmplificationCount = 0xE3,
        PowerOffRetractCycle = 0xE4,
        GMRHeadAmplitude = 0xE6,
        DriveTemperature = 0xE7,
        HeadFlyingHours = 0xF0,
        TransferErrorRateFujitsu = 0xF0,
        TotalLBAsWritten = 0xF1,
        TotalLBAsRead = 0xF2,
        ReadErrorRetryRate = 0xFA,
        FreeFallProtection = 0xFE,
    }

    public class SmartData
    {
        readonly Dictionary<SmartAttributeType, SmartAttribute> attributes;
        readonly ushort structureVersion;

        public SmartData(byte[] arrVendorSpecific)
        {
            attributes = new Dictionary<SmartAttributeType, SmartAttribute>();
            for (int offset = 2; offset < arrVendorSpecific.Length;)
            {
                var a = FromBytes<SmartAttribute>(arrVendorSpecific, ref offset, 12);
                // Attribute values 0x00, 0xfe, 0xff are invalid
                if (a.AttributeType != 0x00 && (byte)a.AttributeType != 0xfe && (byte)a.AttributeType != 0xff)
                {
                    attributes[a.AttributeType] = a;
                }
            }
            structureVersion = (ushort)(arrVendorSpecific[0] * 256 + arrVendorSpecific);
        }

        public ushort StructureVersion
        {
            get
            {
                return this.structureVersion;
            }
        }

        public SmartAttribute this[SmartAttributeType v]
        {
            get
            {
                return this.attributes[v];
            }
        }

        public IEnumerable<SmartAttribute> Attributes
        {
            get
            {
                return this.attributes.Values;
            }
        }

        static T FromBytes<T>(byte[] bytearray, ref int offset, int count)
        {
            IntPtr ptr = IntPtr.Zero;

            try
            {
                ptr = Marshal.AllocHGlobal(count);
                Marshal.Copy(bytearray, offset, ptr, count);
                offset += count;
                return (T)Marshal.PtrToStructure(ptr, typeof(T));
            }
            finally
            {
                if (ptr != IntPtr.Zero)
                {
                    Marshal.FreeHGlobal(ptr);
                }
            }
        }
    }

    [StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
    public struct SmartAttribute
    {
        public SmartAttributeType AttributeType;
        public ushort Flags;
        public byte Value;
        [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 8)]
        public byte[] VendorData;

        public bool Advisory
        {
            get
            {
                return (Flags & 0x1) == 0x0; // Bit 0 unset?
            }
        }
        public bool FailureImminent
        {
            get
            {
                return (Flags & 0x1) == 0x1; // Bit 0 set?
            }
        }
        public bool OnlineDataCollection
        {
            get
            {
                return (Flags & 0x2) == 0x2; // Bit 0 set?
            }
        }

    }

    class Program
    {
        public static void Main()
        {
            HddModel hddModel = new HddModel();
            hddModel.Info = new List<Model>();

            try
            {
                var searcher = new ManagementObjectSearcher("root\\WMI", "SELECT * FROM MSStorageDriver_ATAPISmartData");

                foreach (ManagementObject queryObj in searcher.Get())
                {


                    Console.WriteLine("-----------------------------------");
                    Console.WriteLine("MSStorageDriver_ATAPISmartData instance");
                    Console.WriteLine("-----------------------------------");

                    var arrVendorSpecific = (byte[])queryObj.GetPropertyValue("VendorSpecific");

                    // Create SMART data from 'vendor specific' array
                    var d = new SmartData(arrVendorSpecific);
                    foreach (var b in d.Attributes)
                    {
                        Console.WriteLine("AttributeType:{0}, Value:{1}, Flag:{2}", b.AttributeType, b.Value, b.Flags);

                        b.VendorData[6] = 0x00;
                        b.VendorData[7] = 0x00;
                        foreach (byte vendorByte in b.VendorData)
                        {
                            Console.Write("{0:x} ", vendorByte);
                        }
                        Console.WriteLine($"Data:{BitConverter.ToInt32(b.VendorData)}");
                                               
                        // XMLファイルに保存するためのモデルを作成
                        Model model = new Model();

                        model.Id = (int)b.AttributeType;

                        model.Item = b.AttributeType.ToString();
                        model.CurrentValue = b.Value;
                        model.ThresholdValue = b.Flags;
                        string data = "";
                        for (int index = (b.VendorData.Length - 1); 0 <= index; index--)
                        {
                            data += string.Format("{0:X2}", b.VendorData[index]);
                        }
                        model.RowValue = data;

                        hddModel.Info.Add(model);
                    }
                }

                //出力先XMLのストリーム
                System.IO.FileStream stream = new System.IO.FileStream(@"sample.xml", System.IO.FileMode.Create);
                System.IO.StreamWriter writer = new System.IO.StreamWriter(stream, System.Text.Encoding.UTF8);

                //名前空間出力抑制
                System.Xml.Serialization.XmlSerializerNamespaces ns = new System.Xml.Serialization.XmlSerializerNamespaces();
                ns.Add(String.Empty, String.Empty);

                //シリアライズ
                System.Xml.Serialization.XmlSerializer serializer = new System.Xml.Serialization.XmlSerializer(typeof(HddModel));
                serializer.Serialize(writer, hddModel, ns);

                writer.Flush();
                writer.Close();
            }
            catch (ManagementException e)
            {
                Console.WriteLine("An error occurred while querying for WMI data: " + e.Message);
            }
        }
    }
}

namespace GetSmart
{
    [System.Xml.Serialization.XmlRoot("hdd")]
    public class HddModel
    {
        /// <summary>
        /// 情報
        /// </summary>
        [System.Xml.Serialization.XmlElement("info")]
        public System.Collections.Generic.List<GetSmart.Model> Info { get; set; }
    }

    public class Model
    {
        /// <summary>
        /// ID
        /// </summary>
        [System.Xml.Serialization.XmlAttribute("id")]
        public int Id { get; set; }
        /// <summary>
        /// 項目
        /// </summary>
        [System.Xml.Serialization.XmlElement("item")]
        public string Item { get; set; }
        /// <summary>
        /// 現在値
        /// </summary>
        [System.Xml.Serialization.XmlElement("current")]
        public int CurrentValue { get; set; }
        /// <summary>
        /// 最悪値
        /// </summary>
        [System.Xml.Serialization.XmlElement("worst")]
        public int WorstValue { get; set; }
        /// <summary>
        /// しきい値
        /// </summary>
        [System.Xml.Serialization.XmlElement("treshold")]
        public int ThresholdValue { get; set; }
        /// <summary>
        /// 生データ
        /// </summary>
        [System.Xml.Serialization.XmlElement("row")]
        public int RowValue { get; set; }
    }
}

SMART情報を読み込んだ結果

無事にXMLファイルのタグにAttributeの値が入ってきました。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<hdd>
  <info id="1">
    <item>ReadErrorRate</item>
    <current>166</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>42496</treshold>
    <row>0000000000000000</row>
  </info>
  <info id="5">
    <item>ReallocatedSectorsCount</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000000</row>
  </info>
  <info id="9">
    <item>PowerOnHoursPOH</item>
    <current>95</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>24320</treshold>
    <row>0000000000001204</row>
  </info>
  <info id="12">
    <item>PowerCycleCount</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000DD4</row>
  </info>
  <info id="100">
    <item>100</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>000000000008069B</row>
  </info>
  <info id="168">
    <item>168</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000001</row>
  </info>
  <info id="169">
    <item>169</item>
    <current>99</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25344</treshold>
    <row>0000000000000034</row>
  </info>
  <info id="174">
    <item>174</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>000000000000000A</row>
  </info>
  <info id="175">
    <item>175</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000000</row>
  </info>
  <info id="176">
    <item>176</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000000</row>
  </info>
  <info id="177">
    <item>177</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>000000000000000E</row>
  </info>
  <info id="178">
    <item>178</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000003</row>
  </info>
  <info id="179">
    <item>179</item>
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    <item>180</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
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    <item>181</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
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    <item>182</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
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  <info id="184">
    <item>EndtoEnderror</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000004</row>
  </info>
  <info id="187">
    <item>ReportedUncorrectableErrors</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000004</row>
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  <info id="188">
    <item>CommandTimeout</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>000000000000002B</row>
  </info>
  <info id="194">
    <item>Temperature</item>
    <current>55</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>11264</treshold>
    <row>000000150037002C</row>
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  <info id="195">
    <item>HardwareECCRecovered</item>
    <current>45</current>
    <worst>0</worst>
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  <info id="196">
    <item>ReallocationEventCount</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>0000000000000000</row>
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  <info id="198">
    <item>UncorrectableSectorCount</item>
    <current>100</current>
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    <treshold>25600</treshold>
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  <info id="199">
    <item>UltraDMACRCErrorCount</item>
    <current>100</current>
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    <item>238</item>
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    <item>TotalLBAsWritten</item>
    <current>100</current>
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  <info id="242">
    <item>TotalLBAsRead</item>
    <current>100</current>
    <worst>0</worst>
    <treshold>25600</treshold>
    <row>00000003AA1A81CB</row>
  </info>
</hdd>

sample.xml ダウンロード

気になる不良セクタのスコア

不良セクタの値はすべて「しきい値以下」ということが確認できました。対象はSSD(SK hynix SC401 SATA 512GB)で使ってまだ1年経っていないので納得の結果です。

なぜか、Current Pending Sector Countは取得できない結果となりました。

不良セクタ	しきい値	現在値
Reallocated Sectors Count	25600	100
Reallocation Event Count	25600	100
Current Pending Sector Count	ー	ー

まとめ

HDD/SSD情報をSMARTを用いて取得するには、CristalDiskInfoなどのツールを使えば簡単に読み込めます。

ただし、取得したデータを自動的に2次利用したい、といった場合は自作ツールを作ってしまうのも一つの手です！

今回提示したサンプルコードが参考になれば幸いです。

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この記事を書いた人

いっさん

インドア派で体育会系のソフトウェアエンジニアです。
普段はパソコンをしながらコーヒーを飲むのが至福の時間です。
日々の生活を快適にするための情報を随時アップしていきます。

【C#入門】HDD/SSD情報を読み込む|S.M.A.R.Tを取得する方法

HDD情報を読み込めるS.M.A.R.Tとは？

SMARTを使うメリット

SMARTで読み込めるパラメータ

SMARTで重要なパラメータ

SMARTが読み込めるツール

C#でSMARTを取得してみた

SMARTを取得するためのサンプルコード

SMART情報を読み込んだ結果

気になる不良セクタのスコア

まとめ

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【C#入門】HDD/SSD情報を読み込む|S.M.A.R.Tを取得する方法

HDD情報を読み込めるS.M.A.R.Tとは？

SMARTを使うメリット

SMARTで読み込めるパラメータ

SMARTで重要なパラメータ

SMARTが読み込めるツール

C#でSMARTを取得してみた

SMARTを取得するためのサンプルコード

SMART情報を読み込んだ結果

気になる不良セクタのスコア

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