Почему HDD стали реже выходить из строя

Поломки жёстких дисков — одна из главных причин простоя серверов в дата-центрах. Но в последнее время число отказов HDD сокращается. Расскажем, почему так происходит.

Немного ретроспективы

Двадцать лет назад жесткий диск был одним из «слабых мест» компьютера или сервера. Известна история с накопителями IBM Deskstar, которые выходили из строя даже после непродолжительного использования. Эти диски считаются одними из самых ненадежных коммерческих HDD, за что получили нарицательное прозвище Deathstar («Звезда смерти»).

Ситуация с Deskstar отбросила длинную тень на индустрию жестких дисков. Многие производители начали добровольно занижать гарантийные сроки на свои устройства. В ряде случаев они сократились с трех до одного года. Но со временем появлялись новые технологии, повышающие надежность HDD. Согласно исследованию одного из крупных западных облачных провайдеров в 2018 году процент отказов (AFR) жестких дисков в его ЦОД составил 1,25%. Для сравнения: в 2016-м и 2017-м значение AFR равнялось 1,95% и 1,77% соответственно.

Сокращение числа поломок HDD эксперты ИТ-индустрии связывают с развитием технологий как в самих накопителях, так и в дата-центрах. Рассмотрим некоторые из этих решений.

Гелиевые камеры

Некоторые современные HDD производители заполняют гелием. Плотность гелия в семь раз ниже плотности воздуха. Эта особенность уменьшает силу трения, действующую на движущиеся компоненты, и снижает силу газовых потоков, которая влияет на точность позиционирования считывающих головок. Дополнительно технология устраняет риск коррозии элементов HDD, потому что гелиевая среда не содержит водяного пара. Все это увеличивает расчётный цикл жизни жестких дисков.

Согласно исследованию HGST, проведённому несколько лет назад и основанному на статистике компаний Netflix, Huawei и HP, срок службы гелиевых дисков в два раза превышает срок службы классических HDD. По этой причине продажи гелиевых дисков растут год от года, а сами устройства все чаще используются в дата-центрах облачных провайдеров.

Улучшение условий в ЦОД

Еще одной причиной повышения надежности HDD эксперты индустрии называют улучшение условий в дата-центрах. Срок службы жестких дисков напрямую связан с окружающей их температурой. В Seagate отмечают, что оптимальной будет температура в 30°C. Если она будет выше 50°C или ниже 5°C, то количество отказов значительно вырастет.

Поэтому ИТ-компании разрабатывают новые решения для кондиционирования, которые бы поддерживали оптимальную температуру в серверной. Например, в Facebook представили технологию испарительного охлаждения для ЦОД. Вода для системы охлаждается в специальном теплообменнике, испаряясь через особый мембранный слой. Затем эта жидкость используется для снижения температуры воздуха в машинном зале.

Помимо новых систем охлаждения, разрабатываются и решения для управления ими. В частности, на базе машинного обучения. Такие системы используют датчики, собирающие данные о температуре за пределами дата-центра и внутри него. Эта информация затем используется управляющим модулем для настройки вентиляции — он регулирует температуру, забирая больше или меньше воздуха с улицы.

Это сообщение отредактировал sparrow85 - 6.03.2019 - 22:29

Развитие «внутренних» технологий HDD

На количество отказов HDD также влияет влажность воздуха. Она определяет то, на какой высоте от диска может безопасно находиться считывающая головка, чтобы не повредить магнитную поверхность. Для решения этой проблемы производители дисков внедряют технологии, конфигурирующие движение блока головок в зависимости от условий работы.

Примером такой технологии могут быть RV-сенсоры, или датчики вращательной вибрации. Используя их показания встроенный управляющий модуль меняет характер движения блока головок, специальным образом перераспределяя вибрацию на корпус устройства. Часто RV-сенсоры встречаются в накопителях, предназначенных для работы в дисковых массивах, от компаний Seagate, Toshiba и Western Digital.

Это сообщение отредактировал sparrow85 - 6.03.2019 - 22:29

О надежности альтернативных накопителей

Главным конкурентом жестких дисков, в том числе в дата-центрах, сегодня являются SSD. По статистике количество отказов твердотельных накопителей меньше, чем у HDD. Однако с возрастом у «твердотельников» число ошибок при чтении растёт вдвое быстрее. Для решения этой проблемы производители SSD развивают методы коррекции ошибок, которые должны повысить надёжность и срок службы устройств.

Один из таких способов — SSD refresh (стр. 32). Если к отдельным ячейкам накопителя долгое время не происходит обращений, они начинают терять заряд. Это может привести к утере части данных. Поэтому контроллер накопителя время от времени считывает информацию в неиспользуемых ячейках, оценивает их текущее состояние и «дозаряжает» их.

Ещё одна технология, которая продолжает использоваться в дата-центрах — это магнитная лента. В отчёте Data Storage Trends за 2018 год лента стала четвертым по популярности хранилищем после HDD, SDD и облака (речь идет о различных вариантах хранения данных компаний, не методах хранения как таковых). Магнитные ленты используют в основном благодаря их надежности: ошибки на этом накопителе возникают на четыре–пять порядков реже, чем в HDD.

При этом сегодня по-прежнему разрабатываются новые технологии для продления срока жизни плёнки. В 2017 году IBM и Sony создали магнитную ленту, которую для защиты снабдили дополнительным «смазочным» слоем. Этот слой снижает риск повреждения ленты при её движении на скорости 10 метров в секунду.

Существуют и более экспериментальные технологии хранения, надежность которых, в теории, способна значительно превысить показатели классических накопителей. Например, большой потенциал в качестве долговечного носителя в ИТ-сообществе пророчат молекулам ДНК.

Создатели ДНК-хранилищ планируют запечатать молекулы в стеклянные капсулы, где они будут изолированы от губительных условий окружающей среды. Это позволит хранить закодированные в них цифровые данные на протяжении тысяч лет без ошибок. Такой носитель информации может стать реальностью уже в ближайшие годы: внедрить ДНК-хранилище в одном из своих ЦОД планировала компания Microsoft.

Но подобные решения пока является экспериментальными и не рассчитаны на широкое использование. Поэтому пока одними из наиболее популярных способов хранения информации в дата-центрах останутся жёсткие диски. А учитывая тот факт, что их надежность растет, HDD останутся с нами еще надолго.
via

Это сообщение отредактировал sparrow85 - 6.03.2019 - 22:30

Ага, конечно, рассказывай нам тут.

Размещено через приложение ЯПлакалъ

Где страница 32, ТС??? Я очень хочу узнать поподробнее об SSD refresh.

Ну незнай. Рег.ру уже одни SSD предлагает или гибридные диски.

ТС это интересно только узкой аудитории.

Сисек/котиков нет, не будет и юки.

Как летели, так и летят. Не надо ля-ля.

Пожалуйста

Ну хз, по моим наблюдениям, современные диски живут очень недолго. А их проходит через мои руки довольно приличное количество. Зато перед глазами несколько примеров терабайтников, которым больше 10-ти лет и они живее всех живых.

Хранение информации - очень важная задача

Почему-то не упоминается о избыточных секторах. Каждый винт начинает сдыхать сразу после первого включения, но на блинах есть запасные сектора, которые не входят в заявленную емкость. Контроллер, обнаружив сбойный сектор, метит его как плохой и вместо него использует свежий из резервной области. Для пользователя и для СМАРТ-а все выглядит, как будто винт исправен. И лишь когда резервная область закончится, станет видно, что диск сыпется.

8,4 гиговый фуджицу отпахал 67 тысяч часов , современные разве так могут?

Самсунг 500 вроде гб, могу ошибаться, но борода у него как у гендальфа... как рабочий диск прожил около 10 лет, я задолбался ждать его кончины, сложил на полочку и заменил на ssd. скорость поражает. но... менеджер ssd ругается что скоро блицкриг захлебнётся. при замене этого ssd на новый, похоже, скоро достану тот Самсунг для сохранения резерва. на всякий ..чий случай.

З.Ы, а про IBM DTLA помню, "дятел ИБёной Матери", или как только не обзывали. дохли быстро, и стоили не мало. было время, всё это было интересно... а когда Seagate barracuda стали внезапно 7200.7 - сколько воплей было что "уже не тот"... а предыдущий в "резиновом" пиджаке на 5400 оборотов... а тихо позвякивающий conner на целый "гиг", вместо долбящих samsung'ов и WD caviar 3200 в своё время.... а "ленточка" у WDшек, которая сдиралась после нескольких установок/снятий в корпусе, когда было глобальное событие "пойду к Ваське с винтом"... а просто fujitsu c пластиковой верхушкой, которые бились при доставке и дохли... а... было время

Это сообщение отредактировал megajaba - 6.03.2019 - 22:59

Если у юзеров нет мозгов... .
Знаешь сколько раз я видел как люди пинают системник из за зависшей игры?
Аналогично ноуты вертят, ровняют, в постели с ними лежат.

Главный совет что я подчерпнул от инженера компании X о HDD - чем меньше компьютер включается\выключается, тем больше шансов, что диск проживет очень долго.

харды очень не любят по 500 одновременных раздач торрентов, большинство даже и не знают, что раздают.

Это сообщение отредактировал gelezo131 - 6.03.2019 - 22:50

Мой... жив, здоров.

Ничо не летит. Давно не помню, что бы возвраты HDD были. У себя пятисотку Самсунг десятилетнюю вытащил - живее всех живых, просто заменил на 2ТБ.

На счет ленты соглашусь, был в 90-ые годы у меня стример qic 40 с интерфейсом на шлейф флоповода.
Решил я посмотреть, как лента на бобине крепится.
Кстати, привод ленты очень оригинально сделан, резиновой лентой, которая крутит по касательной бобины, за счет чего обеспечивается постоянная линейная скорость без использования тонвала.

Так вот, лента оказалась не закреплена на катушке. В общем потихоньку заправил ее назад под резиновую ленту и намотал чуть на катушку. Вставил в стример, и за счет оставшейся петли ее зажевало так, что думал -- на выкид.

Однако содержимое считалось на ура, похоже там избыточность такая, что можно процентов 50 потерять информации, по четности потом восстановится.

https://www.computerhope.com/jargon/q/qic.htm

Это сообщение отредактировал l0g0ut - 6.03.2019 - 22:55

HDD Seagate Expansion, годик покрутил и умер. В смысле, жужжать он и сейчас пытается, но по всем остальным признакам - пушной зверек уже пришел. Сегодня был в сервисном центре, составили акт. Завтра поеду в магазин, решать вопрос.
Надежность, говорите, хммм )))

В моем случае никаких юзеров. В основном диски берем в большом количестве для серверов видеонаблюдения. И для бытовых видеорегистраторов, но в гораздо меньшем объеме, конечно. Бывает, даже сразу уже мертвые, толко купленные). Какой то процент мрет в первую неделю использования.

Например у меня)

67.000? когда mbtf реальный был 50.000? да, думаю, что легко. это 7.6 года. это далеко не рекорд. правда, чтобы узнать о "современных" - нужно выждать эти самые 7.6 года.

Это сообщение отредактировал megajaba - 6.03.2019 - 23:06