О том, как сегодня повышают надежность накопителей данных
Жесткие диски не зря именуют иногда "серверными расходниками" - это самые часто выходящие из строя комплектующие (впрочем, они же и самые многочисленные). Однако за последние двадцать лет количество таких поломок резко сократилось. Произошло это благодаря долгой и кропотливой работе над их надежностью!
Итак, что же было сделано?
Постановка проблемы и гелиевый вариант решения
Еще пятнадцать лет назад ненадежность HDD стала настолько всем очевидной, что даже производители стали занижать гарантийный срок своего продукта с трех лет до года (немалую роль в этом сыграли накопители IBM Deskstar, которые за постоянные отказы прозвали Deathstar - "мертвозвездой").
Но с тех пор многое изменилось. За последние три года процент отказов жестких дисков уже совсем другой - и он сокращается: с 2016 до 2018 он упал с 1.95% до 1.77% и 1.25%. Все благодаря не только развитию самих накопителей, но и стандартов дата-центров.
Например, сегодня для многих производителей стало нормой заполнять некоторые диски гелием. Дело в том, что он в семь раз менее плотный, чем воздух, так что механические элементы устройства медленнее снашиваются, а считывающие головки точнее позиционируются. Согласно исследованию HGST, это продлевает жизнь такого "расходного материала" в два раза!
Но далеко не в каждом диске используется гелий, так что не ему отрасль обязана падением процента отказов. Тогда чему?
Развитие накопителей
Одна из наиболее впечатляющих технологий, продлевающих жизнь жесткого диска - RV-сенсоры. Это так называемые "датчики вращательной вибрации", чьи показатели используются диском для коррекции движения считывающих головок.
Дело в том, что многие устройства отказывали из-за неправильного определения высоты безопасного нахождения головок от самого диска. Из-за влажности воздуха конфигурация движения затруднялась и нередко приводила к поломке!
Создание в конструкции жесткого диска отдельных сенсоров для коррекции этой проблемы, конечно, серьезно помогло. Их, как и гелий, нельзя встретить на каждом диске, но Seagate, Toshiba и Western Digital как правило предоставляют эту технологию. Так что ее внедрение ведущими игроками отрасли было, конечно, немаловажным прорывом!
Развитие ЦОД
Другая причина падения процента отказов жестких дисков - изменение условий в центрах обработки данных. Комплектующие служат тем дольше, чем лучше условия, в которых они работают. Например, при 50 или 5 градусах по Цельсию работать ваш диск будет, скорее всего, гораздо меньше! Так что повсеместное поддержание правильного микроклимата действительно сократило число отказов HDD.
Кроме того, на сегодняшний день очень распространены решения автоматического управления микроклиматом на базе машинного обучения. Используя данные внутренних и внешних термометров ЦОДа, системы автоматического контроля настраивают вентиляцию, забирая с улицы больше или меньше холодного/горячего воздуха - и таким образом увеличивая устойчивость комплектующих в дата-центре.
Однако даже один процент выходящих из строя жестких дисков некоторым кажется чрезмерным. Так что кроме HDD усиливаются позиции других видов накопителей, которые также не стоят на месте и прогрессируют в надежности.
Альтернатива
Главная альтернатива HDD на рынке - SSD. Твердотелые накопители как технология сейчас находятся "на взлете" и отказывают все еще сравнительно часто - но и технологии предупреждения ошибок появляются чаще. Например, SSD refresh, проверяющая ячейки диска, находящая разрядившиеся и подзаряжающая их.
Другая альтернатива - магнитная лента. По популярности ее опережают HDD и SSD, но третье место среди накопителей данных - для такой старой технологии это впечатляюще! Тем более что она не перестает развиваться. При движении 10 м/сек она гораздо менее подвержена повреждениям, чем раньше, а по вместимости может достигать нескольких терабайт.
Ну и среди самых инновационных технологий, обладающих уже несравненной надежностью, но еще экспериментальных - такое хранилище данных, как молекула ДНК. Заключенная в стеклянную капсулу и полностью отрезанная от губительного влияния окружающей среды, такая молекула может безошибочно записывать и перезаписывать данные тысячелетиями. Звучит фантастически - однако Microsoft уже планирует внедрить ДНК-хранилище в одном из своих дата-центров.
Итог
Жесткий диск хоть и является все еще самым "хрупким" местом IT-инфраструктуры, он уже во много раз "крепче", чем был пятнадцать, десять или пять лет назад - и становится все надежнее! Выбирайте диски надежных производителей - и вам будет нечего бояться.
Ну и не забывайте про правильный микроклимат, охлаждение и контроль подаваемого электричества - и тогда диски будут служить вам долго и плодотворно.
