От чего зависит надежность жесткого диска

Обновлено: 21.11.2024

Storelab, российская компания, занимающаяся восстановлением данных, недавно опубликовала долгосрочное исследование, в котором сравнивались жесткие диски различных поставщиков. Спорный отчет предлагает интересные данные и дает представление о надежности жестких дисков и причинах дефектов.

Стандарт долговечности

Большая часть всех жестких дисков, продаваемых по всему миру, производится всего шестью производителями: Fujitsu/Toshiba, Hitachi, Samsung, Seagate и Western Digital. Чтобы определить, какие из этих поставщиков продают самые долговечные продукты, Storelab оценивает жесткие диски, которые они получают для восстановления, а также экономические потери, которые причиняют клиентам сбои. В это конкретное исследование было включено более 4000 2,5-дюймовых и 3,5-дюймовых жестких дисков. Storelab также сравнивает количество бракованных дисков, полученных разными производителями, с их рыночными долями. Следует иметь в виду, что частота отказов будет выше для популярных производителей. Существенная разница между долей рынка и долей неисправных дисков может указывать на более высокую или низкую надежность продукта.

На этом этапе мы также должны четко указать, что исследование не является репрезентативным и не может рассматриваться как исчерпывающая сводка по надежности. Он отражает лишь очень малую часть рынка жестких дисков. Диски берутся из анализа, сделанного в процессе восстановления, и конкретных тестовых групп нет. Он охватывает различные форм-факторы, различные линейки продуктов и т. д. Думайте об этом анализе как о обзоре надежности, который может применяться к жестким дискам в вашем родном городе. Скорее всего, в другом месте результаты будут отличаться.

Судя по графикам, мы видим, что неудачи и доли рынка коррелируют лишь частично. Наибольшую процентную разницу можно увидеть у лидера рынка, компании Seagate, где уровень отказов более 56% почти в два раза превышает долю рынка, составляющую 31%. Несмотря на то, что Seagate сообщает о 40-процентной доле рынка на российском рынке, откуда Storelab черпает свои данные, разница все равно очень заметна. Остальные пять производителей показывают пропорциональную долю отказов ниже их рыночных долей. В частности, Hitachi и Western Digital почти на 11% ниже, что как минимум предполагает более высокую долговечность и надежность. Опять же, это относится только к этим ограниченным наборам дисков в этой конкретной среде.

Второй ключевой показатель долговечности — это средний возраст жестких дисков на момент выхода из строя. Опять же, мы видим большие различия между различными производителями, а также между конкретными моделями. Будущую долговечность жесткого диска трудно предсказать во время разработки. Инженеры не могут сделать больше, чем проводить лабораторные испытания и моделировать воздействие температуры, давления, вибрации и т. д. Эти установки никогда не способны выявить все возможные конструктивные недостатки, тем более что испытания не могут проводиться в течение всего периода времени, на который рассчитаны приводы. работать. Вместо этого безотказный период испытаний около полутора лет считается достаточным критерием долговечности конструкции и конструкции жесткого диска.

Как видно из таблицы, предоставленной Storelab (в комплекте с русскими названиями), Hitachi выигрывает с точки зрения долговременной надежности среди моделей на 500 ГБ. Эти накопители проработали в среднем пять лет, как минимум на полгода дольше, чем у Western Digital. Значения для серий Seagate 7200.10 и 7200.11 были разделены, чтобы обеспечить более точное представление. Имейте в виду, что новая линейка продуктов потенциально может перевернуть результаты с ног на голову. Мы смотрим на снимок рынка жестких дисков за прошлый год.

Текущая страница: Стандарт долговечности

Зачем публиковать это исследование, если при каждой возможности вы говорите нам, что данные настолько ограничены, что мы не должны использовать их в качестве руководства по качеству перечисленных дисков?

Кажется, пустая трата времени.

@cmcghee358: потому что, если бы они не поместили это хотя бы один раз на страницу, любой веб-сайт мог бы начать полемику со ссылкой на одну страницу без того, чтобы там было написано «THG говорит, что диски Seagate — дерьмо!».

Это правда, но только согласно ограниченному, но все же актуальному (и одному из немногих доступных) исследованию.

Но это довольно хорошо коррелирует с тем, что я испытал: единственные неисправные диски Hitachi, которые я получил (а у меня их было много), были вызваны:
- производственным браком (и RMA работал хорошо и быстро) неисправные сектора,
- старость (10 лет) создания неисправных секторов.
Ни разу из двух десятков дисков Hitachi (и IBM), которыми мне приходилось управлять, не было сбоя, связанного с аппаратной неисправностью — даже падение (не работающего) диска 2001 года с высоты одного метра на твердый бетон не смогло его повредить. .

Я пробовал диски Maxtor, Toshiba и WD, и на большинстве из них в конечном итоге возникали неисправимые аппаратные сбои, приводившие к массовой потере данных; Диски Hitachi в худшем случае приводили к потере нескольких файлов из-за невосстановимых секторов (много раз я получал предупреждения SMART до того, как данные становились невозможными для восстановления).

Недавно я получил несколько дисков Samsung; они дешевы, и они добавили ударопрочность в 2,5-дюймовых версиях, я посмотрю, будут ли они лучше, чем у Hitachi (я все еще делаю резервные копии на дисках Hitachi). Если этот отчет является каким-либо показателем, ноутбуки Samsung Массив RAID 1 для настольного компьютера должен обеспечивать надежную работу — тот, который я ношу в течение 2 лет в поясной сумке, тоже кажется достаточно прочным.

Как ни странно, в прошлом году мне пришлось избавиться от некоторых старых реликвий (IBM XT) середины 1980-х годов. У всех 5 из них были жесткие диски, которые все еще работали, и машины были полностью функциональны. Грустно, я бы хотел иметь держал их, но в моем доме было слишком много беспорядка.

Я не уверен, что мой комментарий верен, но поскольку Seagate занимает большую долю рынка, многие считают ее диски «надежными». Если я заплатил за диск дополнительную плату, то это потому, что у меня есть (были?) ценные данные на нем, и я готов платить за восстановление данных.

Может ли это быть одной из причин того, что Seagate отправляет больше дисков, чем нужно?

За последний год я заменил все свои диски Seagate на диски WD. Мои личные исследования за последние 20 лет показывают, что за этот период только диски WD демонстрируют достаточно долгий срок службы и надежность. В последнее время (последние 2-3 года) Seagate убрала качество из уравнения. В настоящее время их интересует только доля рынка, а не честное название их собственного бренда.
Опять же, это личное исследование - например, я использовал только один диск Hitachi за этот период, поэтому я не могу вести статистику на основе одного.

Ну, я живу на Филиппинах, и я не рад сообщить, что почти 2 года назад я купил WD Passport, и он умер у меня через 3 месяца. WD или продавец заменили мне его через местного дистрибьютора. Однако я потерял все свои данные, для которых была сделана резервная копия, потому что до этого у меня умерла моя значительно более старая серийная IDE Seagate 80 Гб с ЭТИМИ же данными!

Да, WD предоставил мне немного улучшенный жесткий диск с дополнительными 40 ГБ, но вся эта информация и файлы, которые были потеряны, были невосполнимы. Проблема заключалась в неисправном штифте или в считывателе, похожем на гвоздь хищника! Устройство просто щелкало и щелкало, а мой жесткий диск не читался.

Не знаю, почему, но Seagate мне тоже не нравится :) Большинство моих жестких дисков Hitachi, и у меня было 2 отказа: один из-за скачка напряжения, а другой из-за нескольких поврежденных секторов, но диск было 60 ГБ, и ему было около 3 лет. У меня есть один диск Seagate, и он отлично работает, я использую его уже около 3 лет на сервере хранения.
Я знаю многих, у кого были проблемы именно с этим "CC Fly", может быть, поэтому я не люблю Seagate. В настоящее время обращаюсь к WD, очень хочу посмотреть, как у них дела.
Кстати, у меня есть 3-4 Maxtor по 40 ГБ, которые до сих пор живы и работают уже около 9 лет :)

Я помню, как читал о некоторых проблемах с серией Seagate 7200.11, а также о множестве плохих оценок на Newegg.

Серия Seagate 7200.11 была ужасной. Я избегаю их, независимо от того, насколько дешево они продаются. 7200.12 намного надежнее.

До сих пор не существует альтернативы HDD для экономичного предоставления емкости хранения. Различные приложения требуют использования разных жестких дисков. Решающими критериями выбора являются надежность и условия эксплуатации

Объем данных продолжает безудержно расти, а проблемы хранения данных для предприятий и частных пользователей постоянно возрастают. С точки зрения эффективности, безопасности и затрат важно использовать правильные диски для различных вариантов использования. Решающим критерием является надежность жесткого диска, которая зависит от нескольких факторов, таких как спецификация продукта, условия окружающей среды, рабочая нагрузка или конкретное приложение. Особое внимание следует уделить таким аспектам, как время работы, гарантия производителя, среднее время наработки на отказ (MTTF) и годовая интенсивность отказов (AFR).

Основным критерием выбора компонентов системы хранения данных, связанным с надежностью, является режим работы, то есть количество часов в день, на которые рассчитан накопитель. Клиентские диски для настольных или портативных компьютеров обычно рассчитаны на работу в среднем 8 часов в день. Это отражает типичный вариант использования для этих типов машин. С другой стороны, жесткие диски для приложений корпоративного класса оптимизированы для непрерывного использования — 24 часа в сутки, семь дней в неделю, 365 дней в году (24/7/365 или 24/7).

Есть также различия в условиях гарантии. Надежность изделия гарантируется производителем в течение определенного периода времени. Для корпоративных компонентов этот срок обычно составляет 5 лет.Клиентские диски будут предлагать гарантию от 1 до 3 лет. Однако эта гарантия зависит от правильного использования и развертывания, а это означает, что необходимо соблюдать время работы, а также условия окружающей среды.

Кроме того, в отношении надежности жесткого диска необходимо учитывать информацию производителя о MTTF. Среднее время безотказной работы — это статистическое значение, которое определяет, через какое время может произойти первый сбой в группе устройств (измеряется в часах). Если MTTF задано равным 1 миллиону часов, а диски работают в соответствии со спецификациями, можно ожидать один отказ диска в час для популяции в 1 миллион дисков. Для более реалистичного количества 1000 дисков поставщик управляемых услуг (MSP) должен планировать сбой каждые 1000 часов (почти 42 дня).

Ожидаемая статистическая частота отказов в год (годовая частота отказов — AFR) для дисков, работающих круглосуточно и без выходных, может быть рассчитана на основе MTTF по следующей формуле:

Уменьшение на экспоненциальную величину необходимо, поскольку в статистике должны учитываться диски, вышедшие из строя в течение этого периода времени. Однако для небольшого процента AFR отражение дисков, которые уже вышли из строя, в формуле оказывает незначительное влияние, что позволяет аппроксимировать формулу следующим образом:

Это означает, что 9 из каждых 1000 дисков в год могут выйти из строя в течение гарантийного срока.

Условия эксплуатации и окружающей среды

В дополнение к критериям надежности жесткого диска также необходимо учитывать конкретные условия эксплуатации и окружающей среды: в основном это касается рабочей температуры, номинальной рабочей нагрузки, циклов загрузки/разгрузки и циклов запуска-остановки. Если производитель гарантирует конкретное значение MTTF в течение определенного периода времени, он делает это только при условии, что накопитель будет работать в определенных условиях окружающей среды и при определенных рабочих нагрузках.

Чтобы обеспечить максимально длительный гарантийный период и максимальное среднее время безотказной работы, диапазон рабочих температур определяется так, чтобы наилучшим образом соответствовать целевому применению. Для MSP, использующих охлаждаемые центры обработки данных, корпоративные диски обычно предназначены для использования при температуре от 5°C до 55°C. Потребительские или клиентские приводы рассчитаны на работу в диапазоне от 0 °C до 60 °C, а некоторые промышленные приводы рассчитаны на работу в расширенном диапазоне температур от – 40 °C до 85 °C.

Температурные характеристики обычно определяются как температура окружающей среды, Ta, или температура корпуса, Tc. Температура окружающей среды — это температура воздуха в непосредственной близости от накопителя, тогда как температура корпуса измеряется на поверхности самого накопителя. Эксплуатация приводов за пределами спецификации температуры приведет к увеличению износа компонентов и уменьшению значения MTTF, что негативно повлияет на AFR.

Жесткие диски (HDD) с вращающимися дисками и подвижными головками имеют ряд компонентов, подверженных износу. Тогда должно быть ясно, что рабочая нагрузка, то есть количество записанных и прочитанных данных, повлияет на надежность. Производители накопителей обычно определяют максимальную рабочую нагрузку в год, при которой значения MTTF и AFR остаются в силе.

Диски NAS обычно рассчитаны на емкость до 180 ТБ в год. Это меньше, чем у корпоративных дисков (550 ТБ/год), но значительно больше, чем у клиентских дисков (55 ТБ/год). Разница между рабочими нагрузками чтения и записи не влияет на расчетную рабочую нагрузку.

Жесткие диски поддерживают режим ожидания. В этом режиме головка чтения/записи паркуется на механической рампе, а вращающиеся пластины останавливаются. Когда снова требуется доступ к приводу, пластины раскручиваются, а головка снова выводится из исходного положения. Это называется циклом загрузки/выгрузки. Но последние модели жестких дисков могут поддерживать несколько сотен тысяч циклов загрузки/выгрузки. Ограничений на этот счет почти нет.

Для приводов, не предназначенных для работы в режиме 24/7, будет определено максимальное количество циклов пуска/останова двигателя шпинделя. Обычно это значение составляет от 10 000 до 50 000 циклов старт-стоп.

Краткий обзор различных классов жестких дисков

Жесткие диски разрабатываются с учетом конкретного применения: производительность предприятия, емкость предприятия, NAS, видео и наблюдение, а также потребительские и настольные компьютеры.

Жесткие диски корпоративного класса предназначены для критически важных приложений, работающих круглосуточно и без выходных. 2,5-дюймовые жесткие диски с интерфейсом Serial Attached SCSI (SAS) обеспечивают скорость от 10 000 до 15 000 оборотов в минуту, 500 операций ввода-вывода в секунду (IOPS) и до 2,5 ТБ емкости. Производители указывают MTTF до двух миллионов часов. Жесткие диски рассчитаны на рабочую нагрузку 550 ТБ в год. При постоянной скорости передачи данных 200 МБ/с в течение пятилетнего гарантийного срока номинальная рабочая нагрузка не ограничена.

Жесткие диски корпоративного класса емкости SAS или Serial ATA (SATA), также предназначенные для круглосуточной работы, в 2019 году обеспечивают до 16 ТБ емкости.Они в основном предназначены для приложений ближнего хранения, таких как общие диски, облачное хранилище или архивирование. Помимо номинальной рабочей нагрузки 550 ТБ в год, они отличаются высокой доступностью. Среднее время безотказной работы может составлять до 2,5 миллионов часов.

Жесткие диски NAS с интерфейсом SATA и емкостью до 14 ТБ подходят для использования в частных системах NAS. Базовые параметры включают работу в режиме 24/7, номинальную рабочую нагрузку 180 ТБ в год в течение трехлетнего гарантийного периода и среднее время безотказной работы 1 миллион часов.

Жесткие диски для видеокамер и систем наблюдения требуют круглосуточной работы. Они будут доступны в 2019 году с емкостью до 10 ТБ. Жесткие диски с интерфейсами SATA рассчитаны на рабочую нагрузку 180 ТБ в год (исходя из трехлетней гарантии) и имеют среднее время безотказной работы 1 миллион часов. Обычно HDD этой категории рассчитаны на более широкий температурный диапазон, поскольку системы видеонаблюдения часто используются в местах, охлаждаемых не так точно, как серверные в дата-центрах. Наиболее важными факторами для этого типа накопителей являются особенности микропрограммы, которые поддерживают требования к видео и потоковой передаче. Так, например, ограничивается максимально возможное время исправления ошибок во избежание прерывания видеопотока.

Последняя категория — это бытовые или настольные жесткие диски. Они оснащены интерфейсом SATA и доступны до 10 ТБ в 2019 году. Это самые дешевые классы жестких дисков; соответственно, с некоторыми ограничениями. Таким образом, время работы составляет всего 8 часов в день, рабочая нагрузка — всего 55 ТБ в год в течение двухлетнего гарантийного периода, а среднее время безотказной работы — 600 000 часов.

В целом можно констатировать, что жесткие диски — это не только емкость и цена. При хранении данных важную роль всегда должны играть характеристики надежности, а также условия эксплуатации и окружающей среды жестких дисков. Если пользователь выберет «правильную» версию, ничто не помешает эффективному и безопасному развертыванию жестких дисков.

Последние статистические данные компании Backblaze, использующей более 140 000 дисков в своих центрах обработки данных, указывают на наличие звезд и собак емкостью от 4 ТБ до 16 ТБ.

Робин Харрис – главный аналитик TechnoQWAN LLC, основанной им в 2005 году исследовательской и консалтинговой компании в области систем хранения данных. Компания TechnoQWAN, базирующаяся в Седоне, штат Аризона, специализируется на новых технологиях, продуктах, компаниях и рынках.

Показатели второго квартала достигли обнадеживающего рубежа: годовой коэффициент отказов (AFR) стал самым низким с 2013 года – 0,81 %, и впервые за квартал показатель AFR опустился ниже 1 %.

Вы можете прочитать все результаты на Backblaze, но вот основные выводы.

Поставщики

В следующем десятилетии мы увидим больше изменений, чем когда-либо прежде, в области компьютерного хранения данных. Вот что будет.

HGST – сейчас это подразделение Western Digital – по-прежнему выпускает самые надежные накопители с совокупным показателем AFR всего 0,47%.

Toshiba занимает второе место с показателем 0,98%.

Seagate занимает последнее место в этом квартале с годовой процентной ставкой 2,05%.

Жесткие диски WDC (Western Digital) отсутствуют в списке. Backblaze об этом не говорит, но я подозреваю, что она прекратила закупать диски WDC, потому что в начале прошлого года у них был самый высокий AFR (почти 4%). Он привез несколько новых моделей для тестирования, так что, возможно, они вернутся в результатах в следующем квартале.

Емкость

Разумно предположить, что накопители большой емкости, будучи более новыми, менее надежны. Но это не всегда так.

HGST AFR непротиворечивы. Жесткие диски емкостью 4 ТБ и 12 ТБ (ALE600) имеют одинаково низкий показатель AFR 0,44%. Его модель N604 емкостью 12 ТБ имеет несколько более высокий показатель AFR — 0,48%.

Seagate предлагает две модели жестких дисков емкостью 12 ТБ, у одной из которых AFR в два раза меньше, чем у другой. Их 10 ТБ — самые надежные (0,74%), а 16 ТБ — наименее надежные (3,49%) из всех протестированных дисков.

Диск Toshiba емкостью 4 ТБ является одним из самых надежных, в то время как его диск емкостью 14 ТБ лишь немногим уступает этому диску и находится на одном уровне с лучшим диском Seagate емкостью 12 ТБ с показателем AFR 1,06 %.

Взгляд

Используйте эти данные с учетом их ограничений. У Backblaze часто есть тысячи дисков каждого типа и отказоустойчивая инфраструктура, которая автоматически обрабатывает сбои дисков.

Даже если вы купите самый надежный диск емкостью 12 ТБ, если он выйдет из строя (а это может случиться), статистика не будет иметь значения. Обязательно сделайте резервную копию.

Дисковые накопители — это современные чудеса точной инженерии и производства. Даже самые худшие из современных накопителей намного лучше, чем накопители 20 летней давности, и намного дешевле.

И спасибо компании Backblaze за то, что она нарушила отраслевой кодекс молчания о надежности дисков.

Комментарии приветствуются. У меня есть 10-летние жесткие диски, которые все еще пыхтят. Какой у вас самый старый диск?

Backblaze опубликовала набор данных за весь 2018 год, и на этот раз в нем есть несколько сюрпризов. Ежегодная частота отказов дисков резко снизилась по сравнению с предыдущими годами, поскольку жесткие диски меньшей емкости были заменены аналогами большей емкости. Это не то, что вы ожидаете автоматически.

С 2016 года годовой коэффициент отказов (AFR) ежегодно снижался с 1,95 % до 1,25 %. Это значительное снижение. Важно отметить, что хотя эта тенденция сохраняется не для всех семейств дисков, есть несколько жестких дисков, которые показывают более низкий показатель AFR в 2018 году, чем в 2016 году. -низкий показатель AFR 0,89 % за 2017 год.

Для тех из вас, кто хочет провести сравнение AFR за период, превышающий 2016 год, Backblaze также предоставила эти данные. Ниже приведен рейтинг AFR для жестких дисков с 20 апреля 2013 г. по 31 декабря 2018 г. для всех дисков, все еще активных по состоянию на 31 декабря 2018 г.

Диски HGST продолжают впечатлять общими показателями AFR, и это не первый год. В целом, это одни из самых надежных накопителей, протестированных Backblaze. Полный показатель AFR за все пять лет составляет 1,68 %, что выше, чем только данные за 2018 год, но все еще находится в пределах разумного интервала.

Предостережения

Я писал эту версию для каждой публикации Backblaze, так что вот самая последняя. Набор данных Backblaze не идеален. Компания использует потребительские диски в явном корпоративном контексте, что даже отдаленно не отражает модели использования, которые эти диски получили бы, если бы они использовались обычным покупателем. Он строит и обслуживает свои собственные контейнеры для хранения и со временем совершенствует эти конструкции, часто с улучшениями, направленными на снижение вибрации или шума. Теоретически это также может повлиять на надежность привода. Как показано на видео ниже, жесткие диски не любят, когда вы кричите на них. Обязательно общайтесь со своим вращающимся медиа вдумчивым, спокойным голосом.

Мы продолжаем обсуждать и представлять набор данных Backblaze по той же причине, по которой мы ссылаемся на обзор оборудования Steam. Мы знаем, что наборы данных несовершенны — список видеокарт SHS не включает несколько графических процессоров AMD, таких как Vega 56 или 64, и только в прошлом месяце добавил RX 570. Общее количество «Других» графических процессоров в списке составляет 10,92 процента — более чем достаточно, чтобы существенно повлиять на разделение AMD и Nvidia, указанное на верхнем уровне страницы. Но хотя эти наборы данных несовершенны, они также являются лучшим окном, которое у нас есть, чтобы ответить на важный вопрос. Производители жестких дисков не публикуют информацию о надежности, которую часто хотят потребители жестких дисков, а несколько сторонних исследований по этой теме часто не указывают поставщиков или модели дисков.

Теперь прочитайте:

Читайте также: