Чем определяется надежность hdd

Обновлено: 07.07.2024

Жёсткий диск Western Digital

Немного теории

Жёсткий диск представляет собой сложное устройство для хранения данных, в основу которого положен принцип магнитной записи электрических сигналов.

Винчестеры используют одну или несколько магнитных пластин, на которые нанесены концентрические дорожки. Запись и хранение информации на этих пластинах происходит за счёт преобразования электрических сигналов в определённые изменения магнитного поля с последующим воздействием этим полем на магнитную пластину. Благодаря явлению остаточного магнетизма следы от этих воздействий сохраняются в магнитном материале на длительный срок. Считывание информации, то есть воспроизведение электрических сигналов, происходит точно так же, только в обратном направлении.

Магнитные домены или битовые ячейки представляют собой чередующиеся участки с различным направлением намагниченности. Плотность магнитной пластины определяется размерами ячеек: чем они меньше, тем выше плотность записи информации.

Битовые ячейки формируют секторы, которые впоследствии определяют минимальную логическую единицу хранения данных – кластер. Размер кластера меняется в зависимости от использования файловой системы – NTFS или FAT32. В конечном итоге кластеры образуют те самые пресловутые мегабайты, которые определяют ёмкость жёсткого диска.

Для считывания и записи информации используются так называемые головки, которые собраны на механическом перемещающемся приводе, предназначенном для позиционирования. Количество головок зависит от количества пластин. Для каждой магнитной пластины применяется по две головки – при условии, что используются обе её стороны. Визуально процесс позиционирования головок напоминает виниловый проигрыватель.

Ёмкость жёсткого диска напрямую связана с плотностью и количеством пластин. Всё достаточно просто: чем больше плотность и количество пластин – тем больше объём жёсткого диска. Однако повышать ёмкость исключительно за счёт увеличения количества пластин бессмысленно. Во-первых, корпус обыкновенного 3,5-дюймового винчестера способен уместить максимум 5 пластин и 10 головок. Во-вторых, большое количество пластин и головок увеличивает энергопотребление и тепловыделение, что повышает риск аппаратного сбоя из-за большого числа подвижных элементов.

Таким образом, для развития жёстких дисков производителю очень важно работать над увеличением плотности применяемых пластин. Для увеличения линейной плотности записи информации необходимо максимально уменьшать длину битовых ячеек и делать переходы между ними максимально резкими. На первый взгляд в теории кажется, что всё достаточно просто: уменьшай себе длину битовых ячеек и клепай пластины. Однако на практике всё немного иначе, и с уменьшением длины у битовой ячейки снижается устойчивость к внешним магнитным полям, в результате чего возникает так называемый супермагнитизм. Длина битовой ячейки уменьшается до критической отметки, и размагничивающиеся поля становятся настолько большими, что ячейка саморазмагничивается и исчезает. Говоря простым языком, происходит самопроизвольное стирание данных.

Основные игроки рынка винчестеров смогли решить эту проблему. Благодаря технологии перпендикулярной магнитной записи PMR (Perpendicular Magnetic Recording) производителям жёстких дисков удалось получить плотность в 200 Гбайт для одной пластины. Перпендикулярное расположение магнитных доменов позволило достигнуть высокой плотности без проявления суперпарамагнитного эффекта.

Формфактор, интерфейс и кэш-память жёстких дисков

Винчестеры получили очень широкое применение в различных устройствах: персональные компьютеры, ноутбуки, КПК, MP3-плееры и пр. Одним из основополагающих моментов типа жёсткого диска является его формфактор, который, в свою очередь, определяется диаметром пластин. Обычные десктопные жёсткие диски используют 3,5-дюймовые пластины и предназначены для установки в соответствующие отсеки корпусов настольных ПК.

Магнитные пластины диаметром 2,5 дюйма используются в мобильных жёстких дисках, которые широко применяются в ноутбуках и внешних портативных накопителях.

Есть и устройства, использующие пластины диаметром 1,8", 1" и 0,8". Как правило, такие жёсткие диски используются в ультрапортативных ноутбуках, MP3-плеерах и других ультрамобильных девайсах.

Большинство жёстких дисков выпускается для двух интерфейсов – SATA и PATA. Их пропускная способность составляет 300 Мбит/с (Serial ATA II) и 133 Мбит/с соотвественно. На первый взгляд Serial ATA выглядит куда привлекательнее. Как говорится, многомегабайтная разница налицо, однако где преимущество от использования интерфейса с пропускной способностью 300 Мб/с, если стандартный жёсткий диск со скоростью вращения шпинделя 7 200 об./мин. имеет скорость чтения с пластин до 90 Мбит/с. Очередной маркетинг с точки зрения производительности. И всё же Serial ATA имеет конструктивное преимущество в виде тонкого шлейфа, который удобнее прокладывать в корпусе, чтобы он не мешал циркуляции воздушных потоков.

Serial ATA – интерфейс

Объем кэш-памяти большинства современных жёстких дисков составляет 8 и 16 Мбайт, хотя встречаются на рынке и модели с большим объёмом кэша. Для примера можно взять жёсткие диски Hitachi DeskStar 7K1000 HDS721075KLA330 и DeskStar 7K1000 HDS721010KLA330, объём кэша у которых составляет 32 Мбайт. В теории больший объём кэш-памяти – это хорошо, жёсткие диски хранят в кэше входящие команды и алгоритмы для предварительного кэширования данных, да и очередь команд NCQ (Native Command Queuing) тоже требует некоторого количества памяти. Однако на практике оказывается, что жёсткий диск с 16 Мбайт кэш-памяти не имеет какой-либо существенной прибавки в скорости по сравнению с аналогичной моделью, оснащённой 8 Мбайт.

Печатная плата жёсткого диска

Производительность жёстких дисков

На производительность жёсткого диска влияют несколько параметров: скорость вращения шпинделя, время доступа, плотность записи, интерфейс, формфактор, объём кэш-памяти, диаметр и количество пластин – некоторые сильно, некоторые не очень (например, интерфейс).

Скорость вращения шпинделя является одним из ключевых параметров, определяющих быстродействие накопителя на жёстких дисках. Данный параметр измеряется в оборотах в минуту (RPM или RotatePerMinute) и напрямую связан с линейной скоростью головок чтения/записи. Говоря простым языком, чем быстрее крутится шпиндель, тем больше данных могут считать/записать головки на магнитные пластины. Большинство жёстких дисков, рассчитанных на установку в настольные ПК, имеют скорость вращения шпинделя 7200 об./мин., ноутбучные накопители – 5400 об./мин., старые мобильные накопители – 4200 об./мин. Серверные решения имеют более внушительные характеристики – 10000 или 15000 об./мин. У десктопных решений есть приятные исключения в виде жёстких дисков Western Digital Raptor, у которых скорость вращения пластин составляет внушительные 10000 об./мин.

Western Digital Raptor X WD1500AHFD

Другой параметр – время доступа представляет собой временной промежуток, который требуется на ожидание подхода требуемого сектора, когда головки встанут на нужную дорожку. Очевидно, что время доступа напрямую связано со скоростью вращения шпинделя: чем быстрее пластина докрутится до необходимого ожидаемого сектора, тем быстрее головка считает его.

Диаметр пластин также влияет на производительность накопителя на жёстких дисках. Дело в том, что винчестеры с одинаковой скоростью вращения шпинделя имеют и одинаковую угловую скорость. Расстояние, которое за секунду проходят головки на внешних и внутренних дорожках, разное, в последнем случае оно меньше. Соответственно, линейная скорость на внутренних дорожках, которые ближе к центру пластины, гораздо меньше, чем на внешних, расположенных ближе к её краям. Из всех этих фактов несложно вывести логическое заключение, что жёсткие диски с пластинами диаметром 2,5 дюйма не смогут на равных тягаться с 3,5-дюймовыми собратьями.

Количество пластин играет косвенную роль в производительности жёстких дисков. Для того чтобы понять, в чем суть, достаточно представить современную линейку жёстких дисков от какого-либо производителя. Допустим, данная линейка жёстких дисков использует пластины плотностью 200 Гбайт. Производитель не может выпускать жёсткие диски только 200, 400 и 600 Гбайт, потому что рынок диктует другие условия, потребители хотят видеть на прилавках магазинов доступные модели объёмом 250 и 320 Гбайт. Соответственно, такие модели винчестеров используют не полную доступную ёмкость магнитной пластины, а определённую её часть. Как правило, не используется та самая медленная часть внутренних дорожек. Несложно сделать вывод, что у жёстких дисков, использующих «обрезанные» магнитные пластины, минимальные скорости передачи оказываются несколько выше, чем у винчестеров, использующих полную доступную ёмкость.

Производительность обусловлена рядом параметров винчестера, однако если трезво взглянуть на вопрос быстродействия, то на практике в большинстве случаев нереально будет заметить «на глаз» разницу между жёсткими дисками последних поколений со скоростью вращения шпинделя 7200 об./мин. производства Seagate, Hitachi, Samsung или Western Digital. Разница ощутима при использовании двух накопителей на 7200 об./мин. для массового рынка в конфигурации RAID 0 или в случае использования скоростных жёстких дисков – например, того же Western Digital Raptor со скоростью вращения шпинделя 10000 об./мин.

Надёжность жёстких дисков

Жёсткий диск – достаточно сложный элемент компьютера, так как является электронно-механическим изделием и ко всему прочему работает при больших физических нагрузках. Механические элементы не вечны, и стоит чётко понимать, что винчестер рано или поздно выйдет из строя. Поэтому, чтобы не потерять важные данные, мы настоятельно рекомендуем делать резервную копию информации. Если жёсткий диск выйдет из строя, вы сможете купить новый и записать данные из back-up. Всегда стоит помнить один важный момент: с ростом ёмкости жёсткого диска и, соответственно, объёма информации на нём возрастают требования к резервированию данных, back-up попросту становится больше.

Надёжность жёстких дисков измеряется временем наработки на отказ (Mean Time Between Failures). Параметр MTBF для каждой модели винчестера можно найти на сайтах производителей. Как правило, большинство жёстких дисков имеют сопоставимый уровень MTBF, исключение составляют серьёзные Enterprise и серверные решения.

Контролировать состояние жёсткого диска можно при помощи технологии самотестирования, которую разработали производители винчестеров. S.M.A.R.T. (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technolodgy) заключается в том, что жёсткий диск самостоятельно мониторит состояние своей работоспособности и заранее предупреждает пользователя о возможных ошибках и серьёзных последствиях.

Для того чтобы правильно выбрать жёсткий диск, нужно определиться, что для вас критично в первую очередь: производительность, ёмкость или и то и другое вместе. Если вы хотите приобрести недорогой и шустрый винчестер, который будет использоваться для Windows, так называемый системный жёсткий диск для операционной системы, тогда стоит присмотреться к моделям небольшой ёмкости, которые обладают приличными скоростными характеристиками. Для примера можно взять 160-гигабайтные модели производства Western Digital и Hitachi, Caviar SE WD1600AAJS и DeskStar 7K160. Последнюю мы уже рассматривали в одном из материалов.

p, blockquote 1,0,0,0,0 -->

p, blockquote 2,0,0,0,0 -->

Мера долговечности

p, blockquote 3,0,0,0,0 -->

Большую часть жестких дисков выпускают 6 поставщиков: Fujitsu/Toshiba, Hitachi, Samsung, Seagate и Western Digital. Чтобы определить, кто же производит самые надежные устройства, мы проанализировали статистику поступлений вышедших из строя винчестеров. Было рассмотрено более 4000 устройств: от персональных компьютеров (формата 3,5”) до ноутбуков (2,5”).

p, blockquote 4,0,0,0,0 -->

Данные проведенного анализа сравнили с рыночными долями компаний. Очевидно, что чем больше жестких дисков определенной марки было продано, тем больше процент вышедших из строя. Популярные модели поступают в лабораторию восстановления информации чаще, чем редкие. И только существенное отличие в объемах поступлений и рыночной доли может указать на сравнительно высокий или низкий уровень надежности.

p, blockquote 5,0,0,0,0 -->

p, blockquote 6,0,0,0,0 -->

Второй важный показатель – средний возраст жестких дисков на момент выхода из строя. Он, опять же, отличается в зависимости от производителя дисков и часто зависит от «удачности» модели. На этапе разработки определить долговечность винчестера сложно. Разработав устройство, компания может провести только лабораторные тесты: на температуру, давление, вибрацию и т.д. Но это исследование, как правило, показывает не все дефекты конструкции. Реальным испытанием на износостойкость остается время. Недоработки становятся явными в течение года-полутора. Если большинство жестких дисков производителя пережили этот рубеж, продукцию можно считать надежной.

p, blockquote 7,0,0,0,0 -->

Как видно из таблицы, лидером по продолжительности жизни винчестеров стала компания Hitachi. Ее устройства в среднем продержались 5 лет, на полтора года больше, чем следующие по надежности Western Digital емкостью до 500 Гб.

p, blockquote 8,0,1,0,0 -->

Типичные неисправности жестких дисков

p, blockquote 9,0,0,0,0 -->

p, blockquote 10,0,0,0,0 -->

Это удивительно, учитывая качество винчестеров Seagate других серий. Старые винчестеры Seagate намного надежнее. Поступившие в лабораторию устройства до 7200,10 серии включительно (35% от общего числа) проработали по 3 года и больше.

p, blockquote 11,0,0,0,0 -->

p, blockquote 12,0,0,0,0 -->

Клин шпинделя двигателя

p, blockquote 13,0,0,0,0 -->

p, blockquote 14,0,0,0,0 -->

p, blockquote 15,0,0,0,0 -->

В серии 7200,12 Seagate использует новую технологию и новые комплектующие, но пока неясно, будет ли она надежнее предыдущей – статистика поломок еще не накоплена.

p, blockquote 16,1,0,0,0 -->

Деликатно прикрытые Western Digital

p, blockquote 17,0,0,0,0 -->

p, blockquote 18,0,0,0,0 -->

Для дисков WD характерен выход из строя блока магнитных головок (БМГ). Это происходит при перегреве (головки WD капризны при температуре выше 45 градусов Цельсия), а также из-за физического воздействия. Особенность конструкции WD делает эти винчестеры особенно чувствительными к ударам и давлению. В отличие от других поставщиков, WD фиксирует ось с блоком магнитных головок не отдельным винтом, а крышкой устройства. Поэтому если сильно надавить на корпус жесткого диска, крышка может сдвинуться и поменять угол наклона, тогда магнитные головки выйдут к «блинам» под неверным углом. Этого достаточно, чтобы вывести девайс из строя. Кстати, из-за крепления оси двигателя крышкой винчестера WD разобрать и собрать такое устройство в домашних условиях практически невозможно. Чуть меняется зажим болтов крышки – и диск уже не вращается.

p, blockquote 19,0,0,0,0 -->

За исключением этой уязвимости диски WD достаточно надежны в плане как механики, так и электроники.

p, blockquote 20,0,0,0,0 -->

Запилы «блинов» у Toshiba/Fujitsu и Samsung

p, blockquote 21,0,0,0,0 -->

Поступившие от Toshiba/Fujitsu нерабочие жесткие диски были исключительно формата 2,5 дюйма, для ноутбуков. Средний срок службы такого устройства составил 2 года.

p, blockquote 22,0,0,0,0 -->

p, blockquote 23,0,0,0,0 -->

p, blockquote 24,0,0,1,0 -->

p, blockquote 25,0,0,0,0 -->

Но при сильном ударе силы воздуха уже не хватает, чтобы предотвратить контакт. Стоит БМГ прикоснуться к «блинам», и двигатель винчестера уже не сможет разъединить их и вернуть в рабочее положение.

p, blockquote 26,0,0,0,0 -->

Когда начинается вращение дисков, головки царапают их до полного выхода из строя и потери информации. Пользователь при этом слышит лишь тихое жужжание, винчестер определяется в BIOS, но не работает.

p, blockquote 27,0,0,0,0 -->

В жёстких дисках Samsung контакт блока магнитных головок и «блинов», бывает, происходит и без «помощи» пользователя. Головка винчестера этого производителя устроена так, что иногда самопроизвольно чиркает по поверхности магнитной пластины. Поэтому повреждение БМГ – самая частая причина выхода из строя дисков Samsung.

p, blockquote 28,0,0,0,0 -->

Заключение

p, blockquote 29,0,0,0,0 -->

p, blockquote 30,0,0,0,0 -->

Лидер рынка по продажам Seagate, наоборот, по долговечности устройств уступает остальным производителям, в основном, из-за винчестеров серии 7200.11. Сбор данных о надежности новой серии жестких дисков продолжается.

Надёжность диска – не менее важный параметр, чем его объём, скорость записи и цена. Но если первые три можно прочитать на ценнике или упаковке, то выбор носителя, который прослужит верой и правдой достаточно долгий срок – задача более сложная. В этом обзоре мы поможем сориентироваться среди различных типов и моделей жёстких дисков, и расскажем вам о том, на что обращать внимание при его выборе.

Разберёмся в терминах

Два основных типа носителей информации - это HDD (в просторечье именно его называют «жёстким диском») и SSD, твердотельный накопитель.

HDD - жёсткий диск, который использует магнитные пластины для хранения информации и блок подвижных головок для чтения/записи информации с пластины.

Жёсткий диск (HDD)

SSD - устройство, очень похожее по своему устройству на flash-накопители. SSD не использует подвижных элементов – магнитные пластины в нём заменены микросхемами NAND-памяти, а вместо головок чтения/записи – контроллер; и используется механизм кэширования данных. При записи данных в банки памяти (микросхемы NAND) контроллер использует специальный алгоритм, при котором ячейки памяти записываются не последовательно а равномерно, по всему адресному пространству. Это предохраняет микросхему от быстрого изнашивания какой-либо одной, часто перезаписываемой, области памяти (файловые таблицы, к примеру).

Твердотельный накопитель (SSD)

К плюсам HDD-дисков можно отнести практически неограниченное число циклов перезаписи – соответственно, SSD-диски менее восприимчивы к механическим повреждениям, но имеют ограниченное число циклов чтения/записи.

Про SSD мы подробнее расскажем в следующей статье, а пока окунёмся в мир HDD.

К сожалению, идеальных HDD не бывает. Проблемы с жёсткими дисками делятся на следующие категории: механические, программные, электрические или комплексные.

К механическим неисправностям относятся: клин двигателя или головок БМГ, физические повреждения головок вследствие удара о диск, осыпание и разрушения магнитного слоя (царапины, запилы).

К программным неисправностям относятся сбои микропрограммы, переполнение таблиц дефектов магнитной поверхности в результате повреждения магнитного слоя или перегрева.

Таким образом, чаще всего основной причиной сбоя являются механические проблемы, которые приводят уже к сбою внутреннего ПО – и в результате мы имеем комплексную неисправность.

Клин двигателя

Довольно неприятная ситуация, когда двигатель жёсткого диска не раскручивается и, соответственно, диск не работает.

Заклинивание подшипника достаточно редкое явление, чаще всего оно проявляется после механического воздействия на HDD, или перегрева (актуально для дисков с количеством магнитных пластин 3 и более)

Сбои микропрограммы

HDD управляется довольно сложной программой, находящейся как на электронной плате управления (внешняя микросхема ПЗУ, ПЗУ внутри процессора или оба ПЗУ сразу), так и на поверхности служебной зоны магнитного диска. При включении HDD производит инициализацию и загрузку в оперативную память всех компонентов программы управления. И только посте этого можно получить доступ к данным пользователя. Повреждение служебной информации, наиболее часто возникающая проблема.

Больше всего этим страдают HDD брендов:

Western Digital, вне зависимости от модели (часто выражается неправильным значением нескольких байт в ПЗУ, при котором диск некорректно опрашивает головки при старте, либо в повреждении информации в служебной зоне)
Seagate, начиная с моделей 7200.11 (повреждение информации в служебной зоне)

Несколько менее проблематичные:

Samsung (повреждение информации в служебной зоне)

Наиболее стойкие к возникновению подобной проблемы:

Восприимчивость к механическим повреждениям

Компьютерный жесткий диск – сложное электро-механическое устройство, с прецизионной механикой и магнитными головками, движущимися на высоте нескольких десятков нанометров над поверхностью магнитной пластины. Любое резкое изменение его положения в пространстве, а тем более ударные воздействия, ему противопоказаны. У всех HDD конструкция механики практически одинакова, различия имеются только в принципе действия замка блока магнитных головок и “парковки” головок.

И если конструкция замка не почти оказывает особого влияния на надежность, то способ парковки головок важен. Их всего два: на поверхности магнитного диска (в особой зоне) и на парковочной планке-стапеле вне поверхности диска. Парковка на стапеле позволяет сэкономить дисковое пространство, увеличить ёмкость. Но, одновременно с увеличением ёмкости, такой способ парковки несёт в себе опасность прилипания не успевающих «припарковаться» головок к поверхности диска и повреждения их при ударе о стапель в случае нештатной парковки.

Паркуются вне магнитного диска головки у:

всех HDD форм фактора 2.5”
Western Digital
многих моделей Hitachi и Toshiba

Нельзя говорить об HDD дисках и не сказать ничего о шуме во время работы. Комфорт на рабочем месте очень важен, а постоянно работающий диск (меньшее количество циклов старт-стоп означает меньшую вероятность отказа) вкупе со всеми кулерами создает значительную шумовую нагрузку.

Из года в год производители увеличивают объёмы дисков и делают их тише, но, к сожалению, избавиться на 100% от шума невозможно, поскольку в любом HDD остаются подвижные элементы.

Какие же диски больше шумят, чем работают – а какие наоборот?

Western Digital Black
Western Digital Blue
Western Digital RE4
Western Digital VelociRaptor
Seagate Barracuda 7200.12

Тихие (до 2.4 бел в режиме Idle, 1 TB памяти):

Western Digital Green
Western Digital Red
Hitachi Deskstar
Hitachi Ultrastar
Seagate Barracuda Green
Seagate SV35

Диски производства Toshiba и Samsung аналогичны дискам производства Hitachi и Seagate соответственно.

Чем толще корпус HDD, тем больше в нем магнитных дисков и, соответственно, выше шумность. Кроме того, шум сильно зависит от скорости вращения дисков: больше всего шумят быстрые диски со скоростью вращения 15000 об/мин – WD VelociRaptor, серверные SCSI-диски, а самые «тихие» – диски со скоростью вращения 5400 об/мин. В последнее время появились диски с разной скоростью вращения.

Другие параметры

Ещё несколько важных деталей, которые нужно учитывать при выборе накопителя:

SSD быстрее, меньше, экономичнее, но дороже и не очень подходит для Windows 7 и более ранних версий это ОС. Зато с Windows 8, некоторыми Unix и Mac-системами покажет все, на что способен.
Различные модели HDD существенно отличаются по производительности, к примеру:
- Серии дисков Western Digital в порядке возрастания производительности: Green, Blue, Black.
- У Seagate и Samsung слово Green означает пониженное энергопотребление и, как следствие, сниженную производительность.

Также важна производительность – все же скорость работы ОС, в значительной степени зависит от дисковой подсистемы.

Не стоит полагаться на статистику отказов HDD, в изобилии представленную на различных сайтах. Так как количество продаваемых дисков в разных регионах у различных производителей (вендоров) сильно отличается, то и количество отказов сложно сопоставить с количеством проданных HDD. Вполне возможно, что относительно большое количество отказов может оказаться следствием высоких продаж, а не низкой надёжности устройств.

Одним из надёжных ориентиров при выборе жесткого диска является страна-производитель – лучше всего, если это Корея, Япония или Малайзия.

Однако даже самые надёжные диски ломаются, и гарантировать стопроцентную сохранность вашего носителя не может ни страна производителя, ни бренд, поэтому самая главная характеристика – надёжность конкретного диска – пользователю станет известна лишь со временем. Выбирайте с умом, эксплуатируйте их бережно и делайте бэкапы – в этом случае ваш носитель вас не разочарует.

Выбирая при покупке компьютера жесткий диск, люди чаще всего не задумываются о его надежности. Емкость, цена и скорость записи являются основными характеристикам, которым в большинстве случаев придается значение. А срок службы устройства измеряют лишь длительностью гарантии. Это конечно же, зря. Компания Storelab выяснила, что отказоустойчивость жестких дисков сильно отличается в зависимости от производителя. При похожих ценах и емкости, накопители одной фирмы могут исправно прослужить более 3,5 лет, а другой с высокой вероятностью выйдут из строя в первые 1,5 года. И если для домашнего компьютера это не так болезненно – максимум «сгорит» архив фотографий с прошлогодней турпоездки, то мертвый винчестер корпоративного сервера может парализовать работу всей компании и создать проблемы на несколько месяцев вперед. Даже если фирма защищается резервным копированием данных, все равно, покупая недолговечные жесткие диски, она понесет убытки, связанные с частой их заменой и простоями на ремонт. В лаборатории восстановления информации Storelab решили определить, винчестеры каких производителей служат дольше всего.

Мера долговечности

Большую часть жестких дисков выпускают 6 поставщиков: Fujitsu/Toshiba, Hitachi, Samsung, Seagate и Western Digital. Чтобы определить, кто же производит самые надежные устройства, сотрудники Storelab проанализировали статистику поступлений вышедших из строя винчестеров. Было рассмотрено более 4000 устройств от персональных компьютеров (формата 3,5”) и ноутбуков (2,5”).

Данные Storelab сравнили с рыночными долями компаний. Очевидно, что чем больше жестких дисков определенной марки было продано, тем больше выйдет из строя. Популярные модели поступают в лабораторию восстановления информации чаще, чем редкие. Только существенное отличие в объемах поступлений и рыночной доли может указать на сравнительно высокий или низкий уровень надежности.

Оказалось, что две группы данных коррелируют лишь частично. Главное отличие - процент отказавших девайсов у лидера рынка Seagate почти в 2 раза превышает его долю: 56,1% против 31%. Можно сделать поправку на российскую специфику: по собственным данным Seagate, ее доля на отечественном рынке – более 40%, но кардинально это ситуацию не меняет - процент поступлений «мертвых» дисков значительно выше доли рынка. Это говорит о более низкой надежности винчестеров Seagate по сравнению с другими производителями. У всех остальных поставщиков доля поступлений ниже доли рынка, причем у Western Digital и Hitachi почти на 11%. Таким образом, устройства этих компаний отличаются более высокой отказоустойчивостью.
Второй важный показатель – средний возраст жестких дисков на момент выхода из строя. Он, опять же, отличается в зависимости от производителя дисков и часто зависит от «удачности» модели. При разработке определить долговечность винчестера сложно. Разработав устройство, компания может провести только лабораторные тесты: на температуру, давление, вибрацию и т.д. Но это исследование, как правило, показывает не все дефекты конструкции. Реальным испытанием на износостойкость остается время. Недоработки становятся явными в течение года-полутора. Если большинство жестких дисков производителя пережили этот рубеж, продукцию можно считать надежной.

Типичные неисправности жестких дисков

«Муха CC» кусает Seagate

[фото – жесткий диск с четырмя магнитными пластинами]

Другая часто встречающаяся проблема - клин шпинделя двигателя. Жесткие диски всех производителей регулярно выходят из строя по этой причине. Заклинивает чаще всего устройства с увеличенной емкостью, в которых используется 3 или более магнитных пластин (или «блинов»). Дополнительные блины увеличивают нагрузку на ось винчестера, и, чтобы она слегка погнулась, а затем перестала вращаться, достаточно уронить устройство с высоты 20 см. Клин шпинделя можно определить по повышенной вибрации жесткого диска и резкому шуму, похожему на визг.

[фото – восстановление данных после клина двигателя]

В серии 7200.12 Seagate использует новую технологию и новые комплектующие, но пока неясно, будет ли она надежнее предыдущей – статистика поломок еще не накоплена.

Деликатно прикрытые Western Digital

Среди неработающих винчестеров Western Digital 59% имели емкость до 500 Гб и средний возраст 3,5 года. Оставшиеся 41% - это диски с емкостью более 500 Гб. Из за особенностей строения конструкции и дополнительных блинов они менее надежны и в большинстве своем прослужили менее 1,5 лет.
ля дисков WD характерен выход из строя блока магнитных головок (БМГ). Это происходит при перегреве (головки WD капризны при температуре выше 45 градусов Цельсия), а также из-за физического воздействия. Особенность конструкции WD делает эти винчестеры особенно чувствительными к ударам и давлению. В отличие от других поставщиков, WD фиксирует ось с блоком магнитных головок не отдельным винтом, а крышкой устройства. Поэтому если сильно надавить на корпус жесткого диска, крышка может сдвинуться и поменять угол наклона, тогда магнитные головки выйдут к «блинам» под неверным углом. Этого достаточно, чтобы вывести девайс из строя. Кстати, из-за крепления оси двигателя крышкой винчестера WD разобрать и собрать такое устройство вне стен лаборатории условиях практически невозможно. Чуть меняется зажим болтов крышки – и диск уже не может вращается.
За исключением этой уязвимости диски WD достаточно надежны в плане как механики, так и электроники.

Запилы блинов у Toshiba/Fujitsu и Samsung

оступившие от Toshiba/Fujitsu нерабочие жесткие диски были исключительно формата 2,5 дюйма, для ноутбуков. Средний срок службы такого устройства составил 2 года.
Специфическая болезнь Toshiba – заклинивание оси двигателя из-за неисправности жидкостного подшипника. Самая частая причина поломок - разрушительное воздействие времени. Крышка, которая закрывает ось в HDD от Toshiba, тонкая и часто деформируется. Со временем испаряется смазка подшипника. Постепенно трение усиливается, во втулке появляются заусенцы и наконец, в один прекрасный день ось перестает вращаться. Клин двигателя – одна из самых серьезных неисправностей. После клина восстановить данные не всегда представляется возможным.

[фото – запилы на поверхности диска]

Кроме того, жесткие диски ноутбуков часто выходят из строя от падений, во время удара случается так называемое залипание блока магнитных головок. Дело в том, что магнитные пластины в винчестере очень точно отшлифованы, настолько точно, что если соединить их вместе, то разъединить, потянув в разные стороны, уже не получится. Молекулярное притяжение достаточно сильно, чтобы взрослый человек мог только протянуть диски вдоль. Это же притяжение склеивает пластины и считывающие с них информацию магнитные головки. При нормальной работе жесткого диска головки парят над поверхностью блинов. Их, как крыло, приподнимает воздушный поток от вращения дисков. Но при сильном ударе силы воздуха уже не хватает, чтобы предотвратить контакт. Стоит БМГ прикоснуться к блинам, и двигатель винчестера уже не сможет разъединить их и вернуть в рабочее положение. Когда начинается вращение дисков, головки царапают их до полного выхода из строя и потери информации. Пользователь при этом слышит лишь тихое жужжание. А винчестер определяется в BIOS, но уже не работает.

[фото – залипание магнитных головок на поверхности диска]

В жестких дисках Samsung контакт блока магнитных головок и блинов, бывает, происходит и без «помощи» пользователя. Головка винчестера этого производителя устроена так, что иногда самопроизвольно чиркает по поверхности магнитной пластины. Поэтому повреждение БМГ – самая частая причина выхода из строя дисков Samsung.

Выводы

Производитель самых надежных жестких дисков – корпорация Hitachi. Из более 2000 поступивших в лабораторию Storelab не работающих устройств этой фирмы не было ни одного с заводским браком или слабыми узлами. Все неисправности вызваны физическими воздействиями пользователей. Это надежный жесткий диск для хранения информации больших объемов 1ТБ, 2ТБ или 4ТБ. Вкупе с самым длительным сроком службы и лучшим соотношением рыночной доли и доли отказов жесткие диски Hitachi могут по праву считаться лидером по отказоустойчивости.
Лидер рынка по продажам Seagate, наоборот, по долговечности устройств уступает остальным производителям, в основном, из-за винчестеров серии 7200.11.

Читайте также: