يعد التلف الذي لحق بمحركات الأقراص الصلبة أحد الأسباب الرئيسية لتعطل الخادم في مراكز البيانات. ولكن في الآونة الأخيرة ، كان عدد فشل الأقراص الصلبة في الانخفاض. دعنا نوضح لماذا يحدث هذا.
/ الصورة وليام واربي CC BYقليلا من بأثر رجعي
منذ عشرين عامًا ، كان محرك الأقراص الصلبة أحد "نقاط الضعف" في جهاز الكمبيوتر أو الخادم. هناك قصة معروفة مع محركات
IBM Deskstar التي
فشلت حتى بعد الاستخدام القصير. تُعتبر هذه الأقراص أحد أكثر محركات الأقراص الصلبة التجارية التي لا يمكن الاعتماد عليها ، والتي حصلت عليها من أجل اللقب الشائع Deathstar ("نجمة الموت").
لقد ألقت Deskstar ظلًا طويلًا على صناعة القرص الصلب. بدأ العديد من الشركات المصنعة في
خفض فترات الضمان طواعية على أجهزتهم. في بعض الحالات ، انخفضت من ثلاث إلى سنة واحدة. ولكن مع مرور الوقت ، ظهرت التقنيات الجديدة التي زادت من موثوقية الأقراص الصلبة. وفقًا
لدراسة قام بها أحد أكبر مزودي الخدمات السحابية الغربية في عام 2018 ، كان معدل فشل محركات الأقراص الصلبة (AFR) في مركز البيانات الخاص به 1.25٪. للمقارنة: في عامي 2016 و 2017 ، كانت قيمة AFR 1.95 ٪ و 1.77 ٪ ، على التوالي.
يربط الخبراء في صناعة تكنولوجيا المعلومات بين انخفاض عدد حالات فشل محركات الأقراص الصلبة وتطوير التكنولوجيا في محركات الأقراص نفسها ومراكز البيانات. النظر في بعض هذه الحلول.
غرف الهيليوم
تمتلئ بعض الشركات المصنعة لمحركات الأقراص الصلبة الحديثة بالهيليوم. كثافة الهيليوم أقل سبع مرات من كثافة الهواء. تعمل هذه الميزة على
تقليل قوة الاحتكاك التي تعمل على تحريك المكونات وتقليل قوة تدفق الغاز ، مما يؤثر على دقة تحديد موضع رؤوس القراءة. بالإضافة إلى ذلك ،
تقضي التكنولوجيا
على خطر تآكل عناصر الأقراص الصلبة ، لأن وسط الهيليوم لا يحتوي على بخار الماء. كل هذا يزيد من دورة الحياة المقدرة لمحركات الأقراص الصلبة.
وفقًا لدراسة أجرتها
مؤسسة HGST منذ عدة سنوات واستناداً إلى إحصاءات من Netflix و Huawei و HP ، فإن عمر خدمة أقراص الهليوم هو ضعف العمر الافتراضي لمحركات الأقراص الصلبة الكلاسيكية. لهذا السبب ، تنمو مبيعات أقراص الهليوم من سنة إلى أخرى ، ويتم استخدام الأجهزة نفسها بشكل
متزايد في مراكز البيانات الخاصة بموفري الخدمات السحابية.
تحسين ظروف مركز البيانات
سبب آخر لتحسين موثوقية خبراء الأقراص الصلبة في الصناعة يسمى تحسين الظروف في مراكز البيانات. يرتبط عمر خدمة محركات الأقراص الثابتة مباشرة بدرجة الحرارة المحيطة.
تلاحظ Seagate أن درجة حرارة 30 درجة مئوية ستكون الأمثل. إذا كان أعلى من 50 درجة مئوية أو أقل من 5 درجات مئوية ، فإن عدد حالات الفشل سيزداد بشكل كبير.
لذلك ، تقوم شركات تكنولوجيا المعلومات بتطوير حلول تكييف هواء جديدة تحافظ على درجة الحرارة المثلى في غرفة الخادم. على سبيل المثال ،
قدم Facebook تقنية التبريد التبخيري لمراكز البيانات. يتم تبريد الماء للنظام في مبادل حراري خاص ، يتبخر من خلال طبقة غشاء خاصة. ثم يتم استخدام هذا السائل لخفض درجة الحرارة في غرفة المحرك.
بالإضافة إلى أنظمة التبريد الجديدة ، يتم تطوير حلول لإدارتها. على وجه الخصوص ، بناء على التعلم الآلي. تستخدم هذه الأنظمة أجهزة استشعار تقوم بجمع بيانات درجة الحرارة خارج مركز البيانات وداخله. ثم يتم استخدام هذه المعلومات من قبل وحدة التحكم لضبط التهوية - فهي تنظم درجة الحرارة عن طريق أخذ أكثر أو أقل من الهواء من الشارع.
لقد كتبنا بمزيد من التفاصيل حول كيفية مساعدة أنظمة الذكاء الاصطناعي في تبريد مراكز البيانات
في إحدى مواد المدونة الخاصة بنا.
تطوير تقنيات الأقراص الصلبة "الداخلية"
يتأثر أيضًا عدد حالات فشل الأقراص الصلبة بالرطوبة. إنه يحدد الارتفاع الذي يمكن أن يوجد به رأس القراءة بأمان حتى لا يتلف السطح المغناطيسي. لحل هذه المشكلة ، تقدم الشركات المصنعة للأقراص التقنيات التي تقوم بتكوين حركة كتلة الرأس وفقًا لظروف التشغيل.
مثال على هذه التقنية سيكون مجسات RV ، أو مجسات الاهتزاز الدورانية. باستخدام قراءاتهم ، تغير وحدة التحكم المدمجة طبيعة حركة كتلة الرؤوس ، بطريقة خاصة
لإعادة توزيع الاهتزاز على جسم الجهاز. غالبًا ما توجد مستشعرات RV في محركات الأقراص المصممة للعمل في صفائف الأقراص من Seagate و Toshiba و Western Digital.
/ الصورة في الوقت نفسه دان PDعلى موثوقية محركات الأقراص البديلة
المنافس الرئيسي لمحركات الأقراص الصلبة ، بما في ذلك مراكز البيانات ، اليوم هو محركات أقراص الحالة الثابتة. وفقًا للإحصاءات ، فإن عدد حالات فشل محركات الأقراص الثابتة
أقل من عدد محركات الأقراص الصلبة. ومع ذلك ، مع تقدم العمر ، "عمال الحالة الصلبة" ، يزداد عدد الأخطاء في القراءة بمعدل مرتين. لحل هذه المشكلة ، تقوم الشركات المصنعة SSD بتطوير أساليب تصحيح الأخطاء التي يجب أن تزيد من الموثوقية وعمر خدمة الأجهزة.
إحدى هذه الطرق هي تحديث SSD (
ص 32 ). إذا لم يتم الوصول إلى خلايا فردية من محرك الأقراص لفترة طويلة ، فإنها تبدأ في فقدان المسؤول. هذا قد يؤدي إلى فقدان بعض البيانات. لذلك ، فإن وحدة التحكم في محرك الأقراص من وقت لآخر تقرأ المعلومات في الخلايا غير المستخدمة ، وتقيّم حالتها الحالية و "تعيد شحنها".
تقنية أخرى لا تزال تستخدم في مراكز البيانات هي الشريط المغناطيسي. في
تقرير اتجاهات تخزين البيانات لعام 2018 ، أصبح الشريط رابع أكثر وحدات التخزين شيوعًا بعد محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص الصلبة والسحابة (نحن نتحدث عن خيارات متعددة لتخزين بيانات الشركة ، وليس أساليب التخزين على هذا النحو). تُستخدم الأشرطة الممغنطة بشكل أساسي بسبب موثوقيتها:
تحدث الأخطاء على محرك الأقراص هذا بأربعة إلى خمسة أوامر بحجم أقل من الأقراص الصلبة.
في الوقت نفسه ، لا يزال يتم تطوير تقنيات جديدة لإطالة عمر الفيلم. في عام 2017 ،
أنشأت IBM و Sony شريطًا مغناطيسيًا تم تزويده بطبقة إضافية من مواد التشحيم للحماية. تقلل هذه الطبقة من خطر تلف الشريط عندما يتحرك بسرعة 10 أمتار في الثانية.
هناك المزيد من تقنيات التخزين التجريبية ، والتي يمكن أن تزيد موثوقيتها ، من الناحية النظرية ، بشكل كبير عن أداء محركات الأقراص الكلاسيكية. على سبيل المثال ، تتنبأ إمكانات كبيرة باعتبارها الناقل طويل الأجل في مجتمع تكنولوجيا المعلومات لجزيئات الحمض النووي .
يخطط مبدعو مستودعات الحمض النووي
لختم الجزيئات في كبسولات زجاجية ، حيث سيتم عزلهم عن الظروف البيئية الضارة. سيتيح لك ذلك تخزين البيانات الرقمية المشفرة فيها لآلاف السنين دون أخطاء. قد تصبح وسيلة التخزين هذه حقيقة واقعة في السنوات القادمة: كانت Microsoft
تخطط لإدخال تخزين الحمض النووي في أحد مراكز البيانات الخاصة بها.
لكن هذه الحلول لا تزال تجريبية وغير مصممة للاستخدام على نطاق واسع. لذلك ، في حين أن واحدة من أكثر الطرق شعبية لتخزين المعلومات في مراكز البيانات ستبقى محركات الأقراص الصلبة. ونظراً لحقيقة أن موثوقيتها تنمو ، فإن HDD ستبقى معنا لفترة طويلة.
موارد من مدونة IaaS للشركات الأولى:
المشاركات من قناة Telegram لدينا: