В Лехе, высоко в индийских Гималаях, один коворкинговый ретрит установил тихое правило для своих серверов: никаких вращающихся жёстких дисков. Город находится примерно на высоте 11 482 фута над уровнем моря, достаточно высоко, чтобы проблема заключалась не в виде, не в холоде и даже не в интернете. Проблема — разреженный воздух внутри обычного жёсткого диска.[3]

Обычные потребительские жёсткие диски зависят от давления воздуха, чтобы головка чтения/записи плавала непосредственно над вращающимся блюдом, и многие из них рассчитаны только до примерно 10 000 футов. Выше этой высоты более разреженный воздух может заставить головку опуститься слишком низко, что приводит к столкновению с поверхностью диска и внезапной потере данных.

Жёсткий диск выглядит как запечатанный маленький металлический кирпич, что является частью путаницы. Большинство жёстких дисков не являются герметичными. Они используют фильтры для уравнивания давления, одновременно удерживая пыль и другие частицы, которые могут повредить блюдо.[4][5]

Внутри конструкция почти абсурдно деликатна. Данные находятся на магнитных блюдах. Крошечная головка‑актуатор считывает и записывает эти данные, но во время обычной работы она не скребёт поверхность. Она скользит над ней на воздушной подушке, создаваемой вращением блюд.[1][2]

Зазор не является комфортным запасом безопасности. Современные диски могут иметь высоту полёта, измеряемую всего в несколько нанометров. Один источник описывает её как около 3 нанометров, примерно 40 атомов в высоту; другой отмечает, что современные высоты полёта находятся в диапазоне около 5 нанометров.[1][4] При таком масштабе даже частица дыма, препятствие толщиной в отпечаток пальца или нарушенный поток воздуха могут стать механической катастрофой.[4]

Диску Нужно Дышать

Барометрический, или «дыхательный», фильтр позволяет воздуху проходить, одновременно блокируя частицы выше определённого размера, часто около 0,3 микронa.[5] Фильтр нужен, потому что диску требуется чистый воздух и меняющееся давление, комбинация, которая делает работу на большой высоте проблематичной.

Головка не поддерживается фиксированным уплотнителем. Она летает. В ранних коммерческих жёстких дисках инженеры использовали принудительный поток воздуха для поддержания гораздо большего зазора. К IBM 1301 1961 года головка перемещалась на гидродинамическом воздушном подшипнике‑скользящем элементе, создавая собственную подушку под давлением и летая гораздо ближе к поверхности диска.[4]

На уровне моря эта инженерия сливается с обычным поведением компьютера. Диск вращается, головка плавает, а металлический корпус кажется надёжным и прочным. Однако, поднимаясь достаточно высоко, воздух разрежается. На высоте 11 500 футов атмосферное давление составляет примерно 65 % от давления на уровне моря, согласно заметкам SyncRetreat о планировании высоты.[3]

При меньшем давлении воздушному подшипнику меньше чего‑то для работы. Datarecovery.com описывает отказ прямо: если давление слишком низкое, воздушная подушка может стать недостаточной, и головки актуатора могут столкнуться с блюдом, вызывая мгновенную потерю данных.[2]

Почему важны 10 000 футов

Большинство потребительских жёстких дисков рассчитаны на работу ниже примерно 10 000 футов над уровнем моря.[2][5] Выше этой отметки диск может всё ещё запуститься и некоторое время выглядеть нормально. Риск заключается в надёжности, а не в том, сможет ли устройство пережить один драматичный момент включения.

Именно поэтому в ретрите Леха заявляют, что в их серверах и сетевых устройствах хранения не используется ни один вращающийся жёсткий диск. Хранение осуществляется только на SSD, а жильцам советуют не полагаться на внешние вращающиеся диски на высоте.[3]

Более безопасные альтернативы не являются загадкой. Твердотельные накопители не имеют вращающихся пластин, головки‑актуатора, летающей на воздушной подушке, и шпинделя, поэтому они не подвержены тем же ограничениям высоты, что и традиционные жёсткие диски.[2][3] Некоторые жёсткие диски также герметичны и заполнены гелием, что поддерживает конструкции с высокой ёмкостью и позволяет работать на очень больших высотах, хотя они обычно дороже стандартных потребительских дисков.[2][5]

Странно, насколько обычной выглядит эта опасность. Нет разбитого экрана, нет оборванного кабеля, нет уронённого ноутбука. Только дешёвый внешний диск, перенесённый в горный воздух, его пластины вращаются как обычно, а головка пытается летать на подушке, которая уже не достаточно плотна.

Источники

  1. Instant Fundas, «Интересные факты о жёстких дисках, о которых вы, вероятно, не знали»
  2. Datarecovery.com, «Высокие высоты могут вызывать отказы жёстких дисков»
  3. SyncRetreat, «Отказы аппаратного обеспечения на большой высоте: что именно ломается на 11 500 футах и как этого избежать»
  4. Wikipedia, «Высота полёта»
  5. Datarecovery.com, «Являются ли корпуса жёстких дисков герметичными?»