磁盘驱动器可以使用多长时间?几年前我们问过这个问题,当时的答案是:我们还不知道。尽管如此,我们确实提供了截至当时的数据,并做出了一些预测。从那时起,我们就开始学习 HDD 和 SSD 故障率 https://www.backblaze.com/blog/are-ssds-really-more-reliable-than-hard-drives/。
让我们看看我们学到了什么。
最初的驱动器寿命研究是使用 25,000 个磁盘驱动器和大约 4 年的数据完成的。今天的研究包括来自超过 200,000 个 HDD 的数据,其中许多已经存活了 6 年或更长时间。这给了我们更多的数据来审查,并让我们扩展我们的预测。例如,在我们最初的报告中,我们报告说我们购买的驱动器中有 78% 的使用寿命超过 4 年。今天,我们拥有的大约 90% 的驱动器已经使用了 4 年,而 65% 的驱动器的使用寿命超过了 6 年。那么驱动器能持续多久呢?
Backblaze 如何使用驱动器
这家存储云公司目前使用超过 200,000 个 HDD 来存储客户的数据。驱动器的大小范围从 4TB 到 18TB。加在一起时,我们管理的硬盘空间超过 2EB。这些驱动器中的大多数都安装在可容纳 60 个驱动器以及一个引导驱动器的存储服务器中。还有少数存储服务器仅使用 45 个 HDD。存储服务器由 Storage Pod(自有的存储服务器)和外部制造商的存储服务器组成。20 台存储服务器组成一个 Backblaze Vault,它利用公司自己的 Reed-Solomon 擦除编码算法在 Vault 中的 20 台服务器上复制和存储客户数据。
分析中
的 HDD 类型 我们用来存储客户数据的 HDD 是标准的 3.5 英寸驱动器,您可以在网上或商店购买。Vault 软件提供的冗余确保数据安全,同时允许我们使用来自 3 家主要磁盘驱动器制造商的现成驱动器:Seagate、Western Digital 和 Toshiba。下表按制造商细分了 Backblaze 当前的驱动器数量。请注意,HGST 现在是 Western Digital 的一部分,但驱动器本身报告为 HGST 驱动器,因此它们在图表中单独列出。
每个存储服务器还使用一个引导驱动器。除了启动服务器的明显功能外,我们还使用这些驱动器来存储用于分析和合规目的的记录系统访问和活动的日志文件。引导驱动器可以是 HDD 或 SSD。
HDD 数量
如前所述,我们目前管理和使用超过 200,000 个磁盘驱动器用于客户存储。我们使用了几种不同的 HDD 尺寸,如下表所示,其中超过 60% 的驱动器为 12TB 或 14TB。
驱动器故障率
在深入研究故障率数据之前,值得花一点时间来澄清故障率的确切含义。单独的故障率一词并不是很有用,因为它缺少时间的概念。例如,如果您购买了 HDD,那么购买一周后出现故障的 HDD 的故障率是多少?购买后1年呢?5年?它们不可能都是相同的失败率。缺少的是时间。当我们制作季度和年度 Drive Stats 报告时,我们会计算并公布年度故障率 (AFR)。通过使用 AFR,所有故障率都被转换为年度,因此无论时间框架如何(例如,一个月、一年、三年),我们都可以比较不同的驱动器群组。除了报告之外,我们还包含指向我们用来计算所述故障率的驱动器数据的链接。
浴缸曲线
可靠性工程师使用称为浴缸曲线的东西来描述预期的故障率。这个想法是,缺陷来自三个因素:(1) 工厂缺陷,导致“婴儿死亡率”,(2) 随机故障,以及 (3) 零件磨损,导致多次使用后出现故障。
下图(来自Wikimedia Commons)显示了这 3 个因素如何预期会产生浴缸形故障率曲线。
当我们最初的驱动寿命研究完成时,Backblaze 体验与浴缸曲线理论相匹配。当我们最近重新审视浴缸曲线时,我们发现浴缸漏水,因为 Backblaze 浴缸曲线的左侧(故障率降低)要低得多,并且更符合恒定故障率。这可以在下面的图表中看到,该图表涵盖了最近 6 年的磁盘驱动器故障数据。
失败率(红线)在前 3 年半低于 2%,然后在第 6 年迅速增加。当我们绘制数据的趋势线(蓝色虚线,二阶多项式)时,抛物线曲线出现,但它在左侧较低,看起来不像浴缸,更像是一个浅勺或曲棍球棒。
计算预期
寿命 HDD 驱动器的预期寿命是多少?要回答这个问题,我们首先需要确定“预期寿命”的含义。
在衡量人们的预期寿命时,通常的衡量标准是给定年龄的平均剩余年数。例如,世界卫生组织估计,目前全球所有新生儿的预期寿命为 73 岁。这意味着,如果我们等到所有这些新人都活到 120 年或 130 年之后,他们的平均寿命将是 73.0 岁。
对于 HDD 来说,它们可能会在 10 岁之前全部磨损。或者其中一些可能会持续 20 或 30 年。如果他们中的一些人活了很长时间,就很难计算平均值。此外,一些异常值可能会影响平均值并使其不那么有用。
应该能够计算的数字是新驱动器的中位寿命。那是一半驱动器发生故障的年龄。让我们看看考虑到我们多年来收集的所有数据,我们可以多接近预测新驱动器的平均寿命。
磁盘驱动器的存活率 时至今日
,很难回答“硬盘驱动器能使用多久? ”这个问题。” 如前所述,我们定期发布 Drive Stats 报告,其中列出了我们使用的驱动器型号的 AFR。虽然这些报告回答了磁盘驱动器故障率的问题,但它们并没有告诉我们它们会持续多久。有趣的是,我们收集并用于预测驱动器故障的相同数据可用于计算我们使用的 HDD 模型的预期寿命。这完全取决于您如何看待数据。
当我们将预期寿命预测技术应用于我们收集的驾驶数据时,我们得到以下图表:
预期寿命在前 4 年以每年 2% 到 2.5% 的相当稳定的速度下降,然后下降开始加速。回顾上面按季度图表的 AFR,这是有道理的,因为故障率从第 4 年开始增加。6 年后,我们最终的预期寿命为 65%。换句话说,如果我们在 6 年前购买了一个 HDD,那么它今天仍有 65% 的可能性。
硬盘驱动器能持续多久?
超过 6 岁的驾驶者会怎样?我们确实有超过 6 年的驱动器,那么我们为什么要停在那里呢?我们没有足够的数据来确定超过 6 年的时间,因为那时驱动器的数量会下降,并且几乎完全由 1 或 2 个驱动器型号组成,而不是多样化的选择。相反,我们使用了 6 年的数据并从预期寿命线推断出一半驱动器将死亡的点。
驱动器可以使用多长时间?中位预期寿命的合理估计似乎是 6 年零 9 个月。这与我们迄今为止收集的最少数据量一致,但如前所述,我们没有足够的数据来确定。尽管如此,我们知道我们使用的所有不同驱动器型号都超过 6 年。我们将在未来几个月和几年内继续建立数据,看看是否有任何变化。
同时,您应该假设您要购买的 HDD 可以使用多长时间?正确的答案是始终至少有 2 个备份,最好是 2 个,将它们分开,并经常检查它们 3-2-1 备份策略。您购买的每个 HDD 都会在某个时候出现故障 - 可能会在 1 天或 10 年内出现故障 - 请做好准备。