Pourquoi des millions de disques durs utilisables sont-ils détruits ? Les entreprises évoquent la sécurité
La durée de vie moyenne des disques durs n'atteint pas la barre des 3 ans
selon une étude menée par Secure Data Recovery
Une étude menée par Secure Data Recovery révèle que 37 % des disques Western Digital et Seagate analysés étaient dotés d'un SMR. L'entreprise a constaté que « les modèles SMR de Western Digital avaient une durée de vie inférieure de 12,7 % à celle de leurs homologues CMR, [et] les modèles SMR de Seagate avaient une durée de vie inférieure de 19,7 % à celle de leurs homologues CMR », si l'on considère le nombre moyen d'heures de mise sous tension. En outre, huit des 13 disques SMR de Western Digital et Seagate ont enregistré moins de 15 000 heures de fonctionnement en moyenne.
« Cette expérience et cette expertise nous ont permis de collecter des données précieuses sur les disques durs défectueux, révélant des informations uniques sur leur taux de défaillance et leur durée de vie », déclare Secure Data Recovery. Et si le remplacement d'un disque dur était plus scientifique et moins spéculatif ? Étant donné le manque de données accessibles sur les défaillances des disques durs, le public se fie souvent à des conseils abstraits ou à des conjectures pour guider ses actions. Cette absence de preuves peut conduire à la perte soudaine ou permanente de données pour des personnes et des organisations qui ne se doutent de rien.
L'analyse de 2 007 disques durs endommagés ou défectueux a permis à la société de récupération de données de conclure qu’ « en général, les anciens disques semblent plus durables et plus résistants que les nouveaux ». Cette déclaration émane de la société de récupération de données sur disques durs, disques SSD et RAID, basée à Los Angeles et baptisée Secure Data Recovery.
Cette société existe depuis 2007 et affirme avoir résolu plus de 100 000 cas. Elle a étudié les disques durs qu'elle a reçus en 2022. La « plupart » de ces disques étaient d'une capacité de 40 Go à 10 To, selon un billet de blog de Secure Data Recovery repéré par Blocks & Files.
Dans son billet du 8 mars, Secure Data Recovery décompose les disques durs qu'elle a reçus pour la récupération de données en fonction des « heures de mise sous tension » vérifiées par l'ingénieur, c'est-à-dire la durée totale pendant laquelle le disque a été fonctionnel, depuis le moment où son propriétaire a commencé à l'utiliser jusqu'au moment où le dispositif est arrivé chez Secure Data Recovery.
L'entreprise a également déterminé le nombre de secteurs en attente des disques durs, qui représente « le nombre de secteurs endommagés ou inutilisables que le disque dur a développé au cours des opérations de lecture et d'écriture de routine ». Les données de l'entreprise n'incluent pas les disques durs qui ont subi des défaillances non prévisibles ou des dommages causés par des événements inattendus, tels que des surtensions électriques, des logiciels malveillants, des catastrophes naturelles et une « mauvaise manipulation accidentelle », a déclaré l'entreprise.
Parmi l'échantillon, 936 disques proviennent de Western Digital, 559 de Seagate, 211 de la marque Hitachi, 151 de Toshiba, 123 de Samsung et 27 de Maxtor. Notamment, 74,5 % des disques durs provenaient de Western Digital ou de Seagate, qui, selon Secure Data Recovery, représentaient 80 % des livraisons de disques durs en 2021, citant les données de la Digital Storage Technology Newsletter partagées par Forbes.
Lors du sommet mondial de l'OCP cette semaine, Seagate a dévoilé le tout premier disque dur (HDD) qui utilise à la fois le protocole NVMe (Non-Volatile Memory Express) et une interface PCIe. Le disque dur de démonstration est basé sur un contrôleur propriétaire qui fonctionne avec tous les principaux protocoles (SAS, SATA et NVMe), sans nécessiter de passerelle. Elle illustre et confirme la viabilité du protocole NVMesur les disques durs. La mise en œuvre fournit un support intégré du protocole NVMe au sein même du contrôleur du disque dur et ne nécessite aucun pont. L'objectif selon Seagate est d'ouvrir la voie à une interface NVMe consolidée et transparente pour les disques durs et les disques SSD.
Le disque dur NVMe a été présenté au sommet du projet Open Compute dans un boîtier JBOD personnalisé, avec douze disques de 3,5 pouces reliés par une interface PCIe. Bien que la capacité du disque ne soit pas confirmée, Seagate a utilisé des images de l'Exos X18 pour la présentation, qui a une capacité maximale de 18 To. Dans le cadre de cette démonstration, Seagate s'est associé aux leaders de l'industrie et a développé un boîtier JBOD 2U à 12 baies comprenant un commutateur PCIe qui fournit l'interconnexion de la structure pour les disques durs connectés. L'utilisation de NVMe permet aux disques durs de tirer pleinement parti de cette interface riche en fonctionnalités et de cette architecture de stockage simplifiée.
Heure de mise sous tension
Évaluer la défaillance d'un disque dur
Les initiés mesurent généralement la durée de vie d'un appareil en fonction de son temps moyen entre deux pannes (MTBF). Cependant, ce délai peut être basé sur plusieurs hypothèses et définitions qui ne correspondent pas aux conditions réelles. En 2022, Secure Data Recovery a recueilli des informations opérationnelles sur des milliers d'appareils endommagés ou défectueux afin de mieux comprendre le moment où les disques durs tombent en panne.
La première variable que les ingénieurs ont vérifiée est le nombre d'heures de fonctionnement. Secure Data Recovery a défini les heures de mise sous tension comme la durée totale de fonctionnement du disque dur, calculée à partir du moment où l'utilisateur a démarré l'appareil pour la première fois jusqu'à son arrivée dans ses locaux.
En outre, Secure Data Recovery a calculé le nombre de secteurs en attente pour les dispositifs défaillants. Le nombre de secteurs en attente correspond au nombre de secteurs endommagés ou inutilisables que le disque dur a développé au cours des opérations de lecture et d'écriture de routine. Ces mesures permettent de comprendre la durée de vie moyenne d'un disque dur. Néanmoins, nous voulions accumuler les données les plus pertinentes possibles.
Secure Data Recovery a donc diagnostiqué chaque disque dur et exclu de l'échantillon les dispositifs ayant subi des défaillances non prévisibles.
Dans le cadre de cette étude, elle a classé les défaillances non prévisibles comme des dommages causés par des événements inattendus, notamment des surtensions électriques, des logiciels malveillants, des catastrophes naturelles ou une mauvaise manipulation accidentelle.
Le sous-ensemble de données que nous avons étudié concernait des défaillances prévisibles, telles qu'une accumulation d'erreurs de réaffectation. L'enregistrement du nombre d'erreurs et d'heures de fonctionnement pour les défaillances prévisibles donne aux utilisateurs plus d'informations pour anticiper et se préparer à l'inévitable.
Les données sur les performances des disques durs
L'échantillon final était composé de 2 007 disques durs provenant de six grands fabricants.
Les modèles allaient de 40 Go à 10 To. Les valeurs relatives aux heures de mise sous tension et au nombre de secteurs en attente représentent la moyenne. Les données sont présentées ci-dessous.
Les heures de mise sous tension indiquent que le disque dur moyen de l'échantillon a tourné pendant 25 233 heures avant de tomber en panne. Cela représente 1 051 jours ou deux ans et dix mois. Au cours de cette période, le dispositif moyen de l'échantillon a développé 1 548 secteurs défectueux. Pour mettre ce chiffre en perspective, il faut savoir que les disques durs d'une capacité de 1 To peuvent comporter un peu moins de deux milliards de secteurs au total.
Si 1 548 secteurs défectueux sur des centaines de millions, voire des milliards de subdivisions de disque peuvent sembler minuscules, le taux de développement augmente souvent et le risque d'altération des données se multiplie. Certains disques durs semblent plus durables et fonctionnent plus longtemps. D'autres semblent plus résistants et supportent mieux les dommages mécaniques.
Dans un rapport publié en début d’année sur son site web, Backblaze, la société de sauvegarde et de stockage en cloud, présente les résultats de son étude qui illustrent l'effet du temps sur les taux de défaillance des disques durs. L’analyse de Backblaze c’est porté sur 235 608 disques donc avait 4 299 lecteurs de démarrage et 231 309 lecteurs de données.
Le rapport de Backblaze se concentre sur ses lecteurs de données. Ils ont examiné les taux de défaillance des disques durs pour 2022, comparé ces taux aux années précédentes et présenté les statistiques de défaillance à vie pour tous les modèles de disques durs actifs dans son centre de données à la fin de 2022.
Lorsqu’elle examine la corrélation entre l'âge du disque et la défaillance du disque, Backblaze conclu que les disques tombent généralement en panne plus souvent lorsqu'ils vieillissent.
Mais nous avons reconnu la nécessité d'un examen plus approfondi.
Les données relatives aux disques Western Digital et Seagate
Western Digital et Seagate ont livré près de 80 % de tous les disques durs en 2021, ce qui en fait les plus grands fabricants au monde. Notre échantillon reflète cette réalité. Les modèles Western Digital et Seagate représentaient environ 75 % des disques durs que nous avons étudiés.
Secure Data Recovery a recueilli des données sur leurs produits les plus populaires. Comme pour les données plus générales au niveau des fabricants, il existe des variations dans les données relatives aux modèles. Certains disques durs de l'échantillon ont enregistré plus d'heures de mise sous tension, tandis que d'autres appareils ont développé moins de secteurs défectueux que d'autres disques.
Pour poursuivre le traitement des données, nous avons trié chaque modèle en fonction de sa date de sortie, puis nous avons évalué le nombre d'heures de mise sous tension et le nombre de secteurs en attente. Secure Data Recovery a constaté que les cinq disques durs les plus durables et les plus résistants de chaque fabricant ont été fabriqués avant 2015. En revanche, la plupart des disques durs les moins durables et les moins résistants de chaque fabricant ont été fabriqués après 2015.
Les disques durs plus anciens ont-ils une durée de vie plus longue ?
Les données de Secure Data Recovery confirment que les anciens disques durs sont plus durables et plus résistants que les nouveaux. Cela peut surprendre, mais il y a une explication raisonnable : un monde axé sur les données exige des performances de stockage accrues.
La recherche incessante de performances entraîne des décisions et des compromis difficiles en matière de conception. Les fabricants intègrent des technologies de pointe dans leurs produits pour augmenter les capacités de stockage et les vitesses d'accès. Plusieurs innovations ont contribué à la croissance exponentielle de ces paramètres au cours de la dernière décennie.
Dès le début du développement d'un produit, les fabricants de lecteurs sont contraints d'établir une liste d'exigences. L'une des exigences les plus strictes des disques durs modernes est la taille. Les fabricants limitent la largeur des plateaux du dispositif à 3,5 pouces ou 2,5 pouces pour qu'ils puissent s'adapter à l'intérieur de l'ordinateur ou du portable.
Cette contrainte de taille signifie que les fabricants doivent faire tenir plus de composants dans le même espace physique pour obtenir plus d'espace de stockage. La disposition ultra-compacte des têtes de lecture et d'écriture et des plateaux à l'intérieur du boîtier réduit l'espace entre les pièces mobiles, ce qui semble affecter les dommages mécaniques et la résistance à l'usure. Pour augmenter les capacités de stockage, les fabricants ont mis à jour les technologies d'enregistrement.
En 2005, les fabricants ont mis sur le marché des disques durs à enregistrement magnétique conventionnel (CMR). L'enregistrement magnétique conventionnel avait des densités beaucoup plus élevées que les méthodes d'enregistrement traditionnelles, ce qui a permis le lancement commercial d'un disque dur d'une capacité de 1 To en 2007.
Les fabricants ont continué à repousser les limites
Seagate a livré les premiers appareils dotés de l'enregistrement magnétique shingled (SMR) en 2013. Le SMR comprime les pistes du plateau de façon à ce que chaque bande concentrique se chevauche comme les bardeaux d'un toit, créant ainsi plus d'espace utilisable. Grâce au SMR, les fabricants ont produit des modèles dépassant les 20 To.
Cependant, le fait de donner la priorité à des capacités de stockage plus importantes soumet les composants à des contraintes plus importantes.
Par exemple, la surface des plateaux d'un disque dur équipé de SMR est plus complexe, en raison du chevauchement des pistes. Cette conception complexe rend les plateaux plus vulnérables à la dégradation.
Outre la surface des plateaux, la gestion des données des dispositifs avec SMR doit être prise en compte. Les disques durs shingled sont soit gérés par l'appareil, soit par l'hôte, soit par l'hôte. Des protocoles inappropriés peuvent avoir un impact sur ses performances. Des opérations de lecture et d'écriture fréquentes peuvent entraîner des erreurs logiques. Une utilisation excessive et inappropriée peut entraîner l'usure du bras actionneur et des têtes.
Ainsi, les disques dotés de la technologie CMR semblent plus durables et plus résistants que ceux dotés de la technologie SMR. Et, en général, les anciens disques semblent plus durables et plus résistants que les nouveaux.
Note sur la durée de vie des disques SSD
Les disques durs à état solide (SSD) sont une autre option courante de stockage de données. L'endurance et les réparations des disques SSD ont fait couler beaucoup d'encre. En résumé, les disques SSD ont un nombre fini de cycles de programmation/effacement avant de s'user. Et, comme les disques durs, les disques SSD connaissent des erreurs à un rythme croissant.
Ces facteurs compliquent la définition de la défaillance des disques SSD et empêchent une analyse similaire. En fin de compte, si l'on ne tient pas compte des défaillances imprévisibles, la variable la plus importante pour la durée de vie d'un disque SSD est la quantité de données écrites sur le périphérique.
Certains utilisateurs peuvent épuiser leurs disques SSD en quelques années en cas d'utilisation intensive. D'autres SSD peuvent durer plus de cinq ans.
La société de sauvegarde et de stockage en cloud Backblaze a publié des données comparant la fiabilité à long terme des disques de stockage à l'état solide et des disques durs rotatifs traditionnels dans son centre de données. Sur la base des données recueillies depuis que l'entreprise a commencé à utiliser des SSD comme lecteurs de démarrage fin 2018, l'évangéliste du stockage en cloud de Backblaze, Andy Klein, a publié un rapport montrant que les SSD de l'entreprise tombent en panne à un taux beaucoup plus faible que ses disques durs à mesure que les disques vieillissent.
Ces conclusions sont tirées du dernier rapport de Backblaze détaillant les statistiques de fiabilité des disques utilisés dans son infrastructure, et dans ce cas, c'est seulement le deuxième rapport de ce type à se concentrer sur les SSD, après celui que la société a publié en mars.
« Dans notre environnement, les disques d'amorçage font bien plus que démarrer les serveurs de stockage : ils stockent également les fichiers journaux et les fichiers temporaires produits par le serveur de stockage. Chaque jour, un lecteur de démarrage lira, écrira et supprimera des fichiers en fonction de l'activité du serveur de stockage lui-même. Dans nos premiers serveurs de stockage, nous utilisions exclusivement des disques durs pour le démarrage. Nous avons commencé à utiliser des disques SSD à ce titre au quatrième trimestre 2018. Depuis lors, tous les nouveaux serveurs de stockage, et tous ceux dont le disque de démarrage HDD était défaillant, ont été équipés de SSD. »
L'une des questions que Backblaze souhaitait régler était de savoir si les disques SSD étaient vraiment plus fiables que les disques durs, mais les données publiées en mars semblaient montrer que les disques SSD suivaient le même schéma de taux de défaillance que les disques durs au fil du temps, bien qu'avec un taux de défaillance annualisé (AFR) légèrement inférieur.
Les SSD et les disques durs ici sont tous utilisés comme lecteurs de démarrage, plutôt que les disques utilisés pour stocker les données, et Backblaze a commencé à passer aux SSD au quatrième trimestre 2018, ce qui signifie que les deux ensembles de disques sont à des points différents dans leurs courbes de durée de vie respectives. Pour compenser cela, l'entreprise n'a comparé que les SSD qui avaient en moyenne un an avec les disques durs qui avaient en moyenne un an, et ainsi de suite.
Des chercheurs de l'université de Southampton ont mis au point une méthode d'écriture laser rapide et économe en énergie pour produire des nanostructures à haute densité dans du verre de silice, rapporte Optica. Ces minuscules structures peuvent être utilisées pour le stockage optique à long terme de données en cinq dimensions (5D), plus de 10 000 fois dense que la technologie de stockage sur disque optique Blue-Ray.
Ce type de stockage de données utilise trois couches de points de taille nanométrique dans un disque en verre. La taille, l'orientation et la position (en trois dimensions) des points donnent les cinq "dimensions" utilisées pour coder les données. Selon les chercheurs, un disque 5D pourrait rester lisible après 13,8 milliards d'années, mais il serait surprenant que quelqu'un soit encore là pour le lire à ce moment-là. À plus court terme, les supports optiques 5D pourraient également survivre après avoir été chauffés à 1 000 degrés Celsius.
La technique mise au point par le chercheur doctorant Yuhao Lei utilise un laser femtoseconde à haut taux de répétition. Le processus commence par une impulsion d'ensemencement qui crée un nanovoïde, mais l'impulsion rapide n'a pas besoin d'écrire réellement des données. Les impulsions faibles répétées exploitent un phénomène connu sous le nom d'amélioration du champ proche pour sculpter les nanostructures de manière plus douce. Les chercheurs ont évalué des impulsions laser à différents niveaux de puissance et ont trouvé un niveau qui accélère l'écriture sans endommager le disque en verre de silice.
Seagate Technology, une société américaine de stockage de données, travaille depuis plusieurs années sur des disques durs à double actionneur, c'est-à-dire des disques dotés de deux jeux de têtes de lecture/écriture contrôlés indépendamment. L’Exos 2X14 est le premier disque dur d'entreprise à intégrer la technologie révolutionnaire MACH.2 multiactionneur de Seagate.
Avec le Mach.2, les clients disposant d'applications gourmandes en données continueront de bénéficier des niveaux de performance les plus élevés (IOPS, débit et latence réduite compris), tout en restant en mesure de gérer des quantités toujours plus importantes de données. Il met en œuvre deux actionneurs indépendants qui permettent le transfert simultané des données.
Source : Secure Data Recovery
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Envoyé par gaby277
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