Wear Leveling Novell 快閃記憶體 Flash 資料安全 儲存安全 Tape 隨身碟 怡敏信 IBM SSD 備份 複製 銷毀 硬碟 磁帶 創見 WD

多重技術確保磁碟穩固 強化資料可用性

2014-03-03
隨著資料的價值日益攀升,儲存安全的重要性也與日俱增。從資料被創建、存取運用、備份複製到最後的刪除銷毀,過程中如何妥善保存資料、防止資料遺失、延長在儲存媒介上的使用壽命,也成為企業必須正視的課題。
震動保護 硬碟共振免驚

硬碟機的運作原理是利用磁性顆粒來儲存0與1位元。當磁頭寫入或讀取訊號時,磁片會高速旋轉,以便讓磁頭快速找尋或存放資料。目前的硬碟轉速大致可分為5,400rpm、7,200rpm、10,000rpm以及15,000rpm,當轉速愈高,便代表所需的讀寫時間愈短。然而,高轉速所帶來的問題就是共振,特別是在企業環境中,將多顆硬碟組成磁碟陣列是常見的應用,動輒3、5百顆硬碟放在同一台設備內運轉時,共振現象很容易導致硬碟故障。

▲台灣威騰電子亞太區市場行銷部經理羅昌平指出,現今硬碟壽命的判斷已經從平均故障間隔(Mean Time Between Failures,MTBF)轉而以工作負載來計算。
羅昌平解釋,共振意謂著硬碟可能遭受其他硬碟或震動源的影響,有可能發生意料之外的震動幅度而導致故障損壞,而且無從得知共振會從何而來。

為了解決這個問題,WD研發了震動保護技術,這是用來即時監視硬碟並修正線性和旋轉震動的一項功能,以因應大型儲存設備,因為共振現象而造成硬碟故障率提升的情況。「作法上是在硬碟中增加感測器,當硬碟外部感受到受力時,不管是線性的移動、滑動或旋轉的震動,感測器會告知硬碟,優先保護讀寫頭,先暫停讀寫資料,等外力消失後再寫入。」

動態懸浮高度技術 

運作中的硬碟必須讓碟片與讀寫頭保持平行,否則,一旦雙方接觸,硬碟毀損在所難免。然而困難的是,只要是旋轉就會有氣流,氣流會逼使碟片Touchdown,因此即時調整每個讀寫頭的懸浮高度也就甚為重要,而這便是動態懸浮高度技術的功用,只要讀寫頭遇到風流,快接觸碟片時,就會調整讀寫頭懸浮高度,以提高可靠度。

馬達軸心固定磁盤

StableTrac是一種馬達軸心的固定技術,主要目的是用來降低系統引起的震動,並且穩定磁盤,以確保讀寫時的軌道準確性。由於硬碟的轉速很高,再加上碟片的重量,因此在轉動的過程中,很容易就會晃動,因而造成轉動時的資料讀取錯誤。

以強汰弱提升可靠性

相較於硬碟是運用高速旋轉的磁片以及磁頭的移動來讀寫資料,快閃記憶體則是將資料儲存在由浮閘電晶體組成的記憶單元陣列內,因而完全不需要機械式運作,自然也沒有機械故障的考量。由於快閃記憶體資料讀取的速度遠比硬碟來得快,再加上抗震與低噪音的優勢,近年來價位逐漸降低後,也被製作成與傳統硬碟相同的尺寸外觀,甚至與傳統硬碟一起混合應用。

創見資訊研發處副總經理胡家銘指出,快閃記憶體最常被詬病的限制之一,就是讀寫次數的限制。因此,Wear Leveling(平均損耗)技術已經成了基本的要求,差別只在於程度。由於隨身碟對於成本相當敏感,因而應用在隨身碟的Wear Leveling技術相較要求相對低些,而應用在固態硬碟(Solid State Drive,SSD)強度就會很高,即使故意寫程式把Data反覆寫入同一個位置,仍會被打散存放。

「但除此之外,還有其他方法可以強化快閃記憶體的壽命。例如減少低可靠度儲存區的使用量。」他解釋,快閃記憶體晶片的每個儲存單元分為Strong Page 與Weak Page,因而可以存放加倍的數據量,但從原理而言存放於Weak Page的資料較易因供電等因素而損毀,如果Weak Page捨棄不用,就可以藉此提升可靠度。這種應用方法同樣可以透過韌體做到,不過相對產品成本就會較為高昂。 正確的儲存策略佐以延長儲存媒介壽命的技術,進一步改善了因為太過頻繁的硬體故障導致資料毀損或遺失,不過企業要面臨的不只是資料可用性的問題,整個資料生命周期當中的機密防護,包括轉手搬運、遺失遭竊或資源回收銷毀等環節,才是現今企業最常忽略的風險。下一篇文章將會探討儲存安全中的加密機制如何做到資料保護。


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