Trong một cuộc khào sát bỏ túi của HDVietnam, mặc dù có những bước thay đổi và cải tiến đáng ghi nhận trong việc cung cấp phim ảnh, nhạc trực tuyến (online), nhưng xem ra số đông áp đảo vẫn cho rằng thưởng thức phim nhạc trực tiếp từ HDD trong máy tính gia dình vẫn là giải pháp tối ưu trong giai đoạn hiện nay. Kết quả này cũng cho thấy chúng ta sẽ vẫn còn tiếp ôm ấp sử dụng và mua sắm thêm HDD cho kho lưu trữ của mình. Vậy bạn có biết gì về vòng đời của một ổ cứng máy tính kéo dài bao lâu ? Câu trả lời ngắn gọn là: chúng ta không biết chắc được, nhưng nó dài hơn bạn có thể đoán.

Để trả lời cho câu hỏi này, Backblaze một trong những công ty sao lưu trực tuyến hàng đầu hiện nay đã tiến hành thí nghiệm khảo sát trên kho dữ liệu đồ sộ của họ. Và đây là câu chuyện được kể từ Backblaze.


Tại sao ở một công ty nơi mà hiện đang vận hành hơn 25.000 ổ đĩa cứng ngày đêm liên tục quay cũng tù mù về vấn đề này? Như chúng ta biết, Backblaze là nơi cung cấp đáng tin cậy và không giới hạn cho việc sao lưu trực tuyến trên khắp thế giới trong hơn năm năm nay. Trong bốn năm liên tục vừa qua, chúng tôi đã có trong tay các số liệu thống kê tốt nhất cho việc khảo sát này: 78% trong các ổ đĩa cứng chúng tôi đã mua được sống lâu hơn bốn năm, trong khi đó 22% ổ đĩa cứng đã bị hỏng trong bốn năm đầu tiên của chúng. Mặc dù chúng tôi có các thông tin chi tiết về tỷ lệ hư hỏng của các ổ đĩa cứng trong bốn năm đầu tiên của chúng thật đấy, chúng tôi vẫn chưa thể đoan chắc điều gì sẽ xảy ra cho những năm tiếp theo. Vậy thì bao lâu nữa thì cái ổ cứng cuối cùng sẽ về chầu ông bà, xin các bạn hãy đọc tiếp.

Ổ cứng dùng lưu trữ đang được sử dụng tại Backblaze như thế nào.

Backblaze sử dụng rất nhiều ổ đĩa cứng để lưu trữ dữ liệu. Cứ mỗi 45 ổ đĩa được lắp trong mỗi cái Backblaze Pod, và những storage pod này được gắn trong những rack được bố trí tại trung tâm dữ liệu của chúng tôi.




Cứ mỗi khi có đủ lượng khách hàng mới đăng ký, chúng tôi lại mua thêm ổ đĩa HDD mới, kiểm tra và lắp đặt chúng theo từng pod. Tổng dung lượng lưu trữ đám mây của chúng tôi hiện nay lên đến 75 petabyte, tức bằng ¼ dung lượng của đại lão gia Facebook.



Trước khi được triển khai, mỗi Backblaze Pod sẽ được kiểm tra cẩn thận, bao gồm các bài kiểm tra ngặt nghèo trên tất cả các ổ đĩa cứng. Muốn biết thêm chi tiết xin bạn đọc thêm tại đây Backblaze Blog
Nơi mô tả quá trình Backblaze đã sử dụng để thiết lập, thử tải, và triển khai một Pod lưu trữ.


Thế các loại ổ đĩa cứng mà Backblaze đang sử dụng là gì?

Chả có gì là ghê gớm, toàn là các loại hard drive mà các bạn đã và đang sử dụng trong gia đình đấy thôi. Trong khi các công ty sản xuất ổ cứng liên tục gào thét rằng các ổ đĩa này không được thiết kế để làm việc trong mảng RAID cũng như dưới áp lực làm việc liên tục 24/7 của một môi trường như trung tâm dữ liệu này, hệ thống của Backblaze vẫn chạy phà phà, dĩ nhiên chúng tôi cũng có sử dụng phần mềm Backblaze dự phòng để bảo vệ dữ liệu. Trong lần nghiên cứu tới chúng tôi sẽ khảo sát nghiên cứu trên các số liệu thống kê để so sánh sự khác biệt giữa các loại ổ đĩa cứng dành cho doanh nghiệp và gia đình như thế nào.

Một điều thú vị nữa là đa số các ổ đĩa cứng được mua đưới dạng "thô" tức không có bao bì nhãn hộp đang hoàng. Ngoài ra, đợt lũ lụt tại Thái Lan đã tạo nên cơn khủng hoảng sốt về hard drive làm cho Backblaze gần như không thể tìm thấy ổ đĩa cứng ‘thô’ được bán với giá rẻ nữa, họ bắt đầu đi farm ổ đĩa cứng. Tức họ đi từng cửa hàng vùng xa xôi hẻo lánh lùng mua các ổ cứng gắn ngoài (khoảng 6 petabyte của các ổ đĩa trong lần khảo sát này) về tháo bỏ vỏ bên ngoài làm ổ gắn trong.


Số lượng ổ đĩa cứng

Biểu đồ dưới đây cho thấy sự phân bố tuổi của các ổ đĩa trong tại các trung tâm dữ liệu Backblaze. Hình dạng của biểu đồ phản ánh của sự tăng trưởng của công ty qua việc bổ sung các ổ đĩa một khi số lượng khách hàng gia tăng. Nhìn chung, không có nhiều ổ đĩa bị lỗi.





Tỷ lệ ổ hư hỏng


Trước khi đi vào phân tích tỉ lệ hư hỏng của các ổ hdd, thiết nghĩ chúng ta cũng nên dành chút thời gian tìm hiểu xem tỉ lệ này mang ý nghĩa gì. Chắc hẳn thoạt đầu bạn sẽ nghĩ là nếu tỉ lệ hư hỏng là 100% thì có nghĩa là cả đám HDD đều bị hư, chả còn cái nào để lận lưng làm vốn. Câu chuyện không hẳn là như vậy, ta lấy ví dụ:
Hãy tưởng tượng bạn có một nhà cung cấp ổ đĩa với mức độ đáng tin cậy 100% trong sáu tháng đầu, nhưng tất cả đều tèo tại thời điểm sau đó. Vậy tỷ lệ hư hỏng hàng năm sẽ là bao nhiêu? Nếu bạn luôn giữ 100 ổ đĩa chạy cùng một lúc thì bạn sẽ phải thay thế chúng hai lần một năm. Đúng không? Điều đó có nghĩa rằng bạn sẽ phải thay thế 200 ổ đĩa mỗi năm, tức tỉ lệ hư hỏng hàng năm là 200%. Vì vậy, ít nhất về mặt lý thuyết, ta sẽ không có tỷ lệ hư hỏng tồi tệ nhất ở đây. Vì cứ nếu mỗi ổ đĩa bị lỗi sau một giờ sử dụng, tỷ lệ hư hỏng hàng năm sẽ là 876.000% à? May mắn thay, các ổ đĩa tại Backblaze chưa bao giờ bị rơi vào tình huống trớ trêu như vậy cả.



Cái bồn tắm


Cái gì? Sao lại đưa cái bồn tắm vào đây? Mất vệ sinh và mất lịch sự. Xin bình tĩnh. Tại Backblaze, các kỹ sư đã sử dụng các đường cong (như hình cái bồn tắm – xem hình) để mô tả sự phỏng đoán của họ về tỷ lệ hư hỏng của HDD. Có 3 yếu tố chính gây nên sự hỏng hóc của ổ cứng:

1/ Các khiếm khuyết tại nhà máy sản xuất, nôm na được xem như là "tỷ lệ tử vong trẻ sơ sinh".
2/ Hư hỏng ngẫu nhiên (không đổi theo thời gian).
3/ Hư do các bộ phận bị cũ mòn. Đây là yếu tố gây sự hỏng hóc nhiều nhất sau một quá trình sử dụng.

Biểu đồ dưới đây (lấy từ Wikimedia Commons) cho thấy ba yếu tố trên có thể cho ta dự kiến được một đường cong của tỷ lệ hư hỏng mang hình của một chiếc bồn tắm.





Thật may mắn, lý thuyết trên phù hợp với cái mà Backblaze đã kiểm nghiệm trên thực tế.
Thật vậy, biểu đồ dưới đây cho thấy tỷ lệ hỏng hóc các của ổ đĩa (tính theo từng quý) trong suốt 4 năm của cuộc khảo sát này. Trong 18 tháng đầu năm, tỷ lệ hư hỏng dao động khoảng 5%, sau đó giảm xuống trong một khoảng thời gian, và sau đó tăng lên đáng kể kể từ năm thứ 3. Chúng tôi cho rằng không có nhiều “trẻ sơ sinh bị chết non", nhưng sau 3 năm, khi các bộ phận của hard drive bắt đầu bị mòn, trục trặc, thì tỉ lệ hư hỏng cao lên hẳn.






Cách tính tuổi thọ

Vậy tuổi thọ của một ổ đĩa cứng là gì? Để trả lời câu hỏi này, trước hết chúng ta cần phải quyết định những gì có ý nghĩa bởi "tuổi thọ". Lại khó hiểu nữa rồi. Để đơn giản ta lấy ví dụ:
Khi tính tuổi thọ trung bình của con người, người ta thường tính chỉ số thọ trung bình trên một độ tuổi nhất định. Vì vậy, khi chúng ta nói rằng tuổi thọ của người Nhật trung bình hiện nay là 80 tuổi, tức chúng ta đang tiến hành khảo sát trên tất cả người dân Nhật sinh đẻ cách đây trên dưới 100 năm mới ra con số ấy.
Còn đối với các ổ đĩa thì sao? Có thể là tất cả chúng sẽ mòn và “lên đường” trước khi chúng được 10 tuổi. Hoặc có thể là một số trong số chúng ở lì thêm 20 hoặc 30 năm. Nếu một số trong số HDD sống lây lất vật vờ một thời gian dài hơn nữa thì sao? Nó làm cho chúng ta thật khó để tính toán mức trung bình.

Hiện nay cách tính toán tuổi thọ trung bình của HDD được tạm chấp nhận là thời điểm mà một nửa trong tổng số HDD bị hư hỏng.



Tỷ lệ hard drive sống sót

Thử lên mạng tìm xem, thật đáng ngạc nhiên vì khó mà có thể tìm được một câu trả lời cho câu hỏi "một ổ cứng sẽ thọ được bao lâu?". Những gì bạn sẽ tìm thấy chủ yếu là những câu chuyện truyền miệng, hoặc có thể tham khảo từ nghiên cứu của Google và CMU và chúng cũng không thực sự là câu trả lời mà bạn muốn.

Những giai thoại bạn nhận được không cung cấp cho bạn bất kỳ thông tin hữu ích nào. Giả dụ như:

Từ tomshardware.com: " Ổ đĩa cứng thuộc dạng cơ khí và do đó cuối cùng nó sẽ hư thôi. Ổ đĩa cứng à ... Tôi có một vài cái, một số chết ngay từ khi tôi nhận chúng (DOA), một số chết sau một vài ngày, và một số đã kéo dài 10 năm. Chả có cách nào để nói một ổ đĩa sẽ chạy được bao lâu."

Từ CNET: " …làm gì tới 5 năm. Con WD của tôi “qua đời” sau 2 năm."

Nghiên cứu của Google có một số thông tin thú vị về tỷ lệ hư hỏng ổ HDD. Họ thấy rằng nhiệt độ không quan trọng nhiều như bạn thường nghĩ. Cũng vậy kiểm tra SMART của ổ đĩa không phải là rất tốt trong việc dự đoán sự hỏng hóc của ổ đĩa.

Nghiên cứu của CMU thì lại cho rằng MTBF của nhà sản xuất (Mean Time Between Failures) thường bị phóng đại. Ổ đĩa bị lỗi nhiều hơn MTBF sẽ chỉ ra.

Biểu đồ dưới đây cho thấy tỷ lệ phần trăm của ổ đĩa tại Backblaze mà vẫn “còn sống” ở các lứa tuổi khác nhau:

Cho 1,5 năm đầu tiên , ổ đĩa bị lỗi ở mức 5,1 % mỗi năm.
Cho 1,5 năm tới, ổ đĩa bị lỗi LESS , vào khoảng 1,4% mỗi năm.
Sau 3 năm , mặc dù tỷ lệ thất bại tăng vọt lên 11,8 % mỗi năm.






Hầu hết các ổ đĩa là sống khỏe

Biểu đồ trên có thể gây hiểu nhầm. Trong nháy mắt, có vẻ như hầu hết các ổ đĩa đã chết và tất cả đang trên đà chết trong năm tới. Tuy nhiên, nếu bạn vẽ lại bảng xếp hạng với trục hoành bắt đầu từ 0, bạn có thể thấy rằng gần 80% của tất cả các ổ đĩa mà Backblaze đã từng mua vẫn đang hoạt động tốt!






Dài dòng quá, trả lời đi, tuổi thọ của một HDD kéo dài bao lâu?

Những gì sẽ xảy ra với các ổ đĩa cứng một khi chúng già hơn 5 năm? Cho dù là nghiên cứu của Google hay là của CMU chẳng ai chỉ ra bất kỳ dữ liệu thông tin nào về HDD khi chúng cũ quá 5 năm. Mặc dù trên giấy tờ CMU cho một lời nhận xét chung chung bâng quơ, trong tuyên bố kết luận của nó, rằng tỷ lệ hư lên cao sau 5 năm mà không có bất cứ cơ sở dữ liệu nào được cung cấp cho lời khẳng định này.
Tại Backblaze, chúng tôi đã chạy ròng rã trong 5 năm, và hầu như tất cả các ổ đĩa cứng chúng tôi cài đặt là ổ đĩa mới, vì vậy chúng tôi cũng không có bất kỳ dữ liệu cho ổ đĩa cũ hơn. Chúng tôi rất mong muốn được tìm hiểu những gì sẽ xảy ra khi ổ đĩa trở thành 5, 6, 7, và 8 tuổi.
Nếu bạn suy từ biểu đồ ở trên để ước tính thời điểm mà một nửa trong số các ổ đĩa sẽ chết, bạn sẽ có được một dự đoán:

Tuổi thọ trung bình của một ổ đĩa sẽ được hơn 6 năm.





Và điều đó cũng có nghĩa là hơn ½ số HDD của bạn sẽ có tuổi thọ dài hơn 6 năm luôn!