827901de00a13c5489d22f9566e5bffb 即便是不諳 3C 產品的使用者,也知曉傳統硬碟具有機械式結構,不耐撞擊,使用時應擺在穩固的物體上方或是確實固定。只是身處歐亞板塊與菲律賓海板塊的台灣,卻有怎樣也避不了的震動--地震,那麼傳統硬碟在運作時能夠承受地震加速度不至於損毀嗎?

加速度為王

上個禮拜花蓮縣秀林鄉發生芮氏規模 6.1 的地震,轄下的銅門村測得最大震度 7 級、太魯閣測得 6 級,新北市瑞芳五份山測得 5 級,台北市和新北市也有 4 級,能夠感受到明顯的搖晃,少部分建築物也受到影響,建物出現略為傾斜、龜裂或是裝潢毀損,也傳出人員因落石受傷的災情。

事發當下筆者正在撰稿當中,由於等不及電腦執行正常關機程序,確認稿件已存檔至硬碟後便直接按下電源開關關機。執行此動作的背後原因有二,其一為避免電力系統因地震發生不穩定,影響電腦運作,其二則是心中長久以來的疑問--究竟地震會不會對機械式硬碟產生影響?

4 月 18 日下午 1 時在花蓮發生規模 6.1 地震,台北多處測站均測得最大 4 級震度。
▲4 月 18 日下午 1 時在花蓮發生規模 6.1 地震,台北多處測站均測得最大 4 級震度。(圖片來源:中央氣象局

若要得知傳統硬碟能不能夠抵禦地震搖晃的侵襲,可以利用雙方共有的資料類型進行比較,若是傳統硬碟能夠承受的搖晃程度比地震還要大,那就沒有什麼值得擔心的。

銅門與信義測站分別測得 7 級與 4 級震度,銅門南北向最大加速度達 515.17gal,信義則是東西向 34.01gal。
▲銅門與信義測站分別測得 7 級與 4 級震度,銅門南北向最大加速度達 515.17gal,信義則是東西向 45.70gal。(圖片來源:中央氣象局

翻閱傳統硬碟資料表與中央氣象局公布的資料,可以發現 2 者均有加速度資料,只是傳統硬碟加速度單位為 G,地震加速度單位為 gal,雙方需轉換成同樣的單位才能夠比較。G 就是地球引力約為 9.8m/s2,gal 則是 0.01m/s2,因此 1G 等於 980gal。

翻閱傳統硬碟資料表,運作中可承受的震動分為 2 種,1 種為短時間可承受的撞擊,1 種為長時間有規律的震動,均以 G 為單位,1G 等於 980gal。
▲翻閱傳統硬碟資料表,運作中可承受的震動分為 2 種,1 種為短時間可承受的撞擊,1 種為長時間有規律的振動,均以 G 為單位,1G 等於 980gal。

各廠牌目前市售 4TB 容量消費級 3.5 吋硬碟的公開資料,Toshiba MD04ACA400 可承受 70G 撞擊 2ms、WD MD04ACA400 讀寫時可承受 30G 撞擊 2ms、僅讀取時則增加至 60G。Seagate 一般消費級 BarraCuda 硬碟系列已不再公開防撞、防振動資料,若以 IronWolf 系列 ST4000VN008 規格而言,可承受 80G 撞擊 2ms。

對照我國現行地震震度分級,0 級加速度為 0.8gal 以下、1 級為 0.8gal~2.5gal、2 級為 2.5gal~8gal、3 級為 8gal~25gal、上個禮拜大台北地區的 4 級則為 25gal~80gal,換算下來約僅有 0.026G~0.082G,對比傳統硬碟的耐衝擊規格,真是小巫見大巫。

我國交通部中央氣象局地震震度分級對照表。
▲我國交通部中央氣象局地震震度分級對照表。(資料來源:中央氣象局

地震的震波其實是一系列的頻率加總的結果,但通常不會超過數十 Hz(P 波傳播速度較快、頻率較高、震幅較小,S 波傳播速度較慢、頻率較低、震幅較大),若是直接採用硬碟連續震動耐受度與地震最大加速度相比,Toshiba MD04ACA400 為 0.75G/5Hz~300Hz。若是此硬碟上個禮拜身處花蓮縣秀林鄉銅門村,承受最大加速度 515.17gal 約為 0.526G,也還在承受範圍之內,更何況最大震度僅短時間出現,不會演變成長時間的振動。

Toshiba MD04ACA 系列 3.5 吋硬碟環境限制,運作時可耐衝擊 70G 達 2ms
▲Toshiba MD04ACA 系列 3.5 吋硬碟環境限制,運作時可耐衝擊 70G 達 2ms,5Hz~300Hz 振動則為 0.75G。

WD Black 系列 3.5 吋硬碟資料表,讀寫時耐衝擊 30G 達 2ms,僅讀取時提升至 60G
▲WD Black 系列 3.5 吋硬碟資料表,讀寫時耐衝擊 30G 達 2ms,僅讀取時提升至 60G。

Seagate 品牌以 IronWolf 系列作為例子,運作中耐衝擊也是 70G 達 2ms
▲Seagate 品牌以 IronWolf 系列作為例子,運作中耐衝擊也是 70G 達 2ms。

不損壞但不保證效能

經過比較之後,可以得知地震所產生的最大加速度在硬碟可承受範圍之內,因此往後遇到地震時,若電腦內部依舊採用機械式傳統硬碟作為儲存媒介,可以不用擔心因震動搖晃而導致硬碟損毀。反倒是要注意未明確固定的電腦主機、外接硬碟會不會因為地震而傾倒、掉落,此時產生的加速度已超越傳統硬碟耐受極限,進而損毀無法讀寫遺失資料。

只是震動依舊會對硬碟存取效能產生影響,2011 年在美國維吉尼亞州發生 5.8 規模的地震,SeatGeek 售票網站就觀察到網站反應時間突然增加,雖然還需要更多的數據佐證,但內部人員相信這是因為它們網站使用 Amazon AWS,而伺服器正好位於震央附近的緣故。

2011 年發生在美國維吉尼亞州的 5.8 規模地震,SeatGeek 售票網站觀察到反應時間變慢的跡象。
▲2011 年發生在美國維吉尼亞州的 5.8 規模地震,SeatGeek 售票網站觀察到反應時間變慢的跡象。(圖片來源:ChairNerd

先前我們也曾經報導過,大叫也會對傳統硬碟造成不良的影響,主因為受到聲波引起的震動響,更進一步則可以向硬碟發射超音波,影響電路板震動感應器,進而做出錯誤修正導致讀寫臂無法定位磁軌,影響存取效能。


▲對硬碟大叫雖然不會造成損毀,卻會讓讀寫臂定位變得更為困難,增加存取延遲。


▲位處地震帶的伺服器可加裝隔離措施,如影片伺服器機房採用隔離地板,在日本 311 地震時發揮減緩地表震動傳達至伺服器的效果。

 

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丹尼士
1.  丹尼士 (發表於 2019年4月25日 14:13)
洋洋灑灑寫了一大篇
不過個人經驗
硬碟絕不像文中想的那麼耐撞
去年8月不小心將5本書不偏不倚的砸在放在地面的外接硬碟
(Seagate backup plus hub 6TB)
高度約1公尺,書的重量約3公斤
當時硬碟只是通電的待機狀態,沒有任何讀寫
還是馬上掛掉了
自己算看看硬碟實際上可承受幾G
本人手邊外接硬碟約25顆,容量超過100多TB
我用肉身去驗證硬碟廠的胡說八道

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