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Comment maximiser la durée de vie des disques durs ?

avril 2024 par Rainer W. Kaese, Senior Manager of the Storage Products Division - Toshiba Electronics Europe GmbH

Les disques durs sont extrêmement fiables et ne tombent que rarement en panne. Bien traités, ils peuvent généralement être utilisés au-delà de la période de garantie sans augmentation notable du taux de défaillance. Mais quels sont les facteurs spécifiques qui influencent la durée de vie des disques durs ? Et quelles sont les conditions de fonctionnement et ambiantes optimales ?

La fiabilité des disques durs est extrêmement importante, notamment pour les applications professionnelles. Bien que les sauvegardes et la réplication des données puissent offrir une protection contre les pertes de données, le remplacement des disques défectueux et le rétablissement du fonctionnement normal impliquent des ressources humaines et financières que les entreprises préfèrent réduire au minimum autant que possible. Les principaux opérateurs de centres de traitement de données et fournisseurs de cloud sont exceptionnellement doués dans ce domaine. Leurs taux de défaillance se situent souvent entre 0,1 et 0,2 pour cent, ce qui signifie que pour 1 000 disques, seulement un à deux tombent en panne chaque année. De plus, grâce à de très bonnes conditions ambiantes, ils utilisent leurs disques durs bien au-delà de la période de garantie sans augmentation significative des taux de panne. En règle générale, ils ne remplacent leurs supports de stockage de données que lorsqu’ils ont besoin d’une capacité de stockage supplémentaire et remplacent les anciens disques durs par les derniers modèles dotés de capacités de stockage beaucoup plus élevées.

Mais comment maximiser la durée de vie des disques durs ? En tant que supports de stockage dotés de pièces mobiles, les disques durs préfèrent idéalement un fonctionnement stable et fluide : toute forme de mouvement ou de choc des appareils dans lesquels ils se trouvent est mortelle pour leurs éléments mécaniques. Les systèmes NAS et autres appareils qui ne sont pas installés dans un rack de serveur ne doivent donc jamais être déplacés pendant leur fonctionnement. Idéalement, ils ne devraient même pas être posés sur ou sous le bureau, où il existe un risque permanent de les cogner ou de les cogner avec les pieds. De plus, le bureau peut facilement transférer les vibrations du bureau à l’appareil, agissant ainsi comme un corps résonant qui amplifie les vibrations de rotation se produisant dans l’appareil. Bien que les disques durs NAS, de surveillance et d’entreprise disposent d’une protection spéciale contre les vibrations qui détecte les vibrations indésirables et ajuste les paramètres de fonctionnement pour les minimiser, celle-ci est rapidement mise à rude épreuve par les vibrations induites ou amplifiées de l’extérieur.

C’est pourquoi il est important que les disques durs soient correctement fixés dans l’appareil et non simplement insérés dans le boîtier. Tout le matériel de fixation fourni doit être utilisé pour installer les disques de manière à ce qu’ils ne soient pas desserrés. Néanmoins, il est toujours possible (surtout dans le cas de systèmes moins chers avec pinces ou plateaux en plastique) que les disques durs ou les plateaux ne soient pas parfaitement maintenus. Dans de tels cas, il est conseillé de les fixer en place avec de petits morceaux de caoutchouc ou des matériaux similaires pour éliminer tout jeu restant.

Les disques durs ont besoin d’être refroidis

Les températures élevées constituent autant de problèmes pour les disques durs que les mouvements. S’ils chauffent, leurs composants électroniques et mécaniques ne fonctionnent plus correctement et certaines pièces s’usent plus rapidement. Par exemple, l’huile utilisée pour lubrifier le roulement de broche peut devenir trop liquide sous l’effet d’une chaleur excessive et ensuite s’échapper, ce qui réduit considérablement la durée de vie. C’est pourquoi les disques durs nécessitent une surveillance continue de la température et un refroidissement fiable, en particulier sous une charge importante.

La température des disques peut être lue via SMART (Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology) et doit se situer dans la plage de température spécifiée par le fabricant. Pour les disques durs d’entreprise, cela signifie 5 à 60°C, pour les systèmes NAS de 5 à 65°C et pour les disques durs de surveillance jusqu’à 0 à 70°C. La raison de ces différences est que les disques durs d’entreprise sont normalement utilisés dans des pièces climatisées, tandis que les disques durs NAS et de surveillance sont souvent exécutés dans des environnements dans lesquels les températures ne sont pas stables et ne sont pas faciles à contrôler. Les systèmes de vidéosurveillance, par exemple, sont fréquemment utilisés dans les entrepôts ou les zones de stockage.

Toutefois, la plage de température indiquée par les fabricants n’a d’importance que pour la fonctionnalité pure des disques durs. Pour durer le plus longtemps possible, les variateurs doivent fonctionner à une température moyenne de 40°C maximum, car c’est cette valeur qui sert de base aux informations de temps moyen jusqu’à panne (MTTF) dans les fiches techniques. Un disque dur d’entreprise typique a un MTTF de 2,5 millions d’heures, ce qui équivaut à un taux de défaillance annuel (AFR) de 0,35 %. L’expérience montre que pour chaque tranche de 5 degrés au-dessus de 40°C, le taux de défaillance augmente d’environ 30 pour cent. Un fonctionnement continu à 55 °C signifie donc que l’AFR peut être plus du double (0,76 %). Dans ce cas, le taux de panne par an pour 1 000 disques ne sera probablement plus de trois à quatre, mais plutôt de sept à huit disques.

Surtout pendant les mois d’été, lorsque les températures dans les pièces sans climatisation dépassent régulièrement 30°C, l’intérieur d’un système atteint rapidement plus de 40°C. Il est donc préférable de placer un NAS domestique ou professionnel dans un sous-sol frais plutôt que dans un salon ou un bureau à domicile ensoleillé. Les systèmes professionnels doivent de toute façon être installés dans des pièces climatisées, où un concept de refroidissement bien pensé garantit que l’air froid y parvient efficacement et ne se mélange pas avec l’air chaud évacué s’échappant de l’arrière de l’appareil. Lorsque des chargeurs supérieurs comportant plusieurs dizaines de disques sont utilisés, les entreprises peuvent également devoir veiller à ce que des températures d’entrée d’air très basses soient fournies afin de conserver les rangées arrière de disques durs, qui ne sont atteintes que par l’air déjà réchauffé par les disques durs avant. , en dessous de 40°C de manière permanente.

Si la température du disque dur est en permanence supérieure de plus de 15°C à la température d’entrée d’air ou à la température ambiante, cela indique qu’il y a un problème de conception thermique du système. Il se peut que le ventilateur ne fonctionne pas correctement ou que le flux d’air n’atteigne pas les disques durs de manière optimale. Cela peut certainement être le cas avec les appareils grand public lorsque les fabricants accordent une plus grande priorité à l’apparence visuelle plutôt qu’à un refroidissement efficace.

Gardez à l’esprit la charge de travail

La durée de vie d’un disque dur dépend également de son utilisation, ou plus précisément de la charge de travail annuelle et, pour les modèles non conçus pour un fonctionnement 24h/24 et 7j/7, de la durée de fonctionnement quotidienne. Les disques PC sont conçus pour une charge de travail de 55 To et une durée de fonctionnement de huit à 16 heures par jour. Les NAS et les disques durs de surveillance, en revanche, sont évalués pour leur fiabilité compte tenu d’une charge de travail allant jusqu’à 180 To et peuvent fonctionner 24 heures sur 24. Il en va de même pour les disques durs d’entreprise, dont la fiabilité élevée est évaluée en supposant une charge de travail pouvant atteindre 550 To. Il est généralement sans importance pour les charges de travail que les données soient lues ou écrites. En termes de cycles d’écriture, les disques durs ne sont soumis à aucune limitation et peuvent être réécrits un nombre illimité de fois, si le volume de données correspond à la charge de travail spécifiée.

Si les limites de charge de travail et de durée de fonctionnement sont dépassées, cela ne signifie pas qu’il existe un risque de panne immédiat, mais la probabilité de panne augmente. Quiconque souhaite maximiser la durée de vie de ses disques doit donc respecter les charges de travail et les durées de fonctionnement spécifiées, protéger ses disques durs contre les chocs et les vibrations et les faire fonctionner à une température constante ne dépassant pas 40°C maximum.


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