¿Cuánto duran las unidades de disco? La respuesta corta es: Todavía no lo sabemos, pero es más largo de lo que podría suponer.
¿Por qué una empresa que mantiene más de 25.000 unidades de disco girando todo el tiempo no sabe cuánto duran? Backblaze lleva más de cinco años ofreciendo copias de seguridad online fiables e ilimitadas. Durante los últimos cuatro años, hemos tenido suficientes unidades de disco para proporcionar buenas estadísticas, pero el 74% 78% de las unidades que compramos viven más de cuatro años. Así que, aunque el 26% 22% de los discos fallan en sus primeros cuatro años, y tenemos información detallada sobre las tasas de fallo de los discos en sus primeros cuatro años, aún no sabemos qué pasará más allá. Entonces, ¿cuánto duran los discos? Siga leyendo.
Cómo se utilizan los discos en Backblaze
Backblaze utiliza muchos discos duros para almacenar datos. Se montan 45 discos en cada Pod de Almacenamiento de Backblaze, y los Pods de Almacenamiento se montan en racks en nuestros centros de datos. A medida que se registran nuevos clientes, compramos más unidades de disco, las probamos y las desplegamos. Estamos hasta 75 petabytes de almacenamiento en la nube ahora.
Antes de ser desplegado, cada Backblaze Storage Pod es probado, incluyendo pruebas en todas las unidades en él. Recientemente, Andy publicó sobre Stephen, una unidad de disco que no pasó esta prueba. El post de Andy describe el proceso que Backblaze utiliza para configurar, probar la carga y desplegar un Storage Pod.
Tipos de discos duros en el análisis
Backblaze ha estandarizado los discos duros de «grado de consumidor». Aunque las empresas de discos duros dicen que estas unidades no están diseñadas para trabajar en matrices RAID o en la carga de trabajo 24×7 de un entorno de centro de datos, Backblaze utiliza la redundancia de software para proteger los datos. En una futura entrada del blog, profundizaremos en las estadísticas que comparan los discos duros «de consumo» y «de empresa».
La mayoría de estos discos duros son «brutos» o «internos». Sin embargo, debido a que la crisis de los discos duros de Tailandia hizo casi imposible encontrar discos duros internos a la venta a precios razonables, Backblaze comenzó a cultivar discos duros. Así, aproximadamente seis petabytes de los discos de este análisis eran originalmente discos duros «externos» que fueron «sacados» de sus cajas.
Número de discos duros
El gráfico siguiente muestra la distribución de la edad de los discos en los centros de datos de Backblaze. La forma del gráfico es principalmente un reflejo del crecimiento de la empresa, y la adición de las unidades como la base de clientes creció. En general, no hay muchos discos que fallen.
Tasa de fallos
Antes de sumergirse en los datos sobre la tasa de fallos, merece la pena dedicar un poco de tiempo a aclarar qué significa exactamente una tasa de fallos. A primera vista, se podría pensar que una tasa de fallos del 100% es la peor posible. Todas las unidades fallan. Sin embargo, eso no es todo.
Imagínese que tiene un proveedor de unidades de disco que proporciona unidades que son 100% fiables durante seis meses, pero luego todas fallan en ese momento. ¿Cuál es la tasa de fallos anual? Si tiene que mantener 100 unidades en funcionamiento en todo momento, tendrá que sustituir la unidad de cada ranura dos veces al año. Eso significa que tendrá que reemplazar 200 unidades cada año, lo que hace que su tasa de fracaso anual sea del 200%. Así que, al menos en teoría, no existe la peor tasa de fallos posible. Si cada disco fallara después de una hora de uso, la tasa de fallos anual sería del 876.000%. Afortunadamente, las unidades que Backblaze obtiene son más fiables que eso.
La curva de la bañera
Los ingenieros de fiabilidad utilizan algo llamado la curva de la bañera para describir las tasas de fallo esperadas. La idea es que los defectos provienen de tres factores: (1) defectos de fábrica, que dan lugar a la «mortalidad infantil», (2) fallos aleatorios, y (3) piezas que se desgastan, que dan lugar a fallos después de mucho uso. El siguiente gráfico (adaptado de Wikimedia Commons) muestra cómo se puede esperar que estos tres factores produzcan una curva de tasa de fallos en forma de bañera.
La teoría coincide con la realidad que experimenta Backblaze. El gráfico siguiente muestra la tasa de fallos de las unidades en cada trimestre de su vida. Durante los primeros 18 meses, la tasa de fallos ronda el 5%, luego desciende durante un tiempo, y luego sube sustancialmente en torno a la marca de tres años. No vemos tanta «mortalidad infantil», pero parece que los tres años son el punto en el que las unidades empiezan a desgastarse.
Calcular la esperanza de vida
¿Cuál es la esperanza de vida de un disco duro? Para responder a esta pregunta, primero tenemos que decidir qué entendemos por «esperanza de vida»
Cuando se mide la esperanza de vida de las personas, la medida habitual es el número medio de años que le quedan a una edad determinada. Así, cuando decimos que la esperanza de vida de los recién nacidos en el mundo en 2010 es de 67,2 años, estamos diciendo que si esperamos a que todas esas nuevas personas hayan vivido su vida en 120 o 130 años, la media de sus vidas será de 67,2.
Para las unidades de disco, puede ser que todas se desgasten antes de los 10 años. O puede ser que algunos de ellos duren 20 o 30 años. Si algunos de ellos viven mucho, mucho tiempo, hace que sea difícil calcular la media. Además, unos pocos valores atípicos pueden desviar la media y hacerla menos útil.
El número que podremos calcular pronto, y el que es más probable que sea útil, es la mediana de la vida útil de una unidad nueva. En otras palabras, ¿a qué edad han fallado la mitad de las unidades? Estamos empezando a hacernos una idea de cuál será la respuesta.
Tasa de supervivencia de las unidades de disco
En Internet, es sorprendentemente difícil obtener una respuesta a la pregunta «¿Cuánto durará un disco duro?» Lo que encontrarás son sobre todo historias anecdóticas, o quizás referencias a los estudios de Google y CMU, ninguno de los cuales responde realmente a la pregunta.
Las anécdotas que consigues no te dan ninguna información útil:
- De tomshardware.com: «Los discos duros son mecánicos y, por lo tanto, acabarán fallando… He tenido discos que llegan DOA, algunos mueren al cabo de un día y otros que han durado 10 años. No hay manera de saber cuánto tiempo vivirá una unidad».
- De CNET: «No sé si 5 años. Mi WD murió después de 2 años.»
El estudio de Google tiene alguna información interesante sobre las tasas de fracaso. Descubrieron que la temperatura no importa tanto como se podría pensar, y que las comprobaciones SMART de una unidad no son muy buenas para predecir los fallos de la unidad.
El estudio de CMU descubrió que los índices de tiempo medio entre fallos (MTBF) de los fabricantes son exagerados. Las unidades fallan mucho más de lo que indica el MTBF.
El gráfico siguiente muestra el porcentaje de unidades en Backblaze que siguen vivas a diferentes edades:
- Durante el primer año y medio, las unidades fallan al 5,1% por año.
- Durante el siguiente año y medio, las unidades fallan MENOS, a un 1,4% al año.
- Sin embargo, después de tres años, las tasas de fallos se disparan hasta el 11,8% al año.
La mayoría de las unidades siguen vivas
El gráfico anterior podría ser engañoso. A primera vista, parece que la mayoría de las unidades ya han muerto y que todas van a morir en el próximo año. Sin embargo, si se vuelve a dibujar el gráfico con la parte inferior en el 0, se puede ver que casi el 80% de todas las unidades de disco que Backblaze ha comprado siguen funcionando.
¿Cuánto tiempo durarán los discos duros?
¿Qué ocurre con las unidades cuando tienen más de cinco años? Ni Google ni el equipo de la CMU presentaron datos sobre las unidades de más de cinco años, aunque el documento de la CMU contiene un comentario tentador en su conclusión en el que se afirma que las tasas de fallo aumentan después de cinco años. Sin embargo, no se proporciona ninguna base para esa afirmación.
En Backblaze, hemos estado funcionando durante cinco años, y todas las unidades que instalamos son unidades nuevas, por lo que tampoco tenemos datos de unidades más antiguas. Estamos deseando saber qué ocurrirá cuando las unidades tengan cinco, seis, siete y ocho años.
Si se extrapola la línea del gráfico anterior para estimar el punto en el que la mitad de las unidades han muerto, se obtiene una predicción:
La vida media de una unidad será de más de seis años.
Cuando Backblaze empezó, había algunas preocupaciones de que las unidades de disco de grado de consumidor no aguantarían en un centro de datos. Si esta vida media de seis años es cierta, significa que más de la mitad de las unidades durarán seis años, y esas preocupaciones eran infundadas. Tenemos la intención de seguir actualizando estas estadísticas trimestralmente. Así, en los próximos dos años, tendremos datos concretos sobre la vida media de los discos duros. Permanezca atento al blog para conocer las respuestas.
Nov 14: Actualización
Mi error: Por un error de transcripción, los porcentajes del segundo párrafo estaban mal, y eran más pesimistas de lo necesario. El 78% (no el 74%) de las unidades siguen vivas después de cuatro años. La proyección de una vida media de seis años no se ve afectada por este cambio. Gracias al avispado Frederic por detectar el error.-Brian