故障率の高いHDDはどれ？　安定した高性能HDDを求める旅21Q1

 

HDDの故障率を紹介する海外事業者の記事の紹介。
大容量ストレージデバイスであるHDDについてのまとめはこちら。

  

2021年Q1の情報

最初に謝罪。データ提供元の会社名をずっと間違えていた・・・BlackBlazeではなくBackBlazeでした。お詫びします。

前回の記事はこちら。

恒例のUSのBackBlaze社の公表データのご紹介。

今回は2021年Q1の状況。

出典：BackBlaze社　WEBページ　以下同じ

レポートの概要

BackBlaze社はクラウドストレージなどのサービスを提供するUSの会社だ。同社は3月31日時点で4つのデータセンタで175,443台のストレージを利用している。うち、3,187台のOSブートドライブと172,256台のデータドライブだ。
OSブートドライブの内訳は、1,669台のHDDと1,518台のSSDだ。

このレポートではデータ用の172,256台について書かれているが、テスト用途の337台と60台に満たない種類のストレージは外されている。統計データとして扱うにはまっとうな手法だ。このため、171,919台がレポートの対象になっている。

HDDの故障率の傾向

まず、今も大容量ストレージの主力であるHDDについて。年々大容量化が進み、今回のレポートでは最大16TBがでてきている。シーゲートのST16000NM001G、東芝のMG08ACA16TEY、WDのWUH721816ALE6L0だ。

特筆すべきは4つのドライブで故障がなかったことだ。2つはシーゲートの6TBと東芝の4TB。これらは平均6年も使用している。ほかの2つは東芝とWDの18TBで、これらは使用して4か月あるいは0.4か月と短いのでこれからも注視する必要がありそうだ。しかし一般的に故障率はバスタブ曲線を描くものだから、スタートダッシュに成功したモデルの品質は特筆べきものと考えてよいだろう。

全ストレージの年間平均故障率は0.85%となっている。1年間で1000台のストレージがあったときに9台故障するという確率だ。製造上の問題や利用時の環境など原因となるものがいくつかあるが、0.85%という割合はずいぶん下がったという印象だ。それだけ製造工程の精度が上がったのだろう。

OSドライブにおけるSSDとHDD

2年前からSSDをOSブートドライブに使い始めたそうだが、HDDと同じ環境で使用している。HDDとSSDの故障率はどうだろうか。

この表を見る限り、HDDの故障率はSSDの20倍近くになる。ただし使用している平均期間がSSDは1年に対してHDDは4年以上。使っているうちにHDDはモータなど駆動系が故障することもあるだろう。同じ期間を利用した場合はどうなのだろう。今後のレポートに期待。

ライフタイムと書いてあるが、おそらくセクタエラーのことだろうか。エラーの発生レートはHDDはSSDの10倍に及ぶ。SSDは書き換え回数の上限があるとはいえ、HDDにだってそれがないわけではない。磁性体はいつか劣化する。

それを考えると、高価ではあるが駆動系のないSSDのほうが故障が少なそうだ。いつの日かHDDの大容量がSSDにとってかわる日が来ればよいが。まだまだ無理かな。
BackBlaze社の見解は、SSDがHDDより安定とは限らない、と述べている。もうしばらく統計的に差がないデータがそろう必要がありそうだ。

HDDの状況

HDDのライフタイムAFRの一覧。

AFRが高いのは、シーゲートの4TB、14TBだろうか。100台あると2,3台壊れる確率だ。ほかが1%に見たないところでは高い。製造上の問題があったのかもしれない。
全体の平均では1.49%になっている。これは2013年の計測以来で最低だそうだ。

同社が使うベストなHDDは下表になる。

製造ロットでも状況は変わるのでご参考に。
14,16TBはまだサンプルが少ないので参考値でしかない。ただし6TB,8TBあたりはこなれてきている。参考にできそうだ。

ベンダを問わず、容量別に集計したものが下表。これに意味があるのか？はわからないが。10TBを超えたらHAMRなどの技術を使っているので小容量と大容量で仕組みがかなり異なってくる。初期のHAMRドライブなどは故障が多いかもしれない。それが12TBの故障の多さなのかもしれない。

　　

まとめ

データセンタ事業者などはデスクトップグレードではなくニアライングレードを使うものだと思っていたが、冒頭の東芝の4TBはMD、つまりデスクトップモデルと思われる。
コストを圧縮するために安価で品質に難があるかもしれないデスクトップモデルも採用が進んでいると聞いたことがあるが、このように使われているようだ。もちろんその場合はデータの冗長性を考慮する必要がある。決して1か所1データセットで持つだけでは安心できない。

RAIDを組まなくてもいいので、同じデータセットを3か所くらい持たせるような仕組みが必要だ。ユーザによってはRAIDはコストがかかるので同じデータのレプリカを3つ持てばよいといっている場合もある。

PCのデバイスとしてはSSDに移行していくのは確実だが、データ用はまだまだHDDが主役だ。しかし今回のように対比レポートが出てくると、コストを考えてSSDに載せ替えていく容量の上限がどんどん上がっていきそうだ。最近は1TBのSSDは1万円だが、デスクトップのHDDなら6TBが買える。これが同じ1万円で3TBくらいになってくればHDDでなくデータもSSDで格納するユーザも出てくるだろう。
NANDは印刷と似た技術でどんどん安価になっていく。SSDはそれにコントローラを取り付けた程度だ。対してHDDは円盤に磁性体を塗り、針先よりも小さな面積にデータを記録する技術が必要だ。数々の新技術でブレークスルーしてきたがそのコストとSSDのコストが大容量でも逆転する日が来るのかもしれない。