РЕКЛАМА
ИНФОРМАЦИЯ
ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ
Seagate Momentus XT 750 Гбайт: гибридный диск второго поколения

HDD Hitachi 4 Тбайт: обзор жёстких дисков большой ёмкости

Seagate Momentus XT 750 Гбайт: тест и обзор гибридного жёсткого диска

Western Digital VelociRaptor WD1000DHTZ: тест и обзор обновлённой версии самого быстрого HDD

Тест и обзор трех внешних 2,5" HDD USB 3.0 от Adata, Hitachi и Western Digital

Тест и обзор четырёх 2,5" HDD ёмкостью от 500 Гбайт до 1 Тбайт

Western Digital Red: тест и обзор жёстких дисков для NAS

Обзор Seagate Desktop HDD 4TB: высокая ёмкость и 5900 RPM

Обзор Hitachi Travelstar 7K1000: быстрый жёсткий диск для ноутбука ёмкостью 1 Тбайт

Обзор Seagate Laptop Ultrathin HDD: ёмкость 500 Гбайт, толщина 5 мм

HDD для систем видеонаблюдения: Western Digital против Seagate

Как Seagate создает и тестирует свои жесткие диски

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

НАКОПИТЕЛИ

Как Seagate создает и тестирует свои жесткие диски
Краткое содержание статьи: Журналисту Tom's Hardware удалось попасть в исследовательский центр Seagate и в деталях узнать, как специалисты компании разрабатывают и тестируют жесткие диски. Предлагаем и вам присоединиться к нашей поездке в город Лонгмонт, Колорадо.

Как Seagate создает и тестирует свои жесткие диски


Редакция THG,  24 июня 2016
Страница: Назад  1 2 3 Далее


Как Seagate делает HDD | Подготовка

Предположим, вы инвестировали в свою профессиональную деятельность, не важно, что это - служба поддержки в сфере IT, производство фильмов, воспитание детей, приготовление лучшей еды в городе или паровая очистка ковров. Люди знакомы с результатами вашего труда, однако почти никто не знает, как именно устроено ваше производство.


Как Seagate делает HDD

Почему это важно? Если вы предоставляете IT-услуги, то клиенты, понимающие происходящие процессы, будут лучше представлять себе ваш потенциал и надежность вашей работы. Ведь Google добилась столь высокого доверия во многом благодаря многочисленным обзорам, посвященным "внутренней стороне" ее работы, не так ли? Каждый может утверждать, что чистит ковры лучше всех, но вряд ли вы в это поверите пока не узнаете, какие при этом используются чистящие средства и оборудование.

Этот принцип верен и для производителей жестких дисков. Компания Seagate тратит два миллиарда долларов ежегодно на исследования и разработки, но вы вряд ли обращали на это внимание, когда покупали жесткий диск на несколько терабайт. Результатом такого вложения стала высокая надежность дисков Seagate, при доле отказов всего в 1,2 процента. Это среднее значение для всех продуктов компании. Показатель AFR (annual failure rate - годовая интенсивность отказов) у HDD для бизнеса естественно ниже, чем у моделей потребительского класса. Но само выражение "два миллиарда за улучшенный показатель AFR" мало что говорит обычному покупателю. Вместо слов мы предпочитаем наглядную демонстрацию.

Для этой цели мы наняли местного фотографа Ноя Каца и собрали чемоданы для поездки в город Боулдер в американском штате Колорадо. У Seagate сложилась репутация закрытой, консервативной компании. Производственный гигант очень редко допускает представителей прессы на свои заводы, а, тем более, в один из четырех центров научных исследований и разработки (в Лонгмонте расположен самый большей центр, еще один в Минесоте и два находятся в Азии). Поэтому, когда руководитель в Лонгмонте согласился пустить нас за кулисы, мы просто запрыгали от радости.

Как Seagate делает HDD

"Sea gate" в дословном переводе "морские ворота" – это путь или канал, ведущий к океану, или, наоборот, обеспечивающий защиту от него. Компания была основана в 1978 году под названием Shugart Technology. В то время метафоричное выражение "цифровая вселенная", характерное для нынешней эксабайтной эры, еще не получило широкого распространения, но уже тогда преобладало понятие "море информации". Жесткие диски, естественно, должны были стать проводником к растущим объемам данных. Сама морская тема сохраняется даже в архитектуре центра исследований и разработок в Лонгмонте. Фронтальная часть здания напоминает киль или нос корабля (в зависимости от угла обзора), а изнутри стеновой каркас не закрыт панелями.

Как Seagate делает HDD

Развивая все ту же метафору, можно предположить, что центр Seagate в Лонгмонте выполняет схожую функцию с морскими первооткрывателями прошлых столетий. Чтобы покорить неведомые воды, сперва необходимо проложить курс. Вы мало что знаете о большинстве исследователей, закончивших свой жизненный путь на дне моря. Ровно столько же вам известно о технологиях и проектах в сфере жестких дисков, которые в итоге оказались в мусорной корзине. Покупая диски большей емкости за меньшие деньги, каждый считает это вполне естественным, но на самом деле ничего естественно в этом нет. Технологическим прорывам предшествуют многие годы напряженной умственной работы, не говоря уже о внушительных ежегодных денежных вливаниях в процесс исследований и разработок.

За 35 лет Seagate запустила множество новых проектов, а также слилась и приобрела целый ряд других производителей накопителей с последующим укрупнением производства. Теперь компания строго придерживается собственного процесса разработки продукта (PDP – professional development plan). И этот подход работает. Процесс разработки дисков разбит на восемь этапов, как показано на изображении ниже:

Как Seagate делает HDD

Этапы производства: 1 – концепция, 2 – проектирование, 3 – тестирование, 4 – запуск в продажу

Больше всего на инфографике нас интересует фаза "Design" (проектирование). Именно в этой фазе заключена основная работа центра в Лонгмонте, однако начинается она чуть раньше, в фазе "Concept" (концепция). На этой стадии маркетологи Seagate работают с клиентами, определяют требования к продукту, оценивают возможность сбыта и разрабатывают черновые проекты этой концепции, используя существующий технологический портфель, наработки и ноу-хау компании. Потратив пять лет на создание дорожной карты и анализ технической осуществимости задуманного, команда технологической подготовки передают эстафету "Рабочей группе" ("Core Team") для разработки инженерного дизайна диска. Рабочая группа, в свою очередь, разрабатывает документацию, содержащую все ключевые характеристики, которыми должно обладать устройство, включая энергопотребление и производительность, а также методику тестирования, которая подтвердит, что все цели достигнуты. Эти характеристики являются конечной целью для "Рабочей группы".

На стадии проектирования появляется работающий образец для подтверждения возможности изготовления подобного устройства. Такой диск можно сравнить с первым летательным аппаратом братьев Райт, который никогда не летал дольше 59 секунд, но показал жизнеспособность концепта.

На стадии проектирования "Рабочая группа" создает новый инженерный дизайн (конструкцию) либо использует существующую платформу. Обратите внимание, что инженерный дизайн диска – это не конкретный диск, а базовая архитектура HDD, которая может быть использована для достижения разных требований рынка. Например, единая конструкция HDD емкостью 4 Тбайт формата 3,5 дюйма с пятью пластинами стала предшественником для корпоративного HDD на 6 Тбайт с шестью пластинами. Инженеры улучшили конструкцию самих пластин, увеличили их количество до шести на диск, изменили дизайн записывающей головки, обновили код прошивки и т.д. Все эти усовершенствования являются итеративными, но они были необходимы для развития линейки Seagate HDD со скоростью вращения 7200 об/мин. На одной конструкции часто базируется множество устройств, а иногда и целые семейства накопителей в зависимости от того, как специфическая комбинация тех или иных свойств проявила себя в процессе разработки.

Как Seagate делает HDD

Работа основной команды начинается примерно в таком кабинете. Конференции, встречи и напряженные обсуждения проекта могут продолжаться больше года. Рабочая группа становится второй семьей для ее участников и позволяет аккумулировать их идеи, достигая большей эффективности. Может показаться странным, что стадия проектирования в Лонгмонте длится так долго, но количество факторов, которые необходимо учитывать, даже при самых небольших изменениях в дизайне, может сильно колебаться. Например, переход с пяти на шесть пластин, в конечном счете, потребовал полной модернизации печатной платы диска. Изменилось количество винтов, расположение монтажных отверстий на корпусе, модификации подверглись воздушные фильтры рециркуляции, смазочные материалы и многое другое. Кропотливый анализ изменений и моделирование занимают месяцы.

Наконец, после того, как выяснено, каким образом будет создана конструкция, специалисты выполняют технико-экономические расчеты, позволяющие понять, следует ли приступать к разработке инженерного дизайна. Ведь при прочих равных никто не будет покупать более медленный диск, при условии, что у конкурента есть схожая по стоимости, но более быстрая модель. Технико-экономические расчеты должны подтвердить, что проект удовлетворяет финансовым требованиям компании, а конечный продукт имеет привлекательную цену. Если новый диск не выгоден ни компании, ни покупателям, то нет никакого смысла его создавать.

Как Seagate делает HDD | Тесты на выносливость

На стадии проектирования перед инженерами ставится задача оптимизации функциональности, производственного плана и цены, без снижения при этом уровня качества и надежности. Seagate перепроверяет расчетные показатели до тех пор, пока не появится уверенность, что надежность диска соответствует запланированному уровню. Мы не говорим об идеальном уровне надежности. Ведь никто бы не назвал первый летательный аппарат братьев Райт надежным, верно? В первый день испытаний "Флайер" разбился из-за сильного порыва ветра при приземлении. Тем не менее, последующие усовершенствования конструкции повысили надежность, и "Флайер" третьего поколения продержался в воздухе 39 минут, продемонстрировав меньшую склонность к авариям.

Стадия проектирования в Seagate имеет похожую схему, хотя, в отличие от братьев Райт, инженеры Seagate точно знают какой уровень качества должен быть достигнут. Например, в соответствии с проектными задачами накопители Enterprise Capacity для корпоративных сред должны достигать показателя наработки на отказ (MTBF - mean time between failures) 2 000 000. 2 миллиона часов MTBF – это распространенный и ожидаемый показатель среди корпоративных жестких дисков определенного класса, и рынок не принял бы продукт, если бы тот не соответствовал определенному уровню надежности.

Здесь необходимо отметить два момента. Во-первых, инженеры могут разработать диск с гораздо более высоким показателем надежности. Один из них сказал нам, что можно спроектировать HDD, который будет работать 100 лет, но никто никогда его не купит. Поэтому, когда вы видите в спецификации значение MTBF 800 000 часов или 2 миллионов часов, помните, что такие уровни надежности обычно требуются для определенных сегментов рынка. Домашний ПК, который работает, к примеру, по три часа в день в течение пяти лет (приблизительно 5500 часов) не нуждается в дисках с показателем MTBF 2 миллиона часов, поэтому нет смысла повышать стоимость продукта, добавляя более дорогие компоненты и проводя дополнительные исследования. Относительно низкое значение MTBF не означает, что диск плохого качества. Просто его стоимость оптимизирована для целевого сегмента рынка.

Во-вторых, стадия проектирования не подразумевает достижения конечных показателей MTBF для дисков. Опять же по аналогии с братьями Райт, которые были счастливы просто лететь на высоте трех метров над землей, инженеры Seagate могут проектировать опытную партию дисков, MTBF которых будет достигать всего 300 часов или даже меньше. Зная это, они создают относительно небольшое количество экземпляров, скажем 100 или 200 штук, и проведут их через ряд базовых тестов, чтобы изучить производительность и природу возникающих ошибок. Как только анализ завершается, дизайн дорабатывается и корректируется в соответствии с рекомендациями инженеров. В итоге создается новая опытная партия дисков, и тесты повторяются. Когда достигается первый уровень надежности и производительности, Seagate производит более крупную партию дисков и повышает планку показателей. Затем цикл повторяется заново.

По завершении проектирования накопитель пройдет более пятисот тестов, многие из которых длятся неделями.

"В конечном итоге мы пытаемся определить, сколько времени продукт проживет в реальном мире при нормальном режиме эксплуатации," – объясняет один из инженеров, работающих в Центре - "Вторая часть этой фазы включает анализ завершенности проекта, в процессе которого мы выходим за рамки возможного. Мы проверяем как конструкция реагирует на тепло, холод, влагу, сухость, скачки напряжения и другие сценарии. Мы изучаем эти аспекты в различных комбинациях, чтобы понять пределы возможностей диска".

Как Seagate делает HDD | Тестовые лаборатории


Как Seagate делает HDD

Давайте посмотрим на лабораторию, в которой продукты Seagate проходят различные стадии проверки, и узнаем, как на самом деле все это работает.

Сначала познакомимся с двумя камерами для атмосферных испытаний. Это многофункциональные модули, способные повышать температуру до 100 ?C и понижать ее до -50 градусов. Также они умеют регулировать относительную влажность воздуха и напряжение на шинах 5V и 12V. В ходе тестов фактическая температура, влажность и питание превышают заявленные спецификации HDD. Каждый слот для диска в испытательной камере имеет собственный одноплатный компьютер, связанный с серверной системой, запускающей различные сценарии и программы, разработанные в отделе надежности Seagate. Данные модули дают инженерам Seagate полный контроль над всеми тестовыми параметрами, предоставляют возможность дистанционного мониторинга и администрирования, а также полный доступ к журналам.

Аппаратная архитектура Seagate гарантирует, что отказ диска в одном слоте не прервет тестирование в других слотах. Получаемые данные с тестируемых систем помогают оценить состояние дисков и параметры скорости передачи данных, а также анализировать отказы. Каждая ошибка тщательно исследуется. При необходимости диск будет снят с тестирования и отослан в лабораторию по анализу ошибок, которая выяснит первопричину одного или нескольких отказов. В случае проблемы с прошивкой диск отправляется к разработчикам ПО для изучения и доработки. Механические или системные ошибки подробно разбираются и исследуются, пока не будет выявлена причина.

Как Seagate делает HDD

Когда количество тестируемых образцов увеличивается, инженеры переходят к более крупным испытательным камерам, способным вместить более 100 дисков. Эти модули выполняют тестовые сценарии в условиях повышенной температуры.

Как Seagate делает HDD

Второй тип тестирования выполняется в камерах температурных испытаний большого объема. Эти камеры управляют характеристиками воздушного потока для поддержания стабильной рабочей температуры самих дисков. Как видно на фотографиях, у Seagate много таких систем, и диски тестируются круглосуточно.

Третий тип тестов проходит в горячих комнатах, в которых регулируется температура помещения, а не диска. Такой подход моделирует работу дисков при плотном размещении, а также в среде, близкой к условиям работы в крупном дата-центре.

Как Seagate делает HDD

С такого ракурса основное помещения для тестирования надежности дисков выглядит впечатляюще. К сожалению, фотография не может передать те ощущения, которые испытываешь, находясь среди десятков гудящих машин, неустанно тестирующих диски на отказ.

В лаборатории диски тестируются при различных температурах, часто за пределами возможностей, указанных в спецификации. Таким образом, преследуются две цели. Во-первых, инженеры должны удостовериться, что в данных температурных режимах диски работают надежно, поскольку они могут с ними столкнуться, например, в дата-центрах или при использовании в сложных климатических условиях. Во-вторых, повышенная температура добавляет нагрузку на устройство и, таким образом, сокращает ожидаемое время наработки на отказ. У инженеров нет пяти лет, чтобы наблюдать работу диска при комнатной температуре, но они могут сделать эмпирическую оценку на основании данных, полученных за годы тестирования при повышенных температурах и их последующем анализе.

Как Seagate делает HDD

Конечно, иногда жесткие диски должны проходить тестирование в нормальных условиях. Стойки на фото выше, прежде всего, выполняют сценарии на дисках SAS и SATA, а также выполняют тесты перемещения головок. Так они выглядят вблизи:

Как Seagate делает HDD

Кроме того диски тестируются в барокамере. На фотографиях ниже представлены несколько барокамер Seagate. Эти машины могут создавать давление воздуха, соответствующее высоте от 60 метров ниже до 12 километров выше уровня моря (только для тестов в режиме хранения). Эти тесты имеют критическое значение, поскольку считывающие головки передвигаются настолько близко к магнитным пластинам, что даже крошечное изменение давления внутри диска влияет на "воздушную подушку" между головками и дисками. Это изменение может привести либо к неспособности считывать/записывать данные, либо, что еще хуже, к полной потере данных. Эти камеры также умеют регулировать температуру в соответствии с давлением воздуха.

Как Seagate делает HDD

Как Seagate делает HDD

Как Seagate делает HDD

Продолжая экскурсию по тестовой лаборатории, мы посетили отдел, выполняющий моделирование внешних воздействий на диски. Такие тесты не менее важны, чем эксплуатационные испытания. Представим ситуацию, что поддон с дисками может простоять на взлетной полосе в аэропорту Китая или Эквадора несколько часов подряд, подвергаясь влиянию экстремальных температур и влажности. Вот поэтому Seagate тестирует диски в вышеупомянутых камерах, подвергая их воздействию высокой влажности и невыносимых для человека температур в течение длительного времени. Некоторые образцы в процессе тестирования могут извлекаться, но основная масса проходит испытания весь положенный период. Затем диски перевозят в химическую лабораторию для разборки и подробного изучения результатов, что мы и увидели.

Как Seagate делает HDD

Естественно, кто-то должен контролировать оборудование для тестов. Дисплей на стене показывает состояние всех испытательных камер в тестовой лаборатории Центра в Лонгмонте. В случае возникновения проблем на экран выводятся различные коды и цветовые предупреждения. Также монитор уведомляет технический персонал о необходимости запланированного техобслуживания и калибровки. Мы наблюдали, как один работник переключал "картинку" на экране, чтобы показать аналогичную панель состояния для всех тестовых камер, установленных в тестовой лаборатории Seagate в Таиланде.

"Если возникает проблема с компрессором, и он передает вибрации на тестовую камеру, активируется триггер", – объясняет один из инженеров. "Диски передают на контрольную панель сигнал о непостоянном износе. При высокой вибрации система проводит анализ работоспособности компрессора и вентиляторов, а затем передает данные нам. Если камера установлена на определенную температуру, но она не может ее поддерживать, она тоже сообщит об этом, а также скажет, в чем заключается. Все эти данные подаются отдельно от данных дисков. В общем, мы можем отслеживать множество параметров".
Страница: Назад  1 2 3 Далее


СОДЕРЖАНИЕ

Как Seagate делает HDD. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 1 отзывов] Как Seagate делает HDD. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 1 отзывов]


Свежие статьи
RSS
Google Pixel 2 и Pixel 2 XL: обзор самых умных смартфонов в мире Logitech G910 Orion Spectrum: обзор и тест игровой клавиатуры Обзор Google Home Mini: первый соперник Amazon Echo Dot 7 альтернатив Apple AirPods: беспроводные наушники-вкладыши Canon EOS 200D: компактная зеркалка с отличным качеством съёмки
Обзор смартфонов Google Pixel 2 и Pixel 2 XL Обзор Logitech G910 Orion Spectrum Обзор Google Home Mini 7 альтернатив Apple AirPods Обзор зеркальной фотокамеры Canon EOS 200D
РЕКЛАМА
РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!

История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC
Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.

Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю
Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.

ССЫЛКИ
Реклама от YouDo
Услуги мастера: https://youdo.com/lp-podklyuchenie-elektropliti-Bosch/ - рекомендуем!
Задача 'http://freelance.youdo.com/st158628/' на YouDo.
Рекомендуем: https://youdo.com/lp-cookers23353/: смотрите ссылку.