存储磁盘防震、防尘、防腐蚀技术简介

第12页,共SECTIONPAGES11页概述背景磁盘主要组成：盘片，磁头，摆臂，控制PCB板；基本工作原理：磁盘上电后电机带动盘片高速运转，等待转速稳定后，由控制芯片将磁头从停靠点慢慢滑向上盘片，磁头在LBA0后表示磁盘能正常工作；磁盘对运行环境有很严格的要求，以下列出影响磁盘失效的几大因素。振动；灰尘；腐蚀；静电；磁场；非法关机；温湿度；近年来磁盘容量急剧增大，大容量磁盘再带来高性价比的同时，也使得磁盘数据的安全问题愈加明显，在这其中最突出的就是磁盘故障率过高。经过10年存储经验积累，我司磁盘故障率由3%降低到了0.4%，远低于业界水平。我司除了在软件设计上有超强磁盘纠错能力，在硬件上针对磁盘有防震防硫化的一些列专利设计。磁盘防震技术2.1震动对磁盘的危害磁盘的制造过程十分的复杂，工艺十分精密，虽然各大磁盘厂商都在磁盘中加入了防震抗摔功能，但碰撞和震动依然是困绕磁盘的几大杀手之一。过度的碰撞和长期工作在震动的环境下极易造成磁盘盘片与磁头结合不严密，甚至有磁头断裂的现象，特别是在磁盘工作中，后果将会更加的严重。如果磁盘在工作时所受到的冲击和振动超出了磁盘所能承受的范围，磁盘的磁头就会撞击其磁盘面，导致磁盘面受损，磁盘失效。冲击和振动造成的磁盘损伤我们称之为机械损伤。有统计数据表明，机械损伤造成的失效磁盘数量约占失效磁盘总数的一半左右。因此，在使用3.5英寸磁盘时必须尽量减少外界冲击振动对磁盘的伤害。如图是磁盘内部变形的磁头和划伤的盘片：2.2技术优势振动是磁盘失效的重要一个原因。包括其他磁盘的影响，整机的影响，机架其他设备的影响，机房所处环境等的影响。因此，一定要将磁盘紧密的固定的机箱内部，上紧每一颗螺丝。另外工作过程不要直接移动磁盘和移动机箱，需要将服务器/磁盘阵列移动位置时切记要轻拿轻放，防止磁盘碰撞造成损坏。我司防振动技术有以下3点：1）在磁盘模块的结构件上做减震措施如图磁盘减振结构示意图，在拉手条和磁盘之间加有一条缓冲垫，称之为阻尼减振垫片，即图中2所示。阻尼减振垫片是由一种能够吸收冲击和振动的弹性体材料做成的，隔断了从拉手传到磁盘的震动。我司专利：一种降低对磁盘振动冲击的结构设计；专利号：201120404178.4 2）在磁盘读写方式上做优化，尽量避免共振我司存储常见盘位有24盘/16盘位，当所有磁盘同时参与读写时，会引起磁盘共振，导致磁盘响应时间慢或磁盘出现其他问题。因此，我们在创建阵列时默认限制一个RaidGroup最大创建磁盘个数为12个（可设置），针对监控应用，我们推荐监控配置一个满盘的磁盘柜可创建2个阵列，这样就避免全部磁盘创建到一个阵列中，因而产生共振而影响磁盘性能。除此之外，我司还有磁盘休眠功能，当磁盘为空白磁盘或专有热备盘，没有数据流量时，系统会自动对磁盘进行休眠设置，这样可以节约用户成本，增加磁盘使用寿命，同时也减轻了对其他磁盘的共振影响。 3）其他振动源的减震措施：风扇模块的减震如图，在PCB固定支架（图中透明零件）跟风扇盒底座之间也有缓冲垫，即黄色椭圆形标示的零件。风扇的震动传到风扇盒底座，由于缓冲垫的作用，震动不能传递到PCB支架、PCB以及背板，因此不会影响到磁盘，到达防震的作用。磁盘防尘技术3.1灰尘对磁盘的危害如果在灰尘严重的环境下长期工作，磁盘很容易吸引空气中的灰尘颗粒，使其长期积累在磁盘的内部电路元器件上，会影响电子元器件的热量散发，使得电路元器件的温度上升，产生漏电或烧坏元件。灰尘也可能吸收水分，腐蚀磁盘内部的电子线路，造成一些莫名其妙的问题，所以灰尘体积虽小，但对磁盘的危害是绝对不可低估。因此必须保持环境卫生，减少空气中的潮湿度和含尘量。一定要切记的是：普通的用户不要自行拆开磁盘盖，否则空气中的灰尘极其容量进入磁盘内，有些时候你是无法用肉眼看得到的，灰尘却不经意落入到盘片上，在磁头进行读、写操作时划伤盘片或磁头。3.2技术优势灰尘也是我司磁盘应用中遇到的比较多的问题，有些环境比较恶劣，灰尘较多，导致磁盘及板上器件堆积灰尘，从而导致设备和磁盘工作不正常或者失效。为了防止严重的粉尘造成磁盘故障率偏高，我司的防尘措施，在入风口面板处设计可更换的防尘网，当防尘网堵塞严重时，系统检测到磁盘温度偏高，会进行告警，提醒您清理防尘网。建议定期清洗防尘网，因为灰尘在防尘网中的累积会导致通风效果严重下降。磁盘防腐蚀技术4.1腐蚀对磁盘的危害硫化腐蚀是目前国内磁盘应用中比较头疼的问题。因为大气污染的原因，特别是工业地区（燃煤电厂，钢厂等）空气中含硫较高，磁盘在此种环境下裸露的PCBA过孔和焊盘硫化较严重，严重硫化后的磁盘较容易失效。如图是腐蚀的磁盘PCBA板。4.2技术优势为防止磁盘硫化腐蚀，我司防硫化的措施有以下2种1）给磁盘PCBA贴膜在磁盘表面裸露在外部的PCB板上覆盖一层保护膜，该保护膜为无硫绝缘材质，具有良好抗PCB板腐蚀能力的贴膜。如图所示：我司专利：一种通过贴膜防止磁盘硫化的方法；专利号：201210336185.x2）磁盘PCBA加一层防静电泡棉如图所示，在磁盘裸露的PCB板上覆盖一层薄泡棉（红色框），再在上面压一块薄铁皮并用螺丝固定（棕色框），从而避免PCB板和空气接触，达到防腐蚀的目的。其他影响磁盘失效因素及应对措施5.1静电影响静电对磁盘的损害影响很大，磁盘背部的PCB电路版同样会受到静电的伤害。因些，不能用手随便地触摸磁盘背面的电路板。这是因为在气候干燥时，人体通常带有静电，在这种情况下用手触摸磁盘背面的电路板，则人体静电就可能伤害到磁盘上的电子元器件，导致磁盘无法正常运行。在用手拿磁盘时应该抓住磁盘两侧，并避免与其背面的电路板直接接触。有些磁盘会在其外部包上一层护膜，它除具备防震功能外，更把电路板保护其中，这样我们就可以不用担心静电了。5.2磁场影响尽量不要使磁盘靠近强磁场，如音箱、喇叭、电机、电台、手机等，以免磁盘所记录的数据因磁化而损坏。5.3异常掉电影响磁盘在工作时是不能突然断电，这也是使磁盘最容易产生坏道的重要原因之一。原因很简单：当磁盘在工作中时，盘片处于高速运转状态，磁头停留在盘片的不同位置读取磁盘中存放的数据。如果中途突然断电，磁头便会迅速做归位动作，则可能导致磁头与盘片磨擦而损坏磁盘盘片。因此在工作中，千万要避免突然断电。我司存储磁盘可以使用安全下电功能。5.4温湿度影响温度对磁盘的寿命也是有很大影响的。磁盘工作时会产生一定热量，使用中存在散热问题。温度以20～30℃为宜，过高或过低都会使晶体振荡器的时钟主频发改变。温度还会造成磁盘电路元器件失灵，磁介质也会因热胀效应而造成记录错误。温度过低，空气中的水分会被凝结在集成电路元器件上，造成短路。湿度过高时，电子元器件表面可能会吸附一层水膜，氧化、腐蚀电子线路以致接触不良，甚至短路，还会使磁介质的磁力发生变化，造成数据的读写错误；湿度过低，容易积累大量的因机器转动而产生的静电荷