為什麼硬碟會故障?

“為什麼硬碟會故障!?”
“硬碟插上電腦沒反應!”
“電腦要我格式化硬碟!”

一定有很多人很疑惑,硬碟應該是一個很成熟穩定的終端產品,為什麼用得好好的會故障?

但是換個角度來說,既然是個不會壞的產品,那又幹嘛需要換貨中心?更何況換貨中心每天門庭若市的,看得出來硬碟的更換需求其實並不小。

那難道硬碟的故障率其實很高!?

下表是 存儲服務商 Backblaze 在2020的2月所公佈的統計數字,統計了由2017~2020的硬碟故障比率:

由上表中可以看出,以3TB~4TB的主流容量來說,故障率不太會超過2%,甚至大部分型號都可以保持在1%以下。

既然故障率這麼低,那為什麼常常聽到硬碟故障?

一般來說,硬碟最害怕的不外乎以下幾點:

  • 外力撞擊:摔到、使用時撞到。
  • 震動:放在有震動的裝置附近。
  • 高溫:放在密閉不通風的環境。

那為什麼硬碟在這些狀況下很容易故障呢?

我的硬碟是怎麼故障的?

這邊要先簡單說說硬碟的構造,一般來說硬碟可以大致分為下列3個結構

1. 外殼部件:

硬碟廠商在設計生產一顆硬碟的時候,會考量外殼是直接面對外部衝擊的第一層,必定會對外殼的部分特別講究,也會對整個硬碟的強度做反覆的測試,所以不必懷疑廠商對外殼強度的設計 (有人拿硬碟當凶器我也不會懷疑)

既然如此,那硬碟為什麼還是怕摔怕震動呢?這是因為主要撞擊與震動會傷害到的大部分都是在機械結構上,下面會再詳述。

2. 電子電路:

電子電路可以大概分成以下幾個功能:
1. 與設備連接時的通訊工作。
2. 資料緩存(暫存)時的暫存記憶體。
3. 紀錄資料的儲存位置、資料夾結構等等。
4. 控制機械結構的驅動晶片等等。

電路板的故障會遇到的問題:電腦抓不到、認不到硬碟要求你格式化、硬碟正常但看不見檔案或資料夾 等等。

不過千萬別天真的覺得,如果是電路板故障,只要拿同型號的良品的電路板換上去就好。
電路板上會記錄每一顆硬碟上的所有資訊,所以基本上,每塊電路板都算得上是”獨一無二”的。

3. 機械結構:

上面可以看到硬碟內部的狀況,其中最重要的就是碟盤以及讀寫臂。

碟盤是乘載資料的載體,作用原理是盤面上鍍磁粉,以磁的極性來紀錄資料。讀寫臂上的讀寫頭就是讀取及寫入資料的介面。

因為硬碟的尺寸是已經被規範住的,主流尺寸分為3.5″(3吋半)及2.5″(2吋半),硬碟廠商在內部空間已經受限的情況下,只能想辦法塞更多元件進去,所以這樣就導致內部每個元件的間距都變得超級近

上圖可以看到,讀寫頭的間隙其實比一根頭髮還要窄,而碟盤大約是以每分鐘100轉的速度在運轉的,只要讀寫頭與碟盤出現摩擦,基本上這顆硬碟就回天乏術了。
所以硬碟怕摔到或震動,其實是可想而知的。

而如果機械結構故障,通常會伴隨著:異音怪聲(尖銳聲、高頻音、固定頻率的達達聲等等),嚴重的當然就是連電腦都沒辦法正常使用了。

下圖就是碟盤表面已經被刮壞了的案例:


雖然說近代的硬碟已經有簡易的防震機制了,但也只能防止一些幅度小、頻率不密集的位移,對於重摔或碰撞嘛,還是盡量避免吧。

環境因素

硬碟也會怕高低溫,或是氣壓的變化。
這是因為讀寫臂在運作的時候,硬碟內部也需要恆定的氣壓環境。
簡單說,與飛機起飛的原理是差不多的。(小編要是懂這個還會在這發廢文嗎)

當然泡水、火燒、生鏽、強酸強鹼、被螞蟻當成窩,諸如此類的就不用多說了,
他只是一顆硬碟啊啊啊!!

小結:都看到這了,還不快去備份資料!?

硬碟遠比你想的還要脆弱,統計下的故障率雖然很低,但是絕大部分的硬碟其實都是被妥善安置在固定的地方,而且絕大部分都是裝好之後就不會再移動了,但一般用戶硬碟整天拿來拿去的,風險自然高得多。所以多備份才真的是最重要的!

如果硬碟已經出現異常狀況,而且裡面的資料很重要的話,還是建議趕快拿去給專業的資料救援公司檢測一下,千萬不要再接電使用了,否則資料真的很容易救不出來了。

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