衆所周知,突然斷電對電腦傷害較大。尤其是機械硬盤,斷電後可能出現數據丟失或不讀盤的情況。

那麼機械硬盤的結構有什麼特點,會導致它容易受到斷電的影響呢?今天我們就來談談機械硬盤斷電有關的話題。


機械硬盤

機械硬盤斷電易丟失數據原理

目前機械硬盤主要由磁頭和磁盤組成,磁頭是機械硬盤讀寫數據的關鍵部分。當機械硬盤工作時,磁頭會在磁盤旋轉時寫入磁道數據或者讀取已有的數據。

當機械硬盤在讀取數據時,磁頭在機械硬盤內部會不斷的移動,與不同位置的磁道接觸,因爲磁盤高速旋轉,在盤面上也形成了一層快速旋轉的空氣,使得磁頭處於“飛行狀態”,並未與盤面發生接觸,在這種狀態下,磁頭既不會與盤面發生磨損,又可以達到讀取數據的目的。


機械硬盤內部結構

爲了避免磁頭和磁盤的接觸磨損,現代機械硬盤會有一個磁頭復位的裝置,機械硬盤不工作時,磁頭回到復位位置,磁頭復位不是依靠電能的驅動,而是機械力量。

磁頭上有個類似彈簧裝置,一直試圖將磁頭拉回復位區,通電時磁頭受磁力作用移動至磁盤上方。

如果機械硬盤突然斷電,磁力消失,磁頭瞬間被拉回,但因磁盤立刻停轉,導致盤面形成空氣消失,磁頭很容易落在盤面,被磁力拉回的瞬間造成磁盤損傷。

實際測試

爲還原用戶實際實用場景,我們搭建了一個平臺對機械硬盤斷電進行測試,測試場景分爲待機和讀寫數據兩部分。

(1)待機斷電


待機斷電

待機時拔掉硬盤供電,此時機械硬盤迅速停轉,電腦中機械硬盤盤符丟失。重新插上硬盤供電後一切恢復正常。

(2)讀寫數據中斷電


讀寫數據中斷電

讀寫數據時拔掉硬盤供電,此時機械硬盤迅速停轉,電腦中機械硬盤盤符丟失,傳輸數據速度歸零。重新插上硬盤供電後一切恢復正常,複製中部分數據丟失。

(3)硬盤測試

經過兩次硬盤斷電後,我們對機械硬盤進行了一個簡單的讀寫速度測試。


HDTune


AS SSD

通過簡單的測試,可以發現斷電對這塊機械硬盤沒有產生任何影響,完全可以正常使用。

爲何測試中機械硬盤沒出現故障?

上文說到,機械硬盤的磁頭失去動力後,會因爲磁力的作用回到磁頭托架上,被拉回的時候容易劃傷盤片,但這並不是絕對的。因爲大多數時候突然斷電時碟片轉速也會下降,劃傷盤片的機率很低。所以我們在測試中沒有機械硬盤沒有出現故障。

但我們要記住,機械硬盤的斷電保護萬能的,如果你的數據非常重要,那麼UPS不間斷電源纔是一個最穩妥的辦法。


多盤片

在突然斷電的時候UPS可以讓人提供足夠的緩衝時間去解決問題,雖然時間不會太長,不過也足夠時間讓系統正常關機不至於損壞硬盤。

你還可以在加一層保障,就是讓組建磁盤陣列,也就是RAID,常用來保護數據的有RAID 1和RAID 5。


RAID 1

RAID 1是兩組以上的N個磁盤相互作鏡像,其原理爲在主硬盤上存放數據的同時也在鏡像硬盤上寫一樣的數據。當主硬盤損壞時,鏡像硬盤則代替主硬盤的工作。因爲有鏡像硬盤做數據備份,所以RAID 1的數據安全性在所有的RAID級別上來說是最好的。

RAID 5至少需要三塊硬盤,RAID 5不是對存儲的數據進行備份,而是把數據和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID 5的各個磁盤上,並且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲於不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤數據發生損壞後,可以利用剩下的數據和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數據。

RAID 5可以理解爲是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以爲系統提供數據安全保障,但保障程度要比鏡像低而磁盤空間利用率要比鏡像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的數據讀取速度,只是因爲多了一個奇偶校驗信息。當然,對於普通用戶來說,如果重要數據較少,多備份一份在其他存儲介質上就可以了,沒必要使用RAID模式。

最後提醒大家,有些朋友覺得固態硬盤斷電不會丟失數據,其實並不是這樣的。如果固態硬盤斷電,可能導致電流紊亂主控,從而使主控宕機。所以使用固態硬盤的用戶,也請不要隨便斷電。雖然固態硬盤從原理上比機械硬盤損壞的可能性小了幾個數量級,但仍然扛不住人爲故障。

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