Niezawodność współczesnych dysków twardych wyraża się obecnie średnim czasem międzyuszkodzeniowym rzędu miliona godzin. Z pozoru wydaje się to bardzo wiele, ale, gdy się bliżej przyjrzeć, bezpieczeństwo danych na dysku twardym jest co najmniej iluzoryczne. Milion godzin to przeszło 114 lat. Współczynnik MTBF (Mean Time Between Failures) wynoszący milion godzin oznacza nie tylko, że dysk powinien pracować bezawaryjnie przez tyle czasu – w uproszczeniu oznacza to, że spośród 1000 dysków w ciągu bieżącego roku przeszło 8 ma prawo ulec awarii! A jeśli nawet założymy, że dyski pracują zaledwie po 8 godzin dziennie, to i tak wśród tysiąca dysków musimy się liczyć   z blisko trzema awariami w ciągu roku.
 
Awarie dysku mają różny charakter. Może to być uszkodzenie układów zapisu i odczytu, w tym złożonej elektroniki dysku, awaria układu napędowego czy układu pozycjonowania głowic, a wreszcie, co jest najczęściej spotykane, mechaniczne uszkodzenie nośnika magnetycznego na powierzchni któregoś z talerzy. Wszystkie dzieła ludzkiego geniuszu mają ograniczoną niezawodność. Zastanawia jednak fakt – w jaki sposób powstają mechaniczne uszkodzenia powierzchni dysku, jeśli głowice nie dotykają bezpośrednio tych powierzchni?

Mimo relatywnie dużych rozmiarów, dyski twarde stanowią arcydzieła mechaniki precyzyjnej. Przy typowej gęstości zapisu, szerokość pojedynczej ścieżki zapisu wynosi zaledwie ok. 0,01 mm. Szerokość głowicy odczytującej, wykonanej jako element magnetorezystywny, wynosi ok. 80% szerokości ścieżki – to odpowiada ostrzu nieco tylko stępionej żyletki! Każde dotknięcie powierzchni dysku przez głowicę odpowiada dotknięciu takim właśnie ostrzem. Warstwa nośnika magnetycznego na powierzchniach talerzy dysków pokryta jest bardzo cienką warstwą lakieru ochronnego. W normalnych warunkach eksploatacji twardość powierzchni ochronnej najzupełniej wystarcza – start i lądowanie głowic wiążą się co prawda z przesuwaniem ich po powierzchni talerza, ale występujące naciski są za małe, by zarysować powierzchnię ochronną. Podczas pracy dysku głowice przesuwają się nad powierzchnią talerzy na „poduszce powietrznej” o wysokości kilkunastu mikrometrów, wytwarzanej dzięki ruchowi talerzy, a dopuszczalne nierówności powierzchni nie przekraczają 10% wysokości „lotu” głowicy. W takich warunkach nośnik dysku nie ma prawa ulec uszkodzeniu.

Panuje powszechne przekonanie, że dysk nie działający jest odporny na wstrząsy  i uderzenia. Tymczasem, co może być zaskakujące, źródłem większości uszkodzeń powierzchni roboczych dysku są właśnie wstrząsy i uderzenia, których napęd doznał w stanie spoczynku. W stanie spoczynku głowice leżą na wydzielonych obszarach powierzchni talerzy, zwanych strefą lądowania (landing zone), przyciśnięte do powierzchni przez odpowiedni układ sprężysty ramienia głowicy. Cóż się stanie, jeśli taki „zaparkowany” dysk dozna silnego, krótkotrwałego wstrząsu? Głowica oderwie się od powierzchni, wyginając sprężyste ramię, a następnie, w wyniku jego drgań, kilkakrotnie uderzy w powierzchnię, za każdym razem odbijając się od niej. Zwraca uwagę fakt, że głowica w takiej sytuacji nie uderza swoją powierzchnią, ale krawędzią! Twarda powierzchnia ochronna jest, niestety, zbyt krucha, by mogła to przy silniejszych wstrząsach wytrzymać – uderzająca głowica odłupuje drobne fragmenty ochronnego lakieru.

Wydawać by się mogło, że nawet ewentualne uszkodzenie powierzchni w strefie lądowania nie powinno spowodować obniżenia sprawności dysku – przecież w tym obszarze nie ma żadnych danych. Rzeczywiście, ale powstałe tam drobne okruchy materiału przemieszczają się, wraz z powietrzem, po całym wnętrzu napędu. Drobne, ale wielokrotnie większe od grubości poduszki powietrznej, unoszącej głowicę. A jeśli któryś z nich dostanie się pomiędzy głowicę a powierzchnię wirującego talerza, następują kolejne drgania głowicy i jej ramienia oraz kolejne uderzenia głowicy – tym razem już w roboczą powierzchnię dysku! Oprócz uszkodzeń powierzchni, na tyle drobnych, że układy korekcji błędów wbudowane w elektronikę dysku, poradzą sobie z powodowanymi przez nie błędami, powstają jeszcze nowe okruchy. Im jest ich więcej, tym częściej zdarza im się wpadnięcie pod głowicę i tym częściej powstają nowe uszkodzenia i nowe drobiny. Proces degradacji wartości użytkowej dysku postępuje lawinowo, tym bardziej,  że przy uszkodzonej powierzchni strefy lądowania przy każdym starcie i lądowaniu głowicy mogą powstawać kolejne uszkodzenia.
 
 
 Na jakiego rodzaju wstrząsy narażony jest dysk od momentu opuszczenia taśmy produkcyjnej, do chwili, kiedy trafi do komputera? Co mu grozi po drodze, a czym możemy mu zaszkodzić sami? Odpowiedzi na te pytania może w pewnym stopniu dostarczyć zamieszczony rysunek – wynika z niego, że dysk zamontowany w komputerze jest względnie bezpieczny, nawet upuszczenie komputera na twarde podłoże nie powinno spowodować poważniejszych szkód.
 
Dużym zagrożeniem dla dysku jest również sam proces montażu komputera. W tej fazie łatwo „nabawić się” kłopotów na przyszłość. O uderzenie metalowym narzędziem wcale nietrudno – wystarczy „obsunięcie” ręki, uderzenie dyskiem o konstrukcję obudowy też może się zdarzyć. A jeśli ktoś ma pecha, to i o upadek dysku na twarde podłoże wcale nietrudno. Wszystkie te „gwałtowne zdarzenia” dysk znosi pozornie bez szwanku – po zmontowaniu komputera działa poprawnie i nic nie wskazuje na to, by cokolwiek mu dolegało.
 
Ból głowy producentów
 
Uszkodzenia, których źródłem są wstrząsy, jakich doznał dysk w czasie między wyprodukowaniem a zamontowaniem w komputerze, stanowią według danych producentów przyczynę około 40% wszystkich awarii dysków twardych i przeszło 90% uszkodzeń powierzchni dysków. Lekarstwem na to stały się pewne zmiany w konstrukcji dysków, zmierzające do ograniczenia tego typu uszkodzeń. Zmiany te w większości przypadków sprowadzają się do odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych – najważniejsze jest tu wyeliminowanie drgań głowicy i jej wielokrotnego uderzania o powierzchnię po wstrząsie. Tego rodzaju rozwiązaniem jest, stosowany przez firmę Quantum, SPS (Shock Protection System). Również inni producenci od pewnego czasu zwracają uwagę na bezpieczeństwo dysku w czasie między opuszczeniem taśmy produkcyjnej a zainstalowaniem w komputerze, stosując własne rozwiązania, jak np. SeaShield Seagate.

Obecnie stosuje się narzędzia które sprawdzają stan dysku. Ważną ich cechą jest zdolność do wykorzystywania w celach diagnostycznych specjalnych procedur, wbudowanych w oprogramowanie napędów. Przy bardzo skutecznych mechanizmach korekcji błędów, jakie są stosowane w układach odczytu, drobniejsze uszkodzenia pozostawałyby niezauważone – dopiero uszkodzenie uniemożliwiające poprawny odczyt mogłoby zostać zarejestrowane. Należy zwrócić uwagę na fakt, że eliminowanie wadliwych sektorów nie usuwa przyczyn ich uszkodzenia – jeśli wewnątrz obudowy znalazły się luźne okruchy z uszkodzonych powierzchni, to proces niszczenia będzie postępował. Dlatego większość wspomnianych systemów stosuje statystyczną ocenę liczby wykrytych mikrodefektów, umożliwiającą, przy regularnym stosowaniu programu testującego, dość efektywną ocenę aktualnego stanu dysku i jego „perspektyw na przyszłość”.

{mosgoogle center}