Жорсткий диск раптово став повільнішим! Інженер кричить на сервер, швидкість читання та запису HDD різко знижується

2008 年 одна інженер кричить на серверний стелаж, і затримки жорстких дисків миттєво зростають — відео знову стало популярним, приховуючи за собою фізичний закон Кремнієвої долини, який ніколи не був справді подоланий.

Зміст статті

Перемикач

• Що сталося з криком 2008 року
• Як звукові хвилі «загубили» магнітну голівку
• Через 17 років: незавершені питання між AI-центрами даних і фізичними законами

Чи можливо, щоб, кричачи на ряд серверних стелажів, моніторинг на екранах миттєво показував різке зростання? За археологічним звітом «HKEPC» сьогодні, відео реального експерименту з дата-центру від грудня 2008 року, під назвою «Крик у дата-центрі», яке нещодавно знову поширюється у соцмережах і вже переглянули понад 5,3 мільйони разів.

Головний герой відео — Brendan Gregg, який тоді працював у Sun Microsystems, а зараз — інженер OpenAI. Його колега Bryan Cantrill завантажив відео; навіть Gregg у інтерв’ю зізнався, що майже забув про цей випадок, поки відео не стало знову популярним. Цей короткий фрагмент тривалістю менше двох хвилин став майже міфічним навчальним матеріалом у світі апаратного інжинірингу.

Що сталося з криком 2008 року

Експеримент проходив у ряд JBOD (простіше кажучи, «кілька жорстких дисків, підключених безпосередньо один до одного») стелажів.

У відео Gregg підходить до стелажу і кричить у нього, а одночасно інструмент аналізу, розроблений командою Fishworks компанії Sun, що відстежує внутрішню затримку кожного HDD (тобто час від отримання команди до початку читання або запису даних), миттєво фіксує реакцію.

Результат очевидний: коли Gregg кричить, кілька HDD, що піддаються звуковому впливу, миттєво показують зростання затримки, швидкість читання-запису різко падає; коли він припиняє, криві повертаються до нормальних значень. Моніторинг точно показує, які диски постраждали і наскільки сильно.

Як звукові хвилі «загубили» магнітну голівку

Чому так відбувається? Внутрішня структура HDD — це надзвичайно точний мікросвіт: алюміній, мідь і керамічні диски обертаються тисячі разів на хвилину, а магнітна голівка «плаває» на кілька нанометрів над поверхнею диска, рухаючись для позиціонування. Вся система має майже нульову толерантність до помилок — людськими мірками.

Коли людина кричить поруч із стелажем, звукові хвилі передаються через повітря до корпусу диска, а потім через його структуру — викликаючи мікроскопічні зсуви між диском і голівкою. Щоб правильно зчитувати або записувати дані, голівка має точно співпадати з магнітною траєкторією на диску. Навіть найменший зсув змушує систему перезнаходити позицію, що спричиняє затримки і зниження пропускної здатності.

Хоча дата-центрові HDD мають протиударний захист і витримують фоновий шум (кондиціонери, вентилятори), раптові сильні звукові імпульси все одно можуть подолати ці захисні межі. Це не недолік дизайну, а фізична обмеженість механічних обертальних дисків: вони бояться вібрацій, а звук — це і є вібрація.

Ще один, більш відомий і більш абсурдний випадок, вперше офіційно зафіксований у базі вразливостей безпеки. У 1989 році сингл Janet Jackson «Rhythm Nation» був виявлений інженером Microsoft, який помітив, що природна резонансна частота цієї пісні співпадає з частотою механічного резонансу 5400 RPM ноутбуків із HDD того часу.

Відтворення цієї пісні поруч із ноутбуком іноді призводило до збою диска. Не лише на одній машині, а й на сусідніх ноутбуках. Цей випадок був офіційно внесений до бази вразливостей під назвою CVE-2022-38392, ставши одним із небагатьох випадків, коли популярна музика стала причиною вразливості у апаратному і програмному забезпеченні.

Через 17 років: незавершені питання між AI-центрами даних і фізичними законами

Сучасна хвиля штучного інтелекту стрімко розширює дата-центри, підвищуючи обчислювальну і сховищну щільність, стабільність систем.

SSD (без рухомих частин, що зберігають дані у флеш-пам’яті) значно поширилися у сучасних дата-центрах і споживчому сегменті, їх швидкість у рази вища за механічні HDD, і вони майже не піддаються звуковим хвилям і вібраціям: немає дисків і голівок, отже, немає й проблеми «загублення» голівки.

Проте, через цінову перевагу і обсяг зберігання, механічні HDD все ще широко використовуються для холодного зберігання. Обсяги даних для тренування AI — десятки і сотні терабайт — досі зберігаються на дисках. Це означає, що «звукові хвилі, що знижують швидкість HDD», — не просто історична цікавинка, а потенційний ризик для сучасної інфраструктури.

Це відео з 17-річною давністю знову стало популярним, і причина, можливо, саме в цьому: навіть у сучасних дата-центрах фізичні закони залишаються чинними, і їх можна порушити одним криком.