Actualizado a: 16 de abril de 2024
Los medios de almacenamiento, como los discos duros HDD y las unidades SSD, necesitan tener una serie de características técnicas para conseguir un buen rendimiento. Pero, cuando se trata de datos y archivos importantes, en estos casos cobra mayor relevancia la fiabilidad o durabilidad, evitando pérdidas de datos. Por ello se habla de unidades como MTTF, entre otras. ¿Quieres saber qué es? Vamos allá…
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¿Qué es MTTF?
MTTF (Mean Time to Failure), que se traduce como Tiempo Medio para la Falla, es una medida utilizada en ingeniería y tecnología para estimar la confiabilidad y durabilidad de un componente o dispositivo, en este caso, un disco duro.
El MTTF de un disco duro se refiere al tiempo promedio que se espera que transcurra hasta que el disco experimente una falla. Es una estimación estadística basada en pruebas y análisis de datos históricos de fallos de discos duros en condiciones normales de uso. MTTF es una métrica útil para predecir la vida útil promedio de un disco y puede influir en la planificación de copias de seguridad, mantenimiento y sustitución de unidades en sistemas críticos.
Es importante destacar que MTTF no garantiza que un disco duro dure exactamente ese período de tiempo. Puede durar más o menos, ya que las fallas de los componentes electrónicos y mecánicos pueden ser impredecibles. Los fabricantes a menudo proporcionan estimaciones de MTTF para sus discos duros como parte de la información técnica del producto.
El valor del MTTF refleja la confiabilidad de un disco duro, ya que se trata de una medida estadística expresada en horas. A menudo, se utiliza el ejemplo de 1 millón de horas: esto implica que habrá un fallo de unidad por cada millón de unidades durante una hora. Sin embargo, en una perspectiva más realista, para un conjunto de 500 discos duros, la organización debería anticipar un fallo por cada 500 horas de operación (casi 21 días).
Para simplificar, consideremos el escenario en el que un HDD opera las 24 horas de los 7 días de la semana, y su MTTF es de 1.5 millones de horas. Con un tiempo operativo de 8,760 horas al año, dividido por el MTTF en horas y multiplicado por 100, obtenemos el AFR, que resulta ser 0.584%. Sin embargo, es fundamental saber cuántas unidades de este tipo hay en el centro de datos, por ejemplo, supongamos que son 200,000 unidades: en ese caso, se esperaría que alrededor de 1168 unidades fallen en el transcurso del año.
Consideraciones que se tienen en cuenta para calcular el MTTF
En diversas ocasiones, hemos señalado el problema inherente a los discos duros (HDD), que radica en la presencia de componentes mecánicos susceptibles al desgaste, como los platos, motores, brazos de lectura y cabezales, los cuales a menudo presentan desafíos. La pregunta central es: ¿cuál sería una carga de trabajo promedio para evaluar el MTTF?
Los fabricantes cuentan con varias bases o medidas como punto de partida:
- Unidades de almacenamiento para consumidores: se considera alrededor de 55 TB al año.
- Unidades profesionales, centros de datos, servidores y entornos empresariales: se sitúa en torno a 550 TB al año.
- Unidades NAS: la cifra puede llegar hasta 180 TB al año.
Esto se conoce como la carga de trabajo nominal.
Además, es interesante señalar que también se mide el proceso de encender y apagar el HDD. Sorprendentemente, cuando un HDD inactivo se vuelve a activar para acceder a él, esto se denomina ciclo de arranque/parada. Este movimiento es liderado por el motor central del HDD, y se estima que una unidad de este tipo tiene un promedio de entre 10,000 y 50,000 ciclos de arranque/parada.
¿Qué es UER?
La Unrecoverable (Bit) Error Rate o UER, que se traduce como Tasa de Errores de Bits Irrecuperables, es una medida utilizada para cuantificar la confiabilidad de un disco duro. Representa la frecuencia con la que se produce un error de bit en el disco duro que no puede ser corregido mediante los mecanismos de corrección de errores incorporados en la unidad.
La UER se expresa típicamente en una notación numérica, como 1 en «X» bits leídos, donde «X» es un número. Por ejemplo, una UER de 1 en 10^15 significa que en promedio, uno de cada 10^15 bits leídos experimentará un error que no puede ser corregido.
Una UER más baja indica una mayor confiabilidad y una menor probabilidad de pérdida de datos debido a errores de bits irrecuperables. Por lo tanto, al seleccionar unidades de disco duro para aplicaciones críticas donde la integridad de los datos es esencial, es importante considerar una UBER baja.
¿Qué es AFR?
El AFR es usado por algunas marcas como Seagate, midiendo con ello la vita útil o la tasa de fallos anual de sus unidades de disco.
AFR (Annualized Failure Rarte) es el porcentaje probable de fallos por año en un disco duro, lo que constituye una estimación del porcentaje de productos que experimentarán fallos en un período de 1 año. Tener conocimiento de este dato es valioso para optimizar las estrategias de respaldo de discos duros, tanto para Seagate como fabricante, como también para los centros de datos en calidad de clientes.
Anteriormente, en el ejemplo que puse en el apartado de MTTF, hemos observado cómo se calcula el AFR, y es un proceso simple: solo necesitamos conocer el tiempo de operación, dividirlo por el MTTF y multiplicar por 100.
¿Qué es S.M.A.R.T.?
También relacionado con la confiabilidad de las unidades de almacenamiento tenemos la tecnología S.M.A.R.T. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology), que está incorporada en la mayoría de los discos duros HDD y algunos dispositivos de almacenamiento sólido (SSD) que tiene como objetivo monitorear y evaluar el estado de salud y el rendimiento del dispositivo de almacenamiento.
S.M.A.R.T. recopila una variedad de datos y estadísticas del disco duro, como el recuento de sectores defectuosos, la temperatura, la velocidad de giro, los ciclos de encendido/apagado y otros indicadores que pueden indicar problemas potenciales o degradación en el rendimiento. Estos datos se almacenan en el propio disco duro y se pueden acceder a través de software de diagnóstico y herramientas especializadas.
La tecnología S.M.A.R.T. permite que los usuarios y los administradores de sistemas identifiquen signos tempranos de fallos inminentes en el disco duro, lo que puede darles la oportunidad de tomar medidas preventivas, como respaldar los datos críticos antes de que ocurra una falla completa. Aunque S.M.A.R.T. no es infalible y no puede predecir todos los problemas, es una herramienta útil para el monitoreo y la administración de dispositivos de almacenamiento.
Condiciones óptimas para mejorar la fiabilidad y la vida útil de los medios de almacenamiento
Para prolongar la vida útil y el rendimiento de los discos duros HDD y SSD, aquí tienes algunos consejos prácticos:
Para discos duros HDD
- Ubicación y manipulación cuidadosa: evita golpes y movimientos bruscos mientras el disco está en funcionamiento. Mantenlo en una ubicación segura y estable, con una temperatura ambiente de entre 20-5ºC y una humedad baja.
- Temperatura adecuada: durante su funcionamiento, evita que estas unidades pasen ciertas temperaturas límite indicadas por el fabricante. Para ello, ten una buena ventilación o refrigeración en la caja o torre.
- Fuente de alimentación estable: evita fluctuaciones de energía y apagones bruscos. Utiliza un sistema de alimentación ininterrumpida (UPS) para mantener el disco en funcionamiento durante cortes de energía.
- Refresh de datos: para actualizar los datos almacenados en un disco duro y evitar que se vaya perdiendo el magnetismo de los bits almacenados, es necesario volver a escribirlos, ya sea en una nueva ubicación o sobre la misma ubicación. Basta con hacer esto una vez al año, a menos que los discos se almacenen en áreas calientes/frías/húmedas o cerca de campos magnéticos intensos (en cuyo caso se debe realizar este proceso una vez al mes).
Para discos SSD o unidades flash eMMC
- Actualización de firmware: mantén el firmware del SSD actualizado. Los fabricantes a menudo lanzan actualizaciones que mejoran la estabilidad y el rendimiento.
- Deja espacio libre: al menos un 10-20% del espacio libre en el SSD para que el sistema tenga margen para la gestión de celdas y garantizar un rendimiento constante.
- Evita ciclos de escritura excesivas: aunque los SSD modernos son más resistentes, las celdas de memoria tienen un número limitado de ciclos de escritura. Evita escribir y borrar datos innecesarios en exceso.
- Utiliza TRIM: asegúrate de que TRIM esté habilitado en tu sistema operativo. TRIM ayuda a mantener el rendimiento del SSD y a prolongar su vida útil al eliminar datos no utilizados.
Y, recuerda, sea cual sea la unidad de almacenamiento, haz copias de seguridad (backup) de forma periódica para evitar la pérdida de datos, o usa configuraciones RAID…
