說(shuō)到保存自己的照片、文檔、影音資料,大家都有各自的方式。有些朋友鐘情傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán),有些朋友喜歡高速的固態(tài)硬盤(pán);有些朋友喜歡網(wǎng)絡(luò)云存儲(chǔ),有些朋友偏愛(ài)移動(dòng)硬盤(pán) …… 然而你可能沒(méi)想到的是,實(shí)際上,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可靠時(shí)間最長(zhǎng)的,居然是一個(gè) " 過(guò)時(shí)技術(shù) "!
機(jī)械硬盤(pán):并非最強(qiáng)磁記錄
存儲(chǔ)在任何硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)的壽命取決于其存儲(chǔ)的條件和時(shí)間。對(duì)于機(jī)械硬盤(pán),有三個(gè)主要因素:磁場(chǎng)破壞、環(huán)境條件和機(jī)械故障。
磁場(chǎng)破壞
大多數(shù)資料顯示,永久磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度以每年 1% 的速度損失。假設(shè)按這種最完美、緩慢的損失率,在大約 69 年后,主流尺寸的機(jī)械硬盤(pán)中的一半扇區(qū)將被損壞(因?yàn)樗鼈兊竭@個(gè)時(shí)候都失去了一半的磁記錄強(qiáng)度)。這是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,這種風(fēng)險(xiǎn)似乎很容易緩解,只需定時(shí)將數(shù)據(jù)重寫(xiě)到硬盤(pán)上。
要定期刷新機(jī)械硬盤(pán)上的數(shù)據(jù),只需將其剪切到另一個(gè)地方,并將其重新寫(xiě)回硬盤(pán)。這樣一來(lái),物理磁盤(pán)表面的磁域就會(huì)以原來(lái)的強(qiáng)度更新(因?yàn)槟阒皇前盐募匦聦?xiě)回了磁盤(pán))。如果你擔(dān)心文件系統(tǒng)損壞,你也可以在把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)回來(lái)之前格式化硬盤(pán)。
你也可以在把數(shù)據(jù)放到硬盤(pán)上時(shí),用數(shù)據(jù)恢復(fù)和糾錯(cuò)工具來(lái)歸檔,從而幫助避免這個(gè)問(wèn)題。許多存檔格式支持包含數(shù)據(jù)恢復(fù)算法,所以即使你有幾個(gè)損壞的扇區(qū),你仍然可以重新建立丟失的數(shù)據(jù)。
一些涉密機(jī)構(gòu)通過(guò)將硬盤(pán)暴露在一個(gè)非常強(qiáng)大的磁場(chǎng)中進(jìn)行 " 消毒 ", " 重置 " 所有的扇區(qū),有效地從硬盤(pán)中刪除數(shù)據(jù)。請(qǐng)注意,在強(qiáng)磁場(chǎng)中或附近存儲(chǔ)硬盤(pán)將嚴(yán)重影響存儲(chǔ)在硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)。

強(qiáng)磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)機(jī)械硬盤(pán)記錄數(shù)據(jù)是毀滅性的
還有一件事很多人不知道,那就是機(jī)械硬盤(pán)伺服系統(tǒng)的磁道和標(biāo)記。這些東西在出廠時(shí)只寫(xiě)了一次,以后就不再寫(xiě)了(相反,八九十年代的老掉牙硬盤(pán)可以通過(guò)低格重寫(xiě)這片區(qū)域)。用戶的重新寫(xiě)入或所謂的低級(jí)格式化都不能刷新它們。因此一種更大可能就是磁盤(pán)上用戶數(shù)據(jù)還在,但伺服系統(tǒng)的信息,丟了。
因此,從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō),機(jī)械硬盤(pán)同樣有 " 冷數(shù)據(jù) " 問(wèn)題,只是其需要 " 炒熱 " 數(shù)據(jù)的周期,理論上非常長(zhǎng)而已。
環(huán)境條件
人們普遍認(rèn)為,不使用硬盤(pán)意味著下次使用它時(shí),它將與您離開(kāi)時(shí)一模一樣。這是不對(duì)的,例如,暴露在空氣中,隨著時(shí)間的推移會(huì)導(dǎo)致生銹 ( 空氣無(wú)處不在 ) 。
同時(shí),潮濕的空氣環(huán)境、硬盤(pán)外殼密封質(zhì)量問(wèn)題等,也會(huì)導(dǎo)致硬盤(pán)碟片的磁性涂層老化、脫落,從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。這也是為什么企業(yè)級(jí)大容量機(jī)械硬盤(pán)選擇惰性氣體的氮?dú)馓畛涞脑颉?/p>
機(jī)械故障
另外,在機(jī)械硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)磁記錄狀態(tài)明顯退化之前,硬盤(pán)中的實(shí)際物理馬達(dá)就會(huì)失效。但如果經(jīng)常偶爾使用一次(至少每一兩年一次),應(yīng)該可以緩解這個(gè)問(wèn)題。
實(shí)際上,一些低端機(jī)械硬盤(pán)如果兩個(gè)月以上不使用就會(huì)出現(xiàn)磁碟旋轉(zhuǎn)困難,而另一些質(zhì)量更好的硬盤(pán)可以間隔使用一年或更長(zhǎng)時(shí)間。讓你的硬盤(pán)在 24 小時(shí)內(nèi)工作可以解決旋轉(zhuǎn)問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),硬盤(pán)的平均壽命約為 5 年,但未使用的硬盤(pán)壽命可能更長(zhǎng)一點(diǎn)。
一個(gè)好的硬盤(pán),如果不開(kāi)封使用,甚至可以在 10 年后重新啟用,但使用過(guò)的硬盤(pán)更容易暴露在可能降低其壽命的環(huán)境中
因此,機(jī)械硬盤(pán)并不是你長(zhǎng)期備份重要數(shù)據(jù)的最佳選擇,除非你能按期重新寫(xiě)入數(shù)據(jù)。建議對(duì)硬盤(pán)備份數(shù)據(jù)的有效期的期待不要超過(guò) 5 年。
SSD:" 冷數(shù)據(jù) " 問(wèn)題尤其突出
固態(tài)驅(qū)動(dòng)器通常使用 NAND 閃存芯片。顆粒中的存儲(chǔ)單元如同電池,主控通過(guò)檢測(cè)這些 " 電池 " 的電壓狀態(tài)來(lái)判斷其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。而存進(jìn) " 電池 " 中的電荷是不穩(wěn)定的,當(dāng) " 電池 " 電荷泄露量過(guò)多,這個(gè)存儲(chǔ)單元所表示的數(shù)據(jù)也就丟失了。而 NAND 顆粒不斷被擦寫(xiě),其絕緣層不斷經(jīng)受熱電子的穿越而導(dǎo)致磨損,保存電荷的能力逐漸下降。

NAND 顆粒實(shí)際上是一種半導(dǎo)體門電路,數(shù)據(jù)擦除(左)就是一種電荷逃逸操作,而寫(xiě)入存儲(chǔ)是一種電荷禁錮操作
現(xiàn)在的固態(tài)硬盤(pán)使用一種稱為磨損均衡的技術(shù)來(lái)確保數(shù)據(jù)在單元之間均勻?qū)懭耄瑥亩乐箚蝹€(gè)單元接收過(guò)多的數(shù)據(jù)加劇這種電荷逃逸的問(wèn)題。即便如此,隨著 NAND 顆粒的自然磨損,每個(gè)固態(tài)設(shè)備最終都會(huì)變得不那么可靠。
因此,固態(tài)硬盤(pán)的備份數(shù)據(jù)安全面臨甚至有些矛盾的問(wèn)題:
頻繁大負(fù)荷調(diào)用數(shù)據(jù),造成顆粒磨損后數(shù)據(jù)丟失;
如果不寫(xiě)入放著,會(huì)面臨固有的電荷逃逸產(chǎn)生的冷數(shù)據(jù)問(wèn)題;
它缺乏類似機(jī)械硬盤(pán)的磁道單元容錯(cuò)機(jī)制,因此數(shù)據(jù)恢復(fù)極度困難。
因?yàn)榄h(huán)境等因素導(dǎo)致的主控?fù)p壞等因素也加大了這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。

固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)(JEDEC)的標(biāo)準(zhǔn),在 30 ℃不通電保存的情況下,消費(fèi)級(jí) NAND 里的數(shù)據(jù)有效期為一年
因此,超過(guò) 3 年的長(zhǎng)期固態(tài)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)備份,都存在著不同程度的風(fēng)險(xiǎn)。
" 過(guò)時(shí) " 的反而最持久?
有點(diǎn)年頭的電腦玩家都知道過(guò)去移動(dòng)硬盤(pán)不普及,實(shí)際上那時(shí)候大家保存數(shù)據(jù)是 " 刻錄光盤(pán) "。不過(guò),光盤(pán)讀寫(xiě)速度實(shí)在是低,因此機(jī)械移動(dòng)硬盤(pán)普及后,光盤(pán)就迅速淪為小眾的數(shù)據(jù)備份方式了。
然而,光盤(pán)卻是現(xiàn)在理論保存時(shí)間最長(zhǎng)的數(shù)據(jù)備份方式。傳統(tǒng)的光盤(pán),是在盤(pán)片的染料層上用激光 " 燒錄 " 出一個(gè)個(gè)的小坑,來(lái)記錄數(shù)據(jù)。重新讀取數(shù)據(jù)時(shí),和唱片一樣,是用激光頭重新把各個(gè)坑的狀態(tài)讀出來(lái)解碼。它的理論存儲(chǔ)時(shí)間實(shí)際上就是染料的有效壽命,因?yàn)楸P(pán)片的基底是塑料材質(zhì),在不刻意破壞的情況下,其可降解性趨近于 0,近乎可以永久保存。
在 CD 唱片和 DVD 時(shí)代,光盤(pán)染料最大的理論保存時(shí)間為 100 年。
但是現(xiàn)在藍(lán)光時(shí)代,已經(jīng)發(fā)展出了一種稱為千年盤(pán)的 M-DISC 技術(shù),這種光盤(pán)號(hào)稱 " 鉆石盤(pán) ",能使得數(shù)據(jù)可靠性達(dá)到千年級(jí)。
有這么厲害?
這是因?yàn)?m 盤(pán)含有一種 " 無(wú)機(jī)巖石狀物質(zhì) ",這是其他任何可刻錄 DVD 都沒(méi)有的。這種巖石狀的材料,取代了標(biāo)準(zhǔn) DVD 和藍(lán)光光盤(pán)中脆弱的有機(jī)染料層。當(dāng)然,這一層并不是由巖石構(gòu)成的,它包含多層不同的物質(zhì),類似于層狀巖石。

DVD(左)和 M-DISC 光盤(pán)結(jié)構(gòu)材質(zhì)對(duì)比
其中包括二氧化硅和碳,形成一種 " 玻璃碳 " 層,這使得光盤(pán)能夠承受 500 攝氏度的溫度。它也不容易受到氧氣、氮?dú)狻⑺推渌谡?chǔ)存條件下發(fā)現(xiàn)的有害化學(xué)物質(zhì)造成的危害。
到目前為止,你可能對(duì) M-DISC 的說(shuō)法持懷疑態(tài)度。然而,有確鑿的證據(jù)支持這種說(shuō)法。為了驗(yàn)證它的檔案級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有效性,美國(guó)海軍對(duì)它進(jìn)行了 ISO/IEC 16963 標(biāo)準(zhǔn)壽命測(cè)試,它毫發(fā)無(wú)損。在對(duì)比測(cè)試中,DVD 和 M-DISC 都遭受了三次極端高溫、潮濕和全光譜光暴露約 26 小時(shí),只有 M-Disc 在嚴(yán)酷的處理下存活下來(lái),數(shù)據(jù)沒(méi)有任何可見(jiàn)的退化。
法國(guó)國(guó)家計(jì)量和測(cè)試實(shí)驗(yàn)室在 90°C 和 85% 濕度下的加速老化測(cè)試中,普通的有機(jī)染料 DVD 數(shù)據(jù)可靠性在 250 小時(shí)后失效,無(wú)機(jī)染料 DVD 可以超過(guò) 250 小時(shí),但 M-DISC 挺過(guò)了 1000 小時(shí)。

經(jīng)歷嚴(yán)酷環(huán)境折磨后,M-DISC 記錄面基本沒(méi)變,而 DVD 染料層已經(jīng)變性
因此,目前 M-DISC 光盤(pán)已經(jīng)被稱為檔案級(jí)備份光盤(pán),用于各國(guó)的檔案機(jī)關(guān)的重要數(shù)據(jù)化備份。
M-DISC 只是一種記錄層材質(zhì)不同的產(chǎn)品,數(shù)據(jù)格式和 DVD 及藍(lán)光的數(shù)據(jù)格式一樣,可以被部分高功率的刻錄機(jī)正常刻寫(xiě)(例如建興、華碩、LG 的幾款 500 元以上級(jí)別刻錄機(jī)),可以被所有的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器讀取。只是價(jià)格較貴,目前 M-DISC 主要由技術(shù)發(fā)明公司千年塔公司和著名的光盤(pán)品牌威寶生產(chǎn),一張 25GB 的藍(lán)光標(biāo)準(zhǔn) M-DISC 價(jià)格在 30 元以上,確實(shí)只適合非常重要的數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保存。


M-DISC 的問(wèn)題在于貴,無(wú)論是盤(pán)片還是支持它的刻錄機(jī)
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