隨著資料的價值日益攀升，儲存安全的重要性也與日俱增。從資料被創建、存取運用、備份複製到最後的刪除銷毀，過程中如何妥善保存資料、防止資料遺失、延長在儲存媒介上的使用壽命，也成為企業必須正視的課題。
隨著資料的價值日益攀升，儲存安全的重要性也與日俱增。從資料被創建、存取運用、備份複製到最後的刪除銷毀，過程中如何妥善保存資料、防止資料遺失、提高資料的可用性，已經成為企業必須正視的課題。尤其，不同的儲存媒介的壽命有其差異，如何從中應用與判斷也考驗企業的智慧。
正確的儲存策略
例如以讀寫次數作為壽命計算標準的快閃記憶體（Flash
Memory），依照儲存記憶單元的不同，壽命長短的差異極大，目前最耐用的快閃儲存技術當屬單層儲存單元（Single-Level Cell，SLC），可以讀寫100,000次，但成本相對也較為高昂。而能在每個儲存單元內儲存3個資訊位元的三層儲存單元（Triple-Level Cell，TLC）壽命最短，大約只能讀寫500?1,000次，不過低廉的成本是其最大優勢，目前也大量應用在終端產品上，例如隨身碟、小型記憶卡microSD等等。（編按：本系列文章所提及的快閃記憶體均以市場主流的NAND Flash為主）
而在企業儲存領域中佔比最為大宗的硬碟機（Hard Disk Drive），市面上的產品也不少，依照轉速、容量與介面的不同而有不同的應用。如果從機構來看，硬碟本身在製造時便出現的缺陷、隨機性的毀損（random failures）以及老舊零件的自然損壞，都有可能縮短硬碟壽命，但普遍而言3?5年左右就到了該汰換的年限。台灣威騰電子亞太區市場行銷部經理羅昌平指出，現今硬碟壽命的判斷，已經從平均故障間隔（Mean Time Between Failures，MTBF）轉而以工作負載來計算。
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| ▲用鐵件鎖緊之後，磁片的運轉就會比較穩定。
資料來源（http://www.wdc.com/en/flash/index.asp?family=stabletrac） |
假設有一顆硬碟，一年可以承受550TB的讀寫量，而該顆硬碟的保固為5年，換算下來該顆硬碟在5年內可以承擔2,750TB的讀寫量，倘若企業一年的資料流量是1,000TB，那麼三年之後，這顆硬碟就很可能發生故障。
至於磁帶（Tape），相較起來保存年限可能最久，LTO磁帶被推估可達30年，不過這必須要在符合保存環境條件下才能成立，如果把磁帶放在高溫、高濕的環境中，或者經常拆卸、存放在空氣中有許多微粒污染物的環境，例如吸煙、影印機旁，那麼發生故障的機率就會增加。
正由於不同的儲存媒介都有其特性，也因此，企業在資料儲存之前，便應做好規劃。例如期待在TLC隨身碟上存放資料7年以符合法規遵循的應用的想法並不明智；而隨便把磁帶放在公共環境的作法也不可為（這還可能衍生另一層面的資料外洩問題，後續將會有所探討）；採購一年僅有180TB工作負載的硬碟拿來存放一年1,000TB的資料流量，還希望能有10年硬碟壽命同樣也不切實際。適切地使用合宜的儲存媒介，將有助於資料儲存的安全性。
提升儲存壽命有訣竅
回顧儲存媒介的發展史，世界上第一顆硬碟創始自1956年，但磁帶更是從1951年便開始應用，至今超過60年歷史。這些儲存媒介之所以能歷久不衰，仰賴的是與時俱進的技術，就以硬碟來說，從當年兩個冰箱大、只能存放5MB資料量的硬碟機，一路縮小到今日普及的2.5吋體積。若以單顆最高容量來看，採用疊瓦式磁記錄技術（Shingled magnetic recording，SMR）的硬碟，單顆硬碟容量甚至還能高達5TB。
然而，不僅僅是在容量技術的提升，儲存媒介另一項品質的指標則在於可靠度與可用性。特別是應用於企業端的儲存媒介，更加重視這個環節。現今企業對於營運持續服務已經發展到24小時不中斷營運的要求，資料必須無時無刻都能被讀寫在儲存媒介中，而確保資料的可靠性與可用性的方法之一，就是延長儲存媒介的壽命，減少非人為因素導致的故障或當機。
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| ▲創見資訊研發處副總經理胡家銘指出，快閃記憶體最常被詬病的限制之一，就是讀寫次數的限制。 |
創見資訊研發處副總經理胡家銘表示，「所謂延長儲存媒介的壽命指的並不是可以打破原本就存在的物理限制，以快閃記憶體為例，一旦決定採用了哪種儲存記憶單元，大致上就註定了它的讀寫次數。以現今的技術來說，一個只能允許寫入500次的儲存記憶單元，並沒有辦法使其提升到可以寫入5,000次的層次。供應商能做的僅是小幅改善，例如依靠控制器的韌體，把讀寫次數提升到600次或700次，讓資料保存性再提高一些。」
接下來，就來看看硬碟與快閃記憶體透過哪些技術與功能來改善儲存媒介的使用壽命。
四大功能輔助運轉
已經有50年以上歷史的硬碟，一路走來歷經好幾代的技術躍進。為了因應不同的需求，硬碟也分為消費性與企業用兩種不同的產品等級。羅昌平指出，企業級硬碟更重視穩定性，以WD為例，在每一顆企業級硬碟出廠之前，都必須經過三至四周長時間的燒機檢測，才能出貨。「能夠承受這麼長時間的鍛鍊，是因為企業級硬碟本身加了許多可靠性設計。例如雙軸制動器（Dual Stage Actuator，DSA）、震動保護技術（Rotary Acceleration Feed Forward，RAFF）、動態懸浮高度技術（Dynamic fly height technology）以及StableTrac技術等等，都有助於硬碟運轉與搜尋的穩定性。」
雙軸制動器提升讀寫精確度
羅昌平表示，磁片與讀寫磁頭是硬碟很重要的兩項元件，為了能讓磁頭順利寫入或讀取磁片上的訊號，必須有許多技術來加以輔助。而雙軸制動器便是在讀寫臂帶上多加一個磁頭定位系統，用以改善在資料軌上的定位精確度。「隨著硬碟的密度愈來愈高，磁區與磁區（Sector）之間，界線變得不明顯，如果沒有很細微的搜尋，讀取的資料就會變慢。雙軸制動器可以讓讀與寫的速度提升15?20%。作法上是讓主要制動器使用傳統電磁制動器原理，以提供粗位移。而次要制動器使用壓電驅動原理進一步調整磁頭位置，提高精確度。」