你有沒有仔細(xì)想過，機(jī)械硬盤里面到底充滿了什么氣體？你可能會(huì)說，機(jī)械硬盤與我佛無緣，老衲只認(rèn)識(shí) SSD，好吧，那么全劇終…

實(shí)際上，把硬盤內(nèi)部的空氣換成氦氣，可以給機(jī)械硬盤帶來一些非常實(shí)際的好處。隨著氦氣硬盤逐漸進(jìn)入市場(chǎng)，它到底有什么特別之處呢？下面我們就來一探究竟！

結(jié)構(gòu)差異

氦氣盤從結(jié)構(gòu)上來說，內(nèi)部的外殼充有氦氣，而傳統(tǒng)的空氣盤則充的是氧氣(或者根本不叫充吧)。

對(duì)機(jī)械硬盤來說，它兩的主要差異就在于密度，空氣為 1.29 kg/m3，氦氣為 0.1786 kg/m3。差不多氦氣密度只有空氣的1/7，輕非常多。

所以充滿氦氣就可以讓東西“浮起來”，就好比你給氣球打氣時(shí)沖入氦氣，氣球就會(huì)飄起來一樣。

這一點(diǎn)帶來了很多的優(yōu)勢(shì)，比如氦氣的空氣擾動(dòng)更低(專業(yè)一點(diǎn)叫湍流)、摩擦力更小、分子間振動(dòng)小….

這樣，一個(gè)充有氦氣的機(jī)械硬盤對(duì)盤片厚度和剛度的要求都會(huì)更小，盤片可以更薄。

盤片薄意味著，相同尺寸大小的機(jī)械硬盤，氦氣盤能容納更多的盤片。

目前，標(biāo)準(zhǔn)空氣硬盤最多容納6個(gè)盤片，而氦氣盤可以容納10個(gè)盤片;盤片多當(dāng)然意味著更大的存儲(chǔ)容量。

氦氣盤的盤片要多于機(jī)械盤

也由于上面的特性，氦氣盤的轉(zhuǎn)速要更快。

不僅如此，因?yàn)樽枇Φ牟町?，氦氣盤運(yùn)行所需的熱量更少，能耗也更低(阻力大，要轉(zhuǎn)動(dòng)盤片當(dāng)然需要更高的能量)

根據(jù)Backblaze的說法，氦氣盤比空氣盤的功耗低20%

能耗低、熱量少，自然氦氣盤運(yùn)行時(shí)的溫度也更低，更不需要考慮冷卻裝置。

奧，還有噪音!可靠性!穩(wěn)定性!

所以，基本可以說在所有的方面氦氣盤都是吊打空氣盤的。

上面說的這些你可能都知道，主要擔(dān)心的是故障率、氦氣泄露、數(shù)據(jù)恢復(fù)、使用壽命方面的問題，關(guān)于這4點(diǎn)

關(guān)于故障率

前面提到的Backblaze，是國(guó)外一家做云存儲(chǔ)的，為個(gè)人提供數(shù)據(jù)備份服務(wù)的廠家。他們?cè)诤獗P出來沒多久后，就開始嘗試用氦氣盤進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，據(jù)說在8T~12T硬盤中，Backblaze的氦氣盤和空氣盤數(shù)量分別為19065和24281(作為2013年才出來的東西，氦氣盤這個(gè)使用量不可謂不大)。

基于龐大的使用量，他們計(jì)算了兩者的年度故障率(AFR)

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氦氣盤和空氣盤的AFR差異非常小。

如果一定要問哪個(gè)更低的話，答案甚至是“氦氣盤”，根據(jù)Backblaze產(chǎn)品總監(jiān)的說法氦氣盤的AFR為1.06%，而空氣盤有1.61%。

當(dāng)然，這里他們并沒有說主要的故障是什么，這里的AFR算的是總的故障。

其實(shí)從最開始的各個(gè)性能對(duì)比能看出來，氦氣盤的故障類型肯定比空氣盤少，大家主要擔(dān)心的還是氦氣的泄露問題。

關(guān)于氦氣泄露

就像上面舉的氣球的例子，給氣球充入氦氣，你會(huì)發(fā)現(xiàn)氣球會(huì)飄起來，但最后總會(huì)落到地上，這就是因?yàn)楹鈺?huì)泄露。

按照開發(fā)商的說法，比如希捷和西數(shù)，他們制造的氦氣盤都可以確保在硬盤使用壽命內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)氦氣泄露。

這個(gè)問題Backblaze也研究過，通過使用記錄硬盤內(nèi)部氦氣狀態(tài)的 SMART 22 數(shù)據(jù)點(diǎn)的方式，Backblaze進(jìn)行了三年的監(jiān)控，只發(fā)現(xiàn)一個(gè)硬盤的讀數(shù)是低于 100，且多項(xiàng)參數(shù)還是在 94 到 99 之間。

所以看起來，至少幾年以內(nèi)都不太需要擔(dān)心氦氣盤的故障問題。

P.S.氦氣盤的保修期一般是5年。

當(dāng)然，隨著使用年限增長(zhǎng)，氦氣確實(shí)遲早會(huì)有一天全部泄露，但不過隨著氦氣泄露AFR的影響現(xiàn)在還沒有啥數(shù)據(jù)，所以究竟用不用氦氣盤還得你自己判斷。

關(guān)于數(shù)據(jù)恢復(fù)

這也是大家最擔(dān)心氦氣盤的一個(gè)點(diǎn)，有一個(gè)說法是，空氣盤的數(shù)據(jù)恢復(fù)成功率有80%，但氦氣盤只有10%左右，這主要是因?yàn)槟阍诔錆M空氣的環(huán)境下修復(fù)氦氣盤....人家直接就變成“空氣盤”了。

不過我覺得，在數(shù)據(jù)恢復(fù)上大家對(duì)氦氣盤還是要有點(diǎn)信心。

畢竟氦氣盤出來的時(shí)間并不長(zhǎng)，暫時(shí)還沒有太多數(shù)據(jù)恢復(fù)的公司會(huì)專門提供氦氣盤數(shù)據(jù)恢復(fù)服務(wù)。

但如果氦氣盤越來越普及，這種情況怎么想都會(huì)改變的。

另外，理論上如果是在一個(gè)氦氣密封的無塵環(huán)境下，氦氣盤的數(shù)據(jù)恢復(fù)率就可以和機(jī)械盤一樣高。

聽說現(xiàn)在已經(jīng)有公司打造了這樣的環(huán)境，也可以提供氦氣盤的數(shù)據(jù)恢復(fù)。

所以我認(rèn)為在數(shù)據(jù)恢復(fù)這個(gè)問題上不用太擔(dān)心，只是恢復(fù)起來比較貴，但后面數(shù)據(jù)恢復(fù)公司越來越多提供氦氣盤數(shù)據(jù)恢復(fù)服務(wù)，成本這些肯定也會(huì)降下來的。

再多說2個(gè)點(diǎn)

第一個(gè)，氦氣盤不是說泄露一點(diǎn)氦氣就全壞了，只有一些壞扇區(qū)并不會(huì)導(dǎo)致氦氣盤無法使用。

第二點(diǎn)是，氦氣盤如果氦氣全部泄露完，變成了“空氣盤”，它還是可以運(yùn)行的…..只是持續(xù)的時(shí)間很短，因?yàn)樯嶂惖脑?，磁頭很快會(huì)過熱最后壞掉。

關(guān)于使用壽命

這又是一個(gè)不太好回答的問題，你說空氣盤壽命比氦氣盤長(zhǎng)吧?空氣盤其實(shí)存?zhèn)€5年壞掉的很多(一般能保存7年甚至更久的，基本都對(duì)硬盤做了很好的保護(hù))。

你說氦氣盤壽命比空氣盤短吧，廠家給的保修期就有5年，從一些大型數(shù)據(jù)中心的反饋來看，也更看好氦氣盤。

你問我為什么不拿個(gè)人使用氦氣盤的平均壽命來舉例，那是因?yàn)?hellip;…說實(shí)話，個(gè)人能有一堆氦氣盤且已經(jīng)都用了5年以上的人不多，反正我周圍不多。

(這玩意兒13年底才剛出來，普及基本也是2017年以后了，到現(xiàn)在滿打滿算也就5年，還有價(jià)格之類的問題)

所以，我的判斷是如果是長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)，氦氣盤并不比空氣盤差。

哪怕是所謂的冷備份(雖然的確氦氣盤的很多優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)才有的)。數(shù)據(jù)中心會(huì)大量使用氦氣盤就已經(jīng)很能說明這一點(diǎn)了。

最后，冷備份這東西，除了定期通電，定期更換硬盤和備份永遠(yuǎn)是保存數(shù)據(jù)最好的辦法。

打算當(dāng)傳家寶的話，認(rèn)識(shí)并執(zhí)行這一點(diǎn)比糾結(jié)空氣盤還是氦氣盤要重要得多吧。再多說兩句，首先長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)并不代表就是冷備份，熱備份一樣是可以長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)的，實(shí)際上熱備有很多的優(yōu)點(diǎn)，不需要定期上電、隨時(shí)可以遠(yuǎn)程訪問數(shù)據(jù)等等，當(dāng)然現(xiàn)在個(gè)人領(lǐng)域或者消費(fèi)者級(jí)能實(shí)現(xiàn)熱備的不多。

空氣盤到底有什么問題？

讓硬盤里面充滿空氣？老鐵，沒毛??！畢竟空氣就在我們周圍，而機(jī)械硬盤在誕生之初也是這么設(shè)計(jì)的。

• 所謂的「空氣盤」，其實(shí)就是傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤，它并不是特意充入空氣或其他氣體。這些硬盤（一般來說）并不是完全密封的，而是通過過濾裝置與外界環(huán)境相連，來保持內(nèi)部與外部的氣壓平衡。
• 正因?yàn)檫@樣，盤體內(nèi)部的氣體成分和外部空氣差不多。不過，當(dāng)硬盤以現(xiàn)在的高密度、高速運(yùn)行時(shí)，這些「稀薄空氣」可能會(huì)比你想象中的更加礙事。

空氣看似稀薄，但實(shí)際上它還是蠻「厚重」的。它會(huì)對(duì)硬盤內(nèi)部運(yùn)轉(zhuǎn)的部件產(chǎn)生阻力，導(dǎo)致能耗增加和磨損加快。而且，隨著工程師們絞盡腦汁在有限的硬盤空間內(nèi)塞入更多盤片時(shí)，空氣湍流的問題也變得越來越難以忽視。

氦氣盤是怎么發(fā)揮作用的？

當(dāng)機(jī)械硬盤逐漸逼近物理極限時(shí)，每一個(gè)小改進(jìn)都會(huì)變得至關(guān)重要。而用氦氣代替空氣，會(huì)帶來一系列實(shí)打?qū)嵉暮锰帯?/p>

• 通過將硬盤內(nèi)部填充密度較低的氦氣，并采用全密封設(shè)計(jì)，能減少盤片旋轉(zhuǎn)阻力、降低能耗、降低運(yùn)行溫度和噪音，各方面都表現(xiàn)得更加優(yōu)異。
• 氦氣的密度比空氣要低得多，說它「輕如鴻毛」也毫不夸張。你自己腦補(bǔ)一下氦氣球輕飄飄飛起來的樣子，就很容易理解了。自由的氦氣分子甚至能飄到大氣層頂端，甚至逃逸到太空中——我們寶貴的氦氣資源正在悄悄流失。

正是這種超低的密度，大大減少了空氣對(duì)硬盤的影響，讓它在幾乎所有方面都表現(xiàn)得更加出色。接下來，我們就來看看它到底有哪些優(yōu)勢(shì)。

氦氣盤的優(yōu)勢(shì)

容量更大，空間更省

氦氣盤的盤片可以做得更薄，內(nèi)部能夠容納更多的盤片，從而提供更大的存儲(chǔ)容量。這一點(diǎn)對(duì)于需要節(jié)省空間的數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器環(huán)境尤為重要。試想一下，不用擴(kuò)建機(jī)房，只要更換硬盤就能增加存儲(chǔ)容量，是不是「躺贏」的操作。

速度更快，效率更高

氦氣的阻力遠(yuǎn)小于空氣，這意味著盤片可以轉(zhuǎn)得更快，讀寫磁頭的運(yùn)作也更加順暢和精準(zhǔn)。雖然速度上的提升還不足以和 SSD 比肩，但對(duì)于機(jī)械硬盤來說，任何提速都是值得期待的進(jìn)步。

實(shí)際上，我們每天訪問在線數(shù)據(jù)時(shí)，背后都離不開數(shù)據(jù)中心里那些默默運(yùn)行的機(jī)械硬盤。氦氣硬盤的改進(jìn)會(huì)讓所有人都益處。不過，目前氦氣硬盤的重點(diǎn)還是提升可靠性和節(jié)能效率，而不是單純追求速度。畢竟，對(duì)于數(shù)據(jù)中心來說，穩(wěn)定和節(jié)能才是最重要的「硬指標(biāo)」。

更涼快、更節(jié)能

更少的摩擦意味著更低的磨損和發(fā)熱量，自然也就降低了電力消耗。這對(duì)于運(yùn)行了成千上萬塊硬盤的大型服務(wù)器來說，節(jié)能效果尤為顯著。采用綠色環(huán)保設(shè)計(jì)的氦氣硬盤，在大規(guī)模使用時(shí)，能夠顯著降低長(zhǎng)期成本。

如今，數(shù)據(jù)中心正面臨越來越大的能源壓力，因此采取多種措施來解決這些問題變得尤為關(guān)鍵。氦氣硬盤不僅降低了能耗，還減少了散熱需求，對(duì)于數(shù)據(jù)中心來說簡(jiǎn)直就是「雙贏」的選擇。

氦氣泄漏成了難題

氦氣盤面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是——如何防止氦氣泄漏。氦氣分子非常小，如果密封技術(shù)不到位，它們會(huì)很容易「溜走」。為了解決這個(gè)問題，硬盤制造商采用了專門的氣密封裝技術(shù)來「鎖住」氦氣，但這會(huì)讓硬盤的制造過程更加復(fù)雜，成本也因此上升。而且，即便采用了先進(jìn)的技術(shù)，氦氣仍然有可能隨著時(shí)間緩慢泄漏，進(jìn)而影響硬盤的性能。

更為棘手的是，氦氣本身就是一種非常稀缺的資源，儲(chǔ)量正在逐漸減少。醫(yī)學(xué)設(shè)備等優(yōu)先領(lǐng)域也需要大量使用氦氣，這也讓硬盤使用氦氣引發(fā)了一些倫理爭(zhēng)議。不過，硬盤制造商正在努力通過循環(huán)利用來緩解這一問題，盡量減少對(duì)資源的消耗。

如果氦氣泄漏，硬盤可能會(huì)進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài)，甚至直接影響正常運(yùn)行。因此，氦氣硬盤的質(zhì)保期通常設(shè)定為 5 年。

普通家用：真的需要氦氣盤嗎？

雖然氦氣盤是機(jī)械硬盤技術(shù)的一項(xiàng)巨大進(jìn)步，但這些優(yōu)勢(shì)更多體現(xiàn)在數(shù)據(jù)中心和企業(yè)級(jí)場(chǎng)景中。畢竟，企業(yè)可以通過氦氣盤帶來的節(jié)能和效率提升迅速回收成本。當(dāng)然，你現(xiàn)在也能在電商平臺(tái)上買到氦氣盤，但對(duì)于普通家庭用戶來說，真的沒必要為了這項(xiàng)技術(shù)「剁手」。

如果你只是需要更多的存儲(chǔ)空間，買幾塊普通機(jī)械硬盤（空氣盤）就足夠了；而如果你需要更快的速度，那 SSD 顯然才是首選，哪怕是相對(duì)便宜的 SATA SSD。

總結(jié)：

空氣盤和氦氣盤各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體選擇取決于您的需求和預(yù)算。

• ‌空氣盤‌：

  • ‌工作原理‌：采用空氣動(dòng)力學(xué)原理，通過優(yōu)化氣流與盤片表面的接觸，實(shí)現(xiàn)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)覆蓋面積的最大化。
  • ‌優(yōu)點(diǎn)‌：
    • 價(jià)格相對(duì)便宜：空氣盤的生產(chǎn)成本較低，因此價(jià)格相對(duì)更親民。
    • 噪音控制良好：空氣盤在讀寫時(shí)發(fā)出噪音，但在非讀寫狀態(tài)下相對(duì)安靜。
  • ‌缺點(diǎn)‌：
    • 性能稍遜：雖然空氣盤也能滿足大部分日常需求，但在處理大文件時(shí)，其性能可能不如氦氣盤。

• ‌氦氣盤‌：

  • ‌工作原理‌：內(nèi)部填充了氦氣，這種惰性氣體密度低，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。
  • ‌優(yōu)點(diǎn)‌：
    • 性能優(yōu)越：由于氦氣密度低，減少了氣體阻力，使得硬盤能夠維持高速穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高了隨機(jī)讀寫和順序讀寫性能。
    • 功耗更低：在相同的轉(zhuǎn)速下，氦氣硬盤的功耗更低，有利于節(jié)能和減少散熱需求。
    • 噪音更低：雖然氦氣硬盤在讀寫時(shí)也會(huì)發(fā)出噪音，但相比空氣盤，其噪音水平更低。
    • 容量更大：在相同的體積下，氦氣硬盤可以容納更多的碟片，從而提高了存儲(chǔ)容量。
  • ‌缺點(diǎn)‌：
    • 成本較高：由于技術(shù)和制造成本較高，氦氣盤的價(jià)格相對(duì)較高。
    • 對(duì)磕碰敏感：由于磁頭與盤片之間的距離較近，氦氣盤對(duì)磕碰和振動(dòng)的耐受性較低。
    • 數(shù)據(jù)恢復(fù)成本高：如果氦氣盤發(fā)生故障，數(shù)據(jù)恢復(fù)的成本可能會(huì)很高。

綜上所述，如果您對(duì)性能和穩(wěn)定性要求較高，且預(yù)算充足，那么氦氣盤是更好的選擇。如果您更注重價(jià)格和噪音控制，且對(duì)性能要求不是特別高，那么空氣盤可能更適合您。