机械|长期数据保存,竟然是这个“过时技术”最靠谱?( 二 )


一个好的硬盘 , 如果不开封使用 , 甚至可以在10年后重新启用 , 但使用过的硬盘更容易暴露在可能降低其寿命的环境中
因此 , 机械硬盘并不是你长期备份重要数据的最佳选择 , 除非你能按期重新写入数据 。 建议对硬盘备份数据的有效期的期待不要超过5年 。

2、SSD:“冷数据“问题尤其突出

固态驱动器通常使用 NAND 闪存芯片 。 颗粒中的存储单元如同电池 , 主控通过检测这些“电池”的电压状态来判断其存储的数据内容 。 而存进“电池”中的电荷是不稳定的 , 当“电池”电荷泄露量过多 , 这个存储单元所表示的数据也就丢失了 。 而NAND颗粒不断被擦写 , 其绝缘层不断经受热电子的穿越而导致磨损 , 保存电荷的能力逐渐下降 。

NAND颗粒实际上是一种半导体门电路 , 数据擦除(左)就是一种电荷逃逸操作 , 而写入存储是一种电荷禁锢操作
现在的固态硬盘使用一种称为磨损均衡的技术来确保数据在单元之间均匀写入 , 从而防止单个单元接收过多的数据加剧这种电荷逃逸的问题 。 即便如此 , 随着NAND颗粒的自然磨损 , 每个固态设备最终都会变得不那么可靠 。
因此 , 固态硬盘的备份数据安全面临甚至有些矛盾的问题:

  1. 频繁大负荷调用数据 , 造成颗粒磨损后数据丢失;
  2. 如果不写入放着 , 会面临固有的电荷逃逸产生的冷数据问题;
  3. 它缺乏类似机械硬盘的磁道单元容错机制 , 因此数据恢复极度困难 。
  4. 因为环境等因素导致的主控损坏等因素也加大了这个风险 。

固态技术协会(JEDEC)的标准 , 在30℃不通电保存的情况下 , 消费级NAND里的数据有效期为一年
因此 , 超过3年的长期固态硬盘的数据备份 , 都存在着不同程度的风险 。

3、“过时“的反而最持久?

有点年头的电脑玩家都知道过去移动硬盘不普及 , 实际上那时候大家保存数据是“刻录光盘“ 。 不过 , 光盘读写速度实在是低 , 因此机械移动硬盘普及后 , 光盘就迅速沦为小众的数据备份方式了 。
然而 , 光盘却是现在理论保存时间最长的数据备份方式 。 传统的光盘 , 是在盘片的染料层上用激光“烧录“出一个个的小坑 , 来记录数据 。 重新读取数据时 , 和唱片一样 , 是用激光头重新把各个坑的状态读出来解码 。 它的理论存储时间实际上就是染料的有效寿命 , 因为盘片的基底是塑料材质 , 在不刻意破坏的情况下 , 其可降解性趋近于0 , 近乎可以永久保存 。
在CD唱片和DVD时代 , 光盘染料最大的理论保存时间为100年 。
但是现在蓝光时代 , 已经发展出了一种称为千年盘的M-DISC技术 , 这种光盘号称“钻石盘“ , 能使得数据可靠性达到千年级 。
有这么厉害?
这是因为m盘含有一种“无机岩石状物质” , 这是其他任何可刻录DVD都没有的 。 这种岩石状的材料 , 取代了标准DVD和蓝光光盘中脆弱的有机染料层 。 当然 , 这一层并不是由岩石构成的 , 它包含多层不同的物质 , 类似于层状岩石 。

DVD(左)和M-DISC光盘结构材质对比
其中包括二氧化硅和碳 , 形成一种“玻璃碳“层 , 这使得光盘能够承受500摄氏度的温度 。 它也不容易受到氧气、氮气、水和其他在正常储存条件下发现的有害化学物质造成的危害 。
到目前为止 , 你可能对M-DISC的说法持怀疑态度 。 然而 , 有确凿的证据支持这种说法 。 为了验证它的档案级数据存储有效性 , 美国海军对它进行了ISO/IEC 16963标准寿命测试 , 它毫发无损 。 在对比测试中 , DVD和M-DISC都遭受了三次极端高温、潮湿和全光谱光暴露约26小时 , 只有M-Disc在严酷的处理下存活下来 , 数据没有任何可见的退化 。