众所周知,突然断电对电脑伤害较大。尤其是机械硬盘,断电后可能出现数据丢失或不读盘的情况。那么机械硬盘的结构有什么特点,会导致它容易受到断电的影响呢?今天我们就来谈谈机械硬盘断电有关的话题。

机械硬盘断电易丢失数据原理

目前机械硬盘主要由磁头和磁盘组成,磁头是机械硬盘读写数据的关键部分。当机械硬盘工作时,磁头会在磁盘旋转时写入磁道数据或者读取已有的数据。

当机械硬盘在读取数据时,磁头在机械硬盘内部会不断的移动,与不同位置的磁道接触,因为磁盘高速旋转,在盘面上也形成了一层快速旋转的空气,使得磁头处于“飞行状态”,并未与盘面发生接触,在这种状态下,磁头既不会与盘面发生磨损,又可以达到读取数据的目的。为了避免磁头和磁盘的接触磨损,现代机械硬盘会有一个磁头复位的装置,机械硬盘不工作时,磁头回到复位位置,磁头复位不是依靠电能的驱动,而是机械力量。

磁头上有个类似弹簧装置,一直试图将磁头拉回复位区,通电时磁头受磁力作用移动至磁盘上方。如果机械硬盘突然断电,磁力消失,磁头瞬间被拉回,但因磁盘立刻停转,导致盘面形成空气消失,磁头很容易落在盘面,被磁力拉回的瞬间造成磁盘损伤。

实际测试

为还原用户实际实用场景,我们搭建了一个平台对机械硬盘断电进行测试,测试场景分为待机和读写数据两部分。

待机断电

待机时拔掉硬盘供电,此时机械硬盘迅速停转,电脑中机械硬盘盘符丢失。重新插上硬盘供电后一切恢复正常。

读写数据中断电

读写数据时拔掉硬盘供电,此时机械硬盘迅速停转,电脑中机械硬盘盘符丢失,传输数据速度归零。重新插上硬盘供电后一切恢复正常,复制中部分数据丢失。

硬盘测试

经过两次硬盘断电后,我们对机械硬盘进行了一个简单的读写速度测试。通过简单的测试,可以发现断电对这块机械硬盘没有产生任何影响,完全可以正常使用。

为何测试中机械硬盘没出现故障?

上文说到,机械硬盘的磁头失去动力后,会因为磁力的作用回到磁头托架上,被拉回的时候容易划伤盘片,但这并不是绝对的。因为大多数时候突然断电时碟片转速也会下降,划伤盘片的机率很低。所以我们在测试中没有机械硬盘没有出现故障。但我们要记住,机械硬盘的断电保护万能的,如果你的数据非常重要,那么UPS不间断电源才是一个最稳妥的办法。

在突然断电的时候UPS可以让人提供足够的缓冲时间去解决问题,虽然时间不会太长,不过也足够时间让系统正常关机不至于损坏硬盘。你还可以在加一层保障,就是让组建磁盘阵列,也就是RAID,常用来保护数据的有RAID 1和RAID 5。

RAID 1是两组以上的N个磁盘相互作镜像,其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘损坏时,镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份,所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。

RAID 5至少需要三块硬盘,RAID 5不是对存储的数据进行备份,而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID 5的各个磁盘上,并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后,可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障,但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度,只是因为多了一个奇偶校验信息。当然,对于普通用户来说,如果重要数据较少,多备份一份在其他存储介质上就可以了,没必要使用RAID模式。

最后提醒大家,有些朋友觉得固态硬盘断电不会丢失数据,其实并不是这样的。如果固态硬盘断电,可能导致电流紊乱主控,从而使主控宕机。所以使用固态硬盘的用户,也请不要随便断电。虽然固态硬盘从原理上比机械硬盘损坏的可能性小了几个数量级,但仍然扛不住人为故障。