2002.4.26起票
2002.5.5 数値や文面を再度見直しました

この記事は、HDDの製品やメーカーの規格では表示されないような耐久性に関する事を私が過去の経験に基づいてまとめたものです。
そして、HDDという消耗品を長持ちさせる提案をメインに書いています。

ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）に関する掲示板の番外編です。
BBS（ゲストブック、雑記帳）でのHDD議論が長くなってBBSでは間に合わないみたいなのでこちらに続きをかきます。

HDD (Hard Disk Drive）を長持ちするように使っていただきたいという事で、それが消耗品だという理由を書いています。
取扱い方によって寿命が変りますのでぜひここでHDDの機械的な仕組みをイメージしてみてください。
悪意はありませんので、詳細部分についてへんだったらご容赦下さい。

まず、HDDは高速回転している精密機械であり、データを探すのに、ヘッドの誤差が１ミクロンとは言わないまでも４ミクロンとか５ミクロンのズレはゆるされない機械です。
そんな機械の消耗の要因は３つあると考えています。
１、軸受の問題
２、腐食します
３、消耗します

４、おまけ：実際に使っていて壊れたドライブを調べ写真で説明しています
2002.10.30〜現在に至る

１、軸受

ディスクは高速回転しているので軸受が物理的に消耗するかもしれませんし、高熱に弱いといっている人もいます。私はこの軸受というメカに関して詳しくないので、断言できませんが一般論でもちょっと大変そうだなぁと思っています。冷却しないとベアリングが死ぬかもしれません。
7200rpmって２サイクルのバイク並みですよ。
でも、さすがに今まで数十台のHDDを数年間に渡って使っていますが、軸受が壊れた経験は数少なく、たった一回しかありません。2.5"のノート内臓が軸受で死にました。多分3600rpmくらいのやつです。
最近は高速回転に耐えられるよう、流体軸受なんですね。
軸受の耐久性などについてはその道のプロにお任せしるとして私の意見は次の項目に移らせて頂きます。

２、腐食します

磁気を記録する面は腐食します。決して目に見える様なサビではなく局所的に腐食して磁性層が抜け落ちます。
すこし真面目にシュミレートしてみましょうか。
仮に、回転数を5400rpmとして、記録位置では内周と外周では差があるのでまん中へんの、直径2.5"のところを例にしてみましょう。通常のディスクは直径3.5"（約9cm、半径4.5cm）です。2.5"相当は半径3cmくらいになります。やや中央より外側ですね。
１分間に5400回転では、一秒に90回転します。
ヘッド位置での一周は2.5"×25.4/2×3.14=100mm。回転数から計算する線速度は、100mm×90回=9000mm/秒。
すごいですね一秒に約９mも進むんですよ。時速で 32km/h。
記録周波数が現在どのくらいまで上がっているのか情報がありません（というか調べてません）が、あまり高いと誘導リアクタンスにより記録コイルで減衰してしまい、磁力が弱まってしまいますから、まあそこそこで４MHzくらいだと仮定してみます。
記録するデータのディスク上の長さを算出します。１秒間に進む9mは9×10^6ミクロンです。その長さに4*10^6 個×２倍のデータを記録するので、前者を後者で割って、1.1ミクロン。
次にデータの幅はどのくらいか？　これはヘッドの記録ギャップの幅に依存します。自分では１０ミクロンくらいまでしか使ったことがなくあまり狭いとうまく記録できないので極端に狭くなっているとも思えないのですが５ミクロンくらいとしておきましょう。
ということは１ビットの長さは　長さ１×幅５　ミクロン　のサイズくらいと推定されます。
よく考えてくださいね。長さより幅が広いんです。よくある説明とは違うでしょう。ほんとは横長のデータが並んでいます。
（4*2MHz=8MHz,よく言われる転送レートより低い数値だと思いましたか？あくまでこれはディスク上のRAWデータの記録速度であって、データのやりとりには符号変換によりもっと多くのデータ突っ込んでいます） 。
記録理論について語り始めると切りがないのでこの変でやめておきます。
さて腐食ですが、データ羅列の集団の中に、ポコっと腐食によって穴が空きます。
なぜか？というと分子レベルの反応なのでなかなか要因を特定できないと思いますが、金属の腐食ですので塩素など塩基性の元素が原因となって変質することが多くあります。製造上から来るのか外部から来るのか、いろいろと要因はあると思います。この塩基が水分（すいぶん）と一緒になって金属面を酸化させる様です。
穴のサイズは、例えば50ミクロンくらいのものだったら簡単に発生します。そうするとデータはどのくらい欠落するか想像してください。
ほんとに、ほんとに、嘘っぽいイメージで恐縮ですが下の線を仮にデータだとすると、このイメージの部分がそっくり消えてしまいます。データが消えていく感じがわかりますか？
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そう、約1とか5とかのデータサイズの羅列の中に５０というサイズの障害をボンと置くんですよ。
こういう腐食は温度が高めで湿度が高いとどんどん増えます。水があると反応が進み、反応速度は温度に対して対数的に上昇します。
ディスクの本体は、ガラスタイプとアルミタイプの２種類があり、塩素などの腐食性不純物の混入を考えるとガラス主材のもののほうが腐食しにくいかな。と感じます。

以上腐食のイメージですが、もう一つ、大きな要因として結露があります。
目に見える結露でなく微小な結露です。
冷えた空気の中に暖かいものを持ち込んだときは結露しません。
逆に、暖かいところに冷たいものを持ち込むと、モノの表面で空気が冷やされて局部的に水蒸気が液化するという、冬の窓ガラスに起こるような現象がモノに起こります。ほんとに最表面の微細レベルでは簡単におこります。ただ水滴が形になる前に温度が均一になって気づかないことが多いですが、一瞬の微小結露はHDDにとっては結構ダメージとなりえます。
そして雨の日など相対湿度が高い状態ではわずかな温度差でも結露はおこります。
だから冷えたPCを暖かい部屋に持ち込むと結露しやすいので要注意ですし、冷えた部屋にＰＣがあって強力な暖房で一気に部屋を暖めると結露する可能性が出てきます。
ひどい結露の時はディスク面全体に水滴が発生しますが、こういうことはあまりないと思います。で、微小な場合は、目に見えない小さなレベルに中で腐食が進みます。その中でディスク面に四角くヘッドの形が残る結露跡もありこれをみると結露のし始めはヘッドの周囲からだったことがわかります。核になるんですねヘッドが。こんな跡がのこったらもう×です。使い物にはなりません。
前の項で、記録データのサイズを計算しましたが、縦方向の距離すなわち磁性材料の厚さは１ミクロンもありません。それどころか、１ミクロンの20分の１くらいの厚さです。もう物質の分子レベルのサイズです。外的な要因はとても危険なんですよ。

対処方法をお教えしましょう。
　結露させない為には、ＰＣ、特にHDDを部屋の温度より少しでも高くする様心がけます。
　結露してしまうような温度差（PCが冷たい）があるときは電源を入れてHDDをあっためます。
　また電源を入れると、ヘッドが浮上するので、ディスク表面には何もいない状態になりヘッドという核もなくなり、結露しにくくなります。
　ＨＤＤ を長く使うための秘訣です。
　あとディスクはパッケージになっているので湿度は心配ないのでは？と思われがちですが、実は空気穴があけてあったりして、湿度は数分で内気・外気とも同じになります。また穴が無くても水の気体という分子はたいしたやつで完全密閉型パッキンでもない限り、30分くらいで内部にもやってきますし、低気圧や高気圧の差によって内部の気体は出入りすると考えるのが妥当です。密閉だとは思わないでください。

３、本当に消耗します。

第２項の秒速９mは頭に入りましたか？すごいですよね。
こんなに高速だとヘッドはディスク面に接触できません。こんな速度で接触したら一発で傷が入ります。
だから普段は浮いているんです。本当に浮いています。少しくらい手で押しつけてもディスクには絶対にくっつきません。これほんと。自分で確かめました。でも浮いているのは0.何ミクロンとかごくごくわずかの高さですので浮いているのを調べる方法はかなり難しいです。光の波長を利用するくらいしか調べようが無いです。（ディスクパッケージを開けてはいけないという理由はわかりますか？ヘッドは指紋の高さより低いところを飛んでいます。ホコリなんてとんでもない巨大な障害物なんです）
さて、、、止まっているときは？　---- 当然ディスクにくっついています。ここが重要。
では回転し始めや止まる直前って？　当然こすられています。浮き上がる瞬間は高速で接触しています。
イメージ出来ましたか？こすっていること、で、その先の結末は２つ。
　（１）磨かれる。
　（２）または 削られる。

磨かれると・・・・あたりがつくといえばわかりますか、ヘッドとディスクの面が非常にきれいになっていきます。ただでさえ鏡面仕上げのディスクとヘッドの面が削られるとくっついて離れなくなります。
手で引き剥がそうとしても離れなくなります。これを防ぐためにディスク面にはレコードに溝のような線をななめだったりまっすぐだったりいろいろな方法でいれて空気を入れられるように作っているのですが徐々にこれが削られてくるとくっつきます。
モーターのトルクは最低のぎりぎり設計されているので、ちょっとあたりが出るともう回れなくなります。
こうなったら対策は一つ。ちょっと叩きます。そうすると初期症状の時は回ります。その場合は、もう止めてはいけません。そのままバックアップを開始します。動かなくなるのは時間の問題です。
もう一方の（２）削られる・・・・・削られるとしゃりしゃりと鳴きだします。いかにも故障しましたって感じになります。
これがダメなのは一目瞭然（みられませんが）ですね。

そして、2.5"のドライブは、何かの要因でこの消耗に関する寿命は3.5”より短いです。だからノートをサーバーにされている方お気をつけ下さいませ。
それはなぜか？　相対線速度が出にくいせいでディスクとヘッドの接触時間が長いのか、　モータのトルクが足りないからとまってしまうのか、　あるレベルまで浮上するのに時間がかかって引きずっているのか、　供給電力がきびしいのか、面ぶれがあるのか、それらの複合からかもしれません。
確かにヘッド自身が小さくなり、空気を受けにくく浮上しにくくなる上、ヘッドってスイングアームといって。一点固定で円盤の上を動いているので、内周と外周では、円周方向に対して斜めになってしまう欠点が避けられません。空気をちゃんと受けられなくなるため姿勢が不安定になります。そんな原因も含まれています。よく解明されていないと思いますが明らかに2.5"の方が壊れるのは早いです。日々改善・進歩はしているとは思いますけど。（ヘッドがディスク面に斜めにならない平行移動するタイプの機構をばらしたりして見たことがある人がいるかもしれません。昔はそういうものも製品化されていましたが、USA保有の特許に抵触して全世界で玉砕したと記憶しています）。
　中には停止時にはヘッドをディスク上から逃がしてしまうタイプのものもあるのですがメーカーや型番などで今どんな状況なんだか把握できていませんのでそれに関してはコメントを控えます。
　逆にディスクを浮上させたままにして数年も回しっぱなしにしておくと、ヘッドをディスクに押しつけているアーム（荷重を造り出しているばねの部分）が弱ってきて浮きっぱなしになるのではないか？というコラムを見たことがありますが、その心配は無いのではないかと私個人としては思っています。

あと、ノート型を使っている人はできるだけドライブを停止させないように気をつけたいものです。電池を持たせる為に止めるというのも納得できなくは無いですがその都度寿命を縮めているのを認識してほしいと思っています。サーバーの利用をしている場合には自動停止は絶対いけません。
自動停止する設定にしてあると１日30回くらいとまるとすると・・・早ければ半年で起動しにくい症状がで始めるものも・・・・ありそうな。

消耗品だってこと、理解いただけますか？

--おまけ--私感ですが
HDDは製品である以上、個体差は出てしまいます。特に高密度になると製品としてスペックぎりぎりのものが出てきます。ぎりぎりな特性とは、記録したものが読み出せるかどうかという特性と　耐久性があるかどうか　という両方について、良悪が混在するということです。
記録特性ではそれがロットで左右される場合が多いですが、耐久性に関しては同じロットで隣同士で作られていても極端に差がある場合もあります。これは分子レベルのコントロールを大量生産で管理するのが限界でもあるところなんですね。だからメーカーや型番だけでいいのかどうかうんぬんと言えないことが多く、だからどれが良いとかお奨めする気持ちになれません。もしかしたらメーカーがしっかりした方針として耐久性の甘いものは製品化しないということがあればそのメーカーのモノはＯＫと言えますが、そんなものはメーカーの経営責任者が頻繁に変わるドライブメーカーの事、統一されているとは思えません。

だから

安定したHDDを決めるには購入後、半年間くらい自分の環境で使ってみて、物理的なエラーが勝手に増えていかないもの、こういうのを安定した個体として大事に使うようにしています。そういうのであればかなり長い間、数年間は安定して使えます。そういう意味では使用後１年程度は故障を念頭に置いておくという事です。
あとHDDが消耗品である以上、部品としては他の何よりも壊れる頻度が高いと思っています。だからRAIDは必須と思っていて今までRAID1 or 5 でサーバーの停止を数回、回避できました。
確かにオペレーションミスで消去したとかであれば意味は無いですが、勝手に壊れたりしますし、モーター商品ですのでもし余裕があればRAIDは是非つかった方がいいですよ。

蛇足　で申し訳ありませんが、記録した磁化信号は自然に消えていかないのか？そんな疑問もご無用強い保持力をもった素材を磁性素材として使っています。ただ、ある製品は熱で磁力が消えてしまうものがあり、かいはつ　を断念したのですがそれはそのうち別のところから製品化されました。熱といっても自分が発生する程度の比較的手のとどきやすい程度の熱です。それが同じ素材なのかどうかしりませんが、とっても 心配だなぁ。超小型の接触型HDD。だれか違う素材だと言ってくれ〜。マイクロドライブのデジカメがかえないぞ〜。