Інженер у 2008 році голосно кричав: швидкість HDD різко впала, експериментальні відео знову стали вірусними

Один експериментальний ролик, знятий у грудні 2008 року в дата-центрі Sun Microsystems, у середині червня знову став вірусним: сукупна кількість переглядів перевищила 5,3 млн разів. Герой відео Brendan Gregg кричить на JBOD-механічний масив жорстких дисків (HDD); інструмент Sun Fishworks для аналізу показує, що числа затримки HDD, спричинені ударами звукових хвиль, стрибком зростають в межах однієї й тієї ж секунди.

Тестові записи експерименту в дата-центрі Sun Microsystems у 2008 році

(Джерело: Youtube)

Відео завантажив колега Gregg Bryan Cantrill, час запису — грудень 2008 року. Обладнання для експерименту — JBOD (Just a Bunch of Disks, масив механічних HDD, з’єднаних напряму в ланцюжок), а інструмент моніторингу — аналітична система Sun Fishworks, яка в реальному часі показує затримку читання/запису кожного HDD.

Результати експерименту видно на екрані моніторингу: коли Gregg починає кричати, значення затримки певних HDD одразу різко зростають, а швидкість читання/запису падає; після припинення крику показники затримки відновлюються. Екран моніторингу точно позначає, які саме жорсткі диски зазнали впливу, і наскільки сильно.

Фізичний механізм «збивання» магнітної головки HDD: нанорівневе зависання та передавання звукових хвиль

Магнітна головка для читання/запису в HDD зависає над поверхнею диска лише на висоті кількох нанометрів; сам диск обертається на високій швидкості — тисячі обертів за хвилину. У фізичному плані весь системний запас на похибку майже нульовий.

Коли звукові хвилі передаються через повітря до корпусу HDD, а потім через елементи корпусної конструкції — всередину, це спричиняє мікроскопічне відносне зміщення між диском і головкою. Оскільки під час читання/запису головка має точно вирівнюватися з магнітними доріжками на диску, будь-яке непередбачене навіть дуже мале зміщення запускає процедуру повторного позиціювання, через що затримка зростає, а пропускна здатність падає. Дата-центрові HDD можуть мати протиземплення конструкції, але раптовий високий рівень звукового тиску все одно здатен подолати поріг захисту.

CVE-2022-38392: приклад резонансу між «Rhythm Nation» Джанет Джексон і 5400 RPM HDD

Сингл Джанет Джексон «Rhythm Nation», випущений у 1989 році, був виявлений інженерами Microsoft: частина композиції має природну частоту резонансу, яка точно збігається з механічною частотою резонансу тодішніх популярних ноутбучних HDD на 5400 RPM. Якщо програвати цю пісню поруч із окремими ноутбуками, це може напряму спричинити крах і зависання HDD; проблема може стосуватися не лише комп’ютера, який програє трек, а й другої встановленої поруч ноут-машини. Цей кейс у 2022 році офіційно внесли до переліку безпекових уразливостей як CVE-2022-38392 — рідкісний у історії софт- і хард-безпеки запис про вразливість, де причиною стала популярна пісня.

Передумови розгортання механічних HDD в AI дата-центрах

SSD (твердотільний накопичувач, без обертових компонентів) майже повністю імунні до звукових хвиль і вібрацій, а проникнення SSD у сучасних дата-центрах суттєво зросло. Водночас через вартість і перевагу за обсягом механічні HDD досі широко використовують у сценаріях холодного зберігання.

Масштаб первинних датасетів, необхідних для тренування AI, часто становить десятки чи сотні TB, і значна частка все ще «приземляється» в масивах механічних дисків, тому фраза «звуки уповільнюють HDD» — це не просто історична цікавинка, а потенційний ризик для чинної інфраструктури.

Поширені запитання

Чому HDD так чутливі до звукових хвиль?

Згідно з поясненням у статті, магнітна головка для читання/запису в HDD зависає над поверхнею диска лише на висоті кількох нанометрів, а фізичний запас на похибку системи майже нульовий. Звукові хвилі через повітря і конструкцію корпуса передаються всередину HDD, спричиняючи мікроскопічне відносне зміщення між головкою та диском; будь-яке зміщення запускає процедуру повторного позиціювання, що підвищує затримку. Це структурне обмеження механічних обертових дисків у межах фізичних законів, а не прорахунок у конструкції.

Як CVE-2022-38392 перетворився на офіційну безпекову вразливість?

Відповідно до статті, інженери Microsoft виявили, що певна частота синглу Джанет Джексон 1989 року «Rhythm Nation» збігається з механічною частотою резонансу ноутбучних HDD на 5400 RPM: під час програвання це може спричинити крах HDD. Оскільки цей сценарій відповідає визначенню безпекової вразливості (системний збій, який може бути спричинений зовнішніми факторами), у 2022 році проблему офіційно внесли до бази вразливостей під номером CVE-2022-38392.

Чи досі існує ризик, що AI дата-центри з механічними HDD постраждають від впливу звукових хвиль?

Згідно зі статтею, хоча SSD нечутливі до звукових хвиль, механічні HDD через вартісну та ємнісну переваги все ще масово використовують у холодному зберіганні, а датасети для тренування AI зберігаються у масивах механічних дисків у доволі значній частці. Тому вплив звукових хвиль на HDD залишається потенційним ризиком для чинної інфраструктури, а не чисто історичною подією.