[技術討論] 氦氣盤：氦氣洩漏、SMART、技術...相關研調

o2mini

氦氣洩漏主因應歸納為兩種:
1. 正常自然緩慢地洩漏
2. 因設計上沒考慮周詳/封填物料/訊號接口零件存在先天性瑕疵/日久老化/碰損或震損因而導致氦氣 "意外洩漏" 的發生




首點自然洩漏的原因不討論了, 網上大量相關文章自己去找找吧! 可是這裡有點疑惑:

手上有兩隻WD氦氣盤2017年12月生產, 雖然Helium Level都是100全滿, 但High Fly writes數值已然在下跌中...一隻95 另一隻91 ! 這現象是否由於氦氣的自然輕微洩漏引發內部密度改變所致? 待收集更多數據就能明瞭了...

網友新購入的WD 18TB SMART圖, 新出廠的氦氣盤; 氦氣水平及High Fly Writes數值都是100


本人持有的兩隻氦氣盤是冷儲存用途, 出廠差不多四年; Power-on time & Loaded hour次數都較低; High Fly writes數值已在下跌中...



作為對比, 這裡有另一隻死期將近的Seagate空氣盤, High Fly writes數值是全滿100


在網上找到一幅氦氣盤SMART圖也有這情況! Helium Level雖然仍是100; 但High Fly Writes讀數下跌到85, 型號為HGST NAS HDN72 10TB

Power-on time=1077; 相信已使用一段長時間了


網上找到相關型號圖片的生產日期2017年8月/10月...就是比我的兩隻氦氣盤更舊一些




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現在來探討一下 "意外洩漏" 問題!

氦氣盤的意外洩漏點有四個
1. 底盤大開口最面層的鋁合金薄片封口
2. 訊號接口
3. 馬達接口
4. 底盤





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第一個潛在意外洩漏點:
為底盤封口的鋁合金薄片是用Laser焊接的; 意外洩漏機會不大, 反而後續三點是最可能做成意外洩漏的地方!


WD/HGST第一代氦氣盤只使用一塊大鋁合金薄片來為底盤圍封, 而第二代則添加了上下兩小塊金屬護甲; 來防止鋁合金薄片的磨損
[

為意外洩漏氦氣下功夫的還有Toshiba, 可唯獨Seagate拒絕使用"金屬護甲"; 最大的原因想必是出於成本的考量吧!!!



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第二個潛在意外洩漏點:
在此識別與比較三品牌氦氣盤的訊號插頭接口, 以便找出潛在意外洩漏氦氣的原因

WD/HGST第一代針型插頭, 明顯地用類似玻璃膠物體封邊(塗抹手工十分粗糙!), 28支針是直接連通內部


WD/HGST第二代抓腳型座頭+一塊小電路板, 座頭是使用表面焊接技術焊在板面上(並不是一般將引腳插穿電路板在底部焊接的方式), 改善了針插直連內部的缺點!




Toshiba使用母型座頭+一塊小電路板, 同樣是使用表面焊接技術!


Toshiba小電路板與Seagate第二代小電路板十分相似(兩邊各自伸出了兩個中空的小圓芯; 以便套在底盤凸出的小圓柱上幫助定位), 小電路板底部邊緣也溢出了作為封填用途的過量類玻璃膠物質




Seagate第一代24位金手指小電路板


Seagate第二代28位金手指小電路板(由之前24位增至28位), 卡兩旁多了兩個附有中空圓圈的耳仔位, 用來直接套在底盤上兩個凸出的小圓柱上, 定位更加精準!


Seagate第二代小電路板底部同樣有28位金手指; 所以底面金手指是可以直接導電互通的, 估計利用類玻璃膠物體塗在小電路板底部四邊令其密閉防止氦氣洩出


Seagate第二代28位金手指小電路板肢解圖; 強行拆卸後...底部四周被黏得牢固的底層直接剝離殘留在底盤上!!!




研究完各牌子的的密封手段後, 感覺上使用一個插座為中介是非常危險的(e.g. WD的針插座), 雖然針座周邊塗抹了類玻璃膠物質作封填, 但實際上只靠金屬針與其座底物質阻隔內外氣體之交流, 那麼這裡就存在著28個潛藏氦氣洩漏點, 萬一其中一支針出現鬆動, 大災難就被引爆了! 反觀Seagate在訊號接位設計上; 似乎是最理想的一個. 當然在小電路板塗抹黏合劑上是否均勻/有否留有小罅隙; 也是日後在洩漏問題上存在隱患的一個因素!



線路板訊號如何底面導通?
薄薄的一片線路板其實有多層結構, 可以在中間轉接多層或使用直接貫穿手法直達底層, 相信為了避免引起洩漏; 廠商會使用轉接多層手法來導通底與面的訊號, 再加上層數越多越能保證減少洩漏的機會
https://www.materialsnet.com.tw/exhibit/ExhibitView.aspx?id=36






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第三個潛在意外洩漏點:
各牌子馬達接口位, WD由最初四條導線到後來減為三條, 少一個接觸點總是好的! 而三者之中Seagate是最賞心悅目的一個! 這裡會否存在漏氣風險? 真不敢說  為何馬達的屁股要外露? 有無高人可解答



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第四個潛在意外洩漏點:
在硬碟底盤生產商的網頁內坦白了: 底盤生產出來是有瑕疵的, 如將底盤放大到一個泳池大小時就能見到孔洞的存在, 廠商需要做後期處理才能正式出貨, 而且只能保證五年內不讓氦氣洩漏(果然與HDD廠商保持一致!), 那麼五年後又如何?.....聽天由命吧!

廠商如何對孔洞作出"處理" 這裡不深入研究了, 有興趣就自己到上述廠商網頁了解

HDD base plates are required to be almost completely free of microscopic defects in order to guarantee that the helium stays sealed inside the HDDs for 5 years without leaking out; if HDD base plates were scaled up to the size of 25 meter long swimming pools, any cavities would have to be thinner than strands of hair.

氦氣底盤生產後是需要照CT的; 並顯示出滿佈紅藍色 "點/區域" 就是存有瑕疵的地方 (估計紅色是比較嚴重的瑕疵, 藍色是次一等!)




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氦氣洩漏個案

個案一
內地案例: 氦氣盤只使用了兩年時間, 可氦氣已漏得清光了! 因為內部氣體密度的改變而觸發了High Fly writes感測器的保護機制..."停止磁頭工作", 相信這個案例就是屬於意外洩漏的一種



個案二
外國案例: 氦氣水平值跌了將近一半; 怕且也應屬於"意外洩漏"類別的吧!





個案三
外國案例: SMART測試失敗...氦氣水平跌破閥值!



個案四
外國案例: 死亡直播! 80...60...漏光!




個案五
外國案例: WD80EZAZ氦氣盤漏得光光的!




個案六
外國案例: 氦氣水平已跌破閥值, 什麼訊息也沒提供; 只能從ID 22這項得知是WD/HGST氦氣盤!




個案七
香港案例: 氦氣已漏光了, 2019年買入到2021年漏光...兩年時間!




個案八 & 九
內地案例: 超倒霉苦主一炮雙響!!! 新買HC550 16TB只花了八天時間氦氣漏光了, 接著銷售點換了另一隻新HC550 16TB給他; 可是不足一天時間氦氣同樣漏光 !!!





個案十
內地案例: 使用4.5年後氦氣漏光了





個案十一
內地案例: 二手的"清零盤"HGST氦氣盤, 2015年9月出廠; 現在氦氣水平只剩86




個案十二
內地案例: 使用了三年的WD Gold 8TB氦氣盤; 突然漏光了







氦氣洩漏個案總結







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引致氦氣意外洩漏的元兇

為何HDD生產廠商的氦氣封填技術百密仍有一疏? 究竟是在那裡出問題; 從而引致氦氣意外洩漏呢? 在瀏覽一個 "物理網站" 時它給了我一個明確的答案:

If the box is sealed with some rubber-like seal, then the seal will likely be the major leak, with a permeation conductivity that is many orders of magnitude higher.

Note that with just 0.5 mm thickness, it is hard to guarantee that there are no microscopic cracks anywhere.

以上網站並不是談論氦氣的; 而是論述一個加了壓的密封金屬盒子內裡氣體為何洩漏? 主要洩漏原因有兩個:
1. 橡膠類圍封物料
2. 金屬壁內的孔洞裂縫

之前挖掘氦氣盤洩漏點時; HDD底盤生產商曾說過: 必需對孔洞問題作出後期處理才能正式出貨! 如何處理? 就是於底盤內壁全面覆蓋一層薄薄的 "膠黏劑"  以免氦氣由孔洞中洩出! 所以上述兩個洩漏原因最終還是回歸為一個...橡膠類圍封物料"Rubber Seals" !

橡膠這種物料會隨著年月的洗禮而老化; 再加上外在環境因素(溫度/濕度/震動…)的打擊! 這層橡膠類膠黏劑最終會龜裂或脫落, 繼而引致內部氦氣洩漏而出! 所以HDD生產商只能保你短時間的使用期, 否則無止境的給使用者替換漏氣盤將會血本無歸!!!



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Victoria軟件連結 (進入網頁後; 在其最底部有下載點)
https://hdd.by/victoria/

o2mini

研究完氦氣盤的訊號內部接入位後, 心裡忐忑不安, 我手上持有的兩隻WD氦氣盤是否第一代針插?

在搜集圖樣資料時也同時記錄了圖片中氦氣盤的型號:

在一樓展示的圖片中...
WD/HGST第一代針插氦氣盤型號是WD80EFZX
網上圖片能找到最遲的生產日期是13-04-2017


WD/HGST第二代小電路板+抓型座頭, 氦氣盤型號是WD101KRYZ
網上圖片能找到最早的生產日期是11-07-2016



從廠家的正常行為而言, 出了新技術理應所有產品都會轉用, 但由於舊零件庫存量/新零件的交付日期/不同生產線自身問題..等等, 都會影響不同型號不同產線在轉用新技術上會有時差的! 所以上述兩款不同技術的WD氦氣盤生產日期上有交疊一點也不出奇! 就此畫出一條界線; 以 "2017年中" 為判斷, 若你手上的WD氦氣盤是這日期之後生產則理應屬於第二代類型, 當然有更直接的方法:拆開HDD線路底板就見真相了; 你敢這樣做嗎?



想到一個不拆電路底板而可分辨的方法; 第二代機殼是多了一個螺絲位的, 只要你的WD/HGST氦氣盤上有這個螺絲位就成功一半了, 我手上的兩隻拆盒版WD氦氣盤是2017年12月生產兼且有這口螺絲位的; 所以可以確定是第二代了!

SEIKO

結論5年内99%沒事,5年後有點危險,10年...(產品面世未夠10年)
Cold storage 5年後好危險如果Cold storage 10年左右都可以正常就OK,5年就真

freefdhk

即係如果 NAS 用 佢好難有10年命咁@_@

KinChungE

即係如果 NAS 用 佢好難有10年命咁@_@
freefdhk 發表於 2021-10-16 22:55

你擔心部NAS 10年後仲work唔work仲好過
NAS HDD資料唔係咁易直接插電腦抄出黎

freefdhk

你擔心部NAS 10年後仲work唔work仲好過
NAS HDD資料唔係咁易直接插電腦抄出黎 ...
KinChungE 發表於 2021-10-16 23:15

    我由 DS 212J  ( 3TB X2 )-> DS 918+ (8TBX4)    準備買 DS 1821+
而部 212J 用左 8-9 年 都仲健在. 係換過2次火牛.

所以其實應該用10年唔係問題. 而且好似話  直接搬硬碟去其他同牌子既機器係可以直接開機繼續用.
所以壞NAS 應該無咩擔心.

KinChungE

我由 DS 212J  ( 3TB X2 )-> DS 918+ (8TBX4)    準備買 DS 1821+
而部 212J 用左 8-9 年 都仲健在. ...
freefdhk 發表於 2021-10-17 00:51

同牌子得, 但係OS version唔可以差太遠

其他牌子保證唔得
S-->Q或者Q-->S都唔得

darktommy

機器唔用，擺埋一邊生咗鏽，死都唔關漏氣事啦

o2mini

WD/HGST氦氣盤是內置了氦氣水平檢測器(WD Helium Level檢測圖滿街都是了); 以此來識別盤內是否存在氦氣洩漏問題! 可其他品牌是否也設置了同樣的氦氣檢測器呢?

來挖掘一下Seagate:
Seagate於2016年2月發表的10TB企業氦氣盤的官方技術文件內顯示: 其氦氣盤是設有"Internal HDA Digital Environmental Sensors"以檢測包括Helium Pressure在內的環境數據

o2mini

Seagate的SMART數據圖中; ID12 Vendor Sepcific(特定廠商) 最大機會就是Current Helium Level了


因為當初WD也是從這條路走上來的, 不明項目: ID16 特定廠商...明確知道這是什麼後...即時變身為Current Helium Level