1、 1 数据中心硬盘故障预测技术白皮书 ODCC-2023-0600C 编号 ODCC-2023-0600C 数据中心硬盘故障预测技术 白皮书 开放数据中心委员会 2023-09 发布 I 数据中心硬盘故障预测技术白皮书 ODCC-2023-0600C 版权声明版权声明 ODCC（开放数据中心委员会）发布的各项成果，受著作权法保护，编制单位共同享有著作权。转载、摘编或利用其它方式使用 ODCC 成果中的文字或者观点的，应注明来源：“开放数据中心委员会 ODCC”。对于未经著作权人书面同意而实施的剽窃、复制、修改、销售、改编、汇编和翻译出版等侵权行为，ODCC 及有关单位将追究其法律责任，感谢各单

2、位的配合与支持。II 数据中心硬盘故障预测技术白皮书 ODCC-2023-0600C 编写组编写组 项目经理：项目经理：原超 中移（苏州）软件技术有限公司 工作组长：工作组长：岳上 腾讯科技（深圳）有限公司 贡献专家：贡献专家：潘飞 中移（苏州）软件技术有限公司 许可欣 中国信息通信研究院 于超琪 超聚变数字技术有限公司 王钦东 超聚变数字技术有限公司 张宇奇 西安三星电子研究所 李娟 浪潮电子信息产业股份有限公司 梁文俊 浪潮电子信息产业股份有限公司 III 数据中心硬盘故障预测技术白皮书 ODCC-2023-0600C 前前 言言 随着互联网、云计算的发展，数据的存储需求与日倍增，大规模海

3、量数据存储中心是必不可少的基础性设施。在当前的数据中心存储系统中，硬盘作为核心的设备，其寿命期是有限的，往往在使用 2 到 3 年后故障率明显升高，是影响服务器运行可靠性的重要因素。以硬盘故障预测技术为主的主动容错技术不仅可以减少数据丢失的风险，还能降低数据恢复的成本，如额外存储开销，网络带宽等，已成为当前数据中心智能运维方面主流的研究方向。本白皮书从硬盘故障预测的完整技术栈出发，对能力指标、故障数据源的选择、预测算法和模型、案例等几个方面对硬盘故障预测技术能力和架构进行描述，提供对硬盘故障预测技术的全视角剖析。由于时间仓促，水平所限，错误和不足之处在所难免，欢迎各位读者批评指正。如有意见或建

4、议请联系编写组。IV 数据中心硬盘故障预测技术白皮书 ODCC-2023-0600C 目目 录录 版权声明.I 编写组.II 前 言.III 一、背景与发展.1(一)硬盘故障已成为大型数据中心硬件故障主要因素.1(二)智能化运维发展推动故障预测应用建设.4 二、硬盘故障预测关键技术和指标.6(一)业界传统解决磁盘故障方式.6(二)评价指标.7(三)数据源及预处理.10 1、S.M.A.R.T.参数.10 2、其他数据.13 3、数据的预处理.20(四)预测模型.21 1、传统的阈值方法和统计学算法.21 2、基于深度学习算法的预测模型.23 三、主流存储故障运维软件案例.26(一)中移云秤-磁

5、盘健康检测平台.27(二)超聚变 FusionDirector-故障诊断功能.29(三)三星存储健康预测.31(四)浪潮融合智能存储管理平台.34 四、总结和展望.37 V 数据中心硬盘故障预测技术白皮书 ODCC-2023-0600C 参考文献.38 附录 缩略语和名词释义.39 1 数据中心硬盘故障预测技术白皮书 ODCC-2023-0600C 数据中心硬盘故障预测技术白皮书数据中心硬盘故障预测技术白皮书 一、一、背景与发展背景与发展 (一一)硬盘故障已成为大型数据中心硬件故障主要因素硬盘故障已成为大型数据中心硬件故障主要因素 随着数字中国、企业数字化转型的加速发展，越来越多的多元化数据和

6、服务将部署在数据中心的存储系统中。用户对数据中心的存储可靠性要求也逐步增大，从最初的 99.99%到 99.999%，甚至到99.9999%，只有存储系统的可靠性得到保证，数据中心的可靠性和可用性才能得到保证。在当前的数据中心存储系统中，机械硬盘（Hard Disk Drive,HDD）和固态硬盘（Solid State Disk,SSD）仍然是主流的外存储设备，其生命周期通常为 3 到 5 年，在 2 到 3 年后故障率明显升高，导致换盘量陡增。图 1 硬盘由多种机械和电子器件组成，是非常复杂且精密的设备，硬盘的故障呈现出不同的表现形式和严重程度。机械硬盘 HDD 由磁头/盘面接口、磁头堆栈