Один из экспериментальных видеороликов, снятых в декабре 2008 года в дата-центре Sun Microsystems, снова стал вирусным в середине июня: общее число просмотров превысило 5,3 млн раз. Главный герой ролика Brendan Gregg во весь голос ругает массив механических жёстких дисков JBOD (HDD); анализатор Sun Fishworks показывает, что цифры задержки HDD, вызванной ударным воздействием звуковых волн, в пределах одной секунды резко растут.
Тестовые заметки эксперимента в дата-центре Sun Microsystems за 2008 год
（Источник：Youtube）
Видео загрузил коллега Gregg Bryan Cantrill, время съёмки — декабрь 2008 года. Экспериментальное оборудование — JBOD (Just a Bunch of Disks, массив механических HDD, напрямую соединённых в цепочку), система мониторинга — Sun Fishworks, аналитическая платформа, которая в реальном времени показывает задержки чтения/записи каждой отдельной HDD.
Результаты эксперимента видны на мониторе как на ладони: когда Gregg начинает кричать, у определённых нескольких HDD значения задержки сразу подскакивают, скорость чтения/записи резко падает; после прекращения крика показатели задержки возвращаются. На экране точно отмечено, какие именно жёсткие диски пострадали и насколько сильно.
Физический механизм «блуждания» головки HDD: наноуровневое подвешивание и распространение звука
Чтение/запись головки HDD «висит» над поверхностью пластин всего в нескольких нанометрах; сами пластины с высокой скоростью вращаются со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту. Физический запас по отказоустойчивости всей системы практически равен нулю.
Когда звуковые волны распространяются через воздух до корпуса HDD, а затем через конструкцию корпуса попадают внутрь, это вызывает микроскопическое относительное смещение между пластинами и головкой. Поскольку при чтении/записи головка должна точно попадать в магнитные дорожки на пластинах, любое непредвиденное микроскопическое смещение запускает процедуру перенацеливания, из-за чего растёт задержка и падает пропускная способность. HDD уровня дата-центра оснащены противоударной защитой, но резкие эпизоды высокоинтенсивного звукового давления всё равно способны пробить порог защиты.
CVE-2022-38392：случай резонанса HDD 5400 RPM и 《Rhythm Nation》 Джанет Джексон
В 1989 году Janet Jackson выпустила сингл《Rhythm Nation》，который обнаружили инженеры Microsoft: в одной из частей песни естественная резонансная частота точно совпадает с механической резонансной частотой типичных на тот момент ноутбучных HDD со скоростью 5400 RPM. Если проигрывать эту песню рядом с некоторыми ноутбуками, это напрямую может привести к краху и зависанию HDD; речь не только о компьютере, который воспроизводит композицию, но и о соседнем ноутбуке, поставленном рядом. Этот случай в 2022 году официально включили в перечень уязвимостей как CVE-2022-38392 — редкий в истории ПО и «железа» пример уязвимости, где причиной послужила популярная песня.
Контекст действующего развертывания механических HDD в AI-датa-центрах
SSD (твердотельные накопители, без вращающихся компонентов) практически полностью невосприимчивы к звуковым волнам и вибрациям — их проникновение в современные дата-центры значительно выросло. Однако механические HDD по-прежнему широко применяются в сценариях холодного хранения из-за стоимости и преимущества по удельной ёмкости.
Масштаб исходных датасетов, нужных для обучения AI, часто составляет десятки и сотни TB; значительная доля всё ещё хранится на массивах механических дисков. Поэтому «звуковые волны замедляют HDD» — это не просто занимательная история прошлого, а потенциальный пункт риска для действующей инфраструктуры.
Частые вопросы
Почему HDD так чувствительны к звуковым волнам？
Судя по описанию статьи, головка чтения/записи HDD «подвешена» над поверхностью пластин всего на несколько нанометров, а физическое пространство для ошибок системы близко к нулю. Звуковые волны проходят через воздух и конструкцию корпуса внутрь HDD, вызывая микроскопическое относительное смещение головки и пластины; любое смещение приводит к запуску процедуры повторного позиционирования, из-за чего задержка растёт. Это структурное ограничение механических вращающихся пластинных дисков под действием физических законов, а не дефект конструкции.
Как CVE-2022-38392 стал официальной уязвимостью безопасности？
Согласно статье, инженеры Microsoft обнаружили, что определённая частота из сингла《Rhythm Nation》 Джанет Джексон 1989 года совпадает с механической резонансной частотой ноутбучных HDD с 5400 RPM; воспроизведение могло приводить к разрушению HDD. Поскольку этот вопрос соответствует определению уязвимости безопасности (системный сбой, который может быть вызван внешними факторами), в 2022 году его официально включили в базу уязвимостей под номером CVE-2022-38392.
Есть ли ещё риск, что звуковые волны повлияют на механические HDD в AI-дата-центрах？
Согласно статье, хотя SSD невосприимчивы к звуковым волнам, механические HDD из-за стоимости и преимущества по ёмкости всё ещё массово используются для холодного хранения, а датасеты для обучения AI содержат заметную долю, размещённую на массивах механических дисков. Поэтому эффект звуковых волн на HDD остаётся потенциальным риском действующей инфраструктуры, а не чисто историческим событием.
