Ingeniero grita con fuerza en 2008 cuando la velocidad del HDD cae drásticamente; el video experimental vuelve a volverse viral

Un video experimental grabado en diciembre de 2008 en un centro de datos de Sun Microsystems volvió a ponerse de moda a mediados de junio y acumula más de 5,3 millones de visualizaciones. El protagonista del video, Brendan Gregg, grita frente a un arreglo de discos duros mecánicos JBOD (HDD); las herramientas de análisis de Sun Fishworks muestran que los valores de latencia de los HDD afectados por el impacto de las ondas sonoras se disparan hacia arriba en el mismo segundo.

Registro de pruebas del experimento en el centro de datos de Sun Microsystems en 2008

（Fuente：Youtube）

El video fue subido por Bryan Cantrill, colega de Gregg, y el registro fue realizado en diciembre de 2008. El equipo de prueba es JBOD (Just a Bunch of Disks, un conjunto de HDD mecánicos conectados en serie), y la herramienta de monitoreo es el sistema de análisis de Sun Fishworks, que muestra en tiempo real la latencia de lectura y escritura de cada HDD.

Los resultados del experimento se ven de inmediato en la pantalla de monitoreo: cuando Gregg empieza a gritar, los valores de latencia de algunos HDD específicos se disparan al instante, mientras la velocidad de lectura y escritura cae drásticamente; después de detener el grito, los valores de latencia vuelven a la normalidad. La pantalla de monitoreo indica con precisión qué discos están afectados y el nivel de impacto.

El mecanismo físico del “despiste” del cabezal en HDD: suspensión a nanoescala y conducción de ondas sonoras

El cabezal de lectura y escritura del HDD queda suspendido sobre la superficie del plato a solo unos pocos nanómetros de altura; el plato gira a alta velocidad a varios miles de revoluciones por minuto. El margen de tolerancia del sistema en el plano físico es prácticamente nulo.

Cuando las ondas sonoras se transmiten por el aire hasta el chasis del HDD y, luego, a través de la estructura de la carcasa ingresan al interior, provocan un pequeño desplazamiento relativo entre el plato y el cabezal. Como el cabezal debe alinearse con precisión con las pistas magnéticas del plato al leer y escribir, cualquier desviación pequeña e imprevista activa el procedimiento de realineación, lo que incrementa la latencia y reduce el rendimiento de transferencia. Aunque los HDD de nivel de centro de datos cuentan con un diseño antivibración, una presión sonora alta y repentina aún puede superar el umbral de protección.

CVE-2022-38392: caso de resonancia entre el “Rhythm Nation” de Janet Jackson y HDD de 5400 RPM

“Rhythm Nation”, sencillo lanzado por Janet Jackson en 1989, fue detectado por ingenieros de Microsoft: una sección de la canción tiene una frecuencia de resonancia natural que coincide exactamente con la frecuencia de resonancia mecánica de los HDD de portátiles más comunes de aquella época con 5400 RPM. Reproducir esta canción en una parte de portátiles puede llevar directamente al colapso y bloqueo del HDD; no solo el propio ordenador que reproduce la canción, sino también otro portátil colocado al lado puede verse afectado. Este caso se incorporó oficialmente en 2022 como vulnerabilidad de seguridad CVE-2022-38392, convirtiéndose en un registro poco común de una vulnerabilidad causada por una canción popular dentro de la historia de la seguridad de software y hardware.

Contexto de despliegue en servicio del HDD mecánico en centros de datos de IA

Los SSD (discos de estado sólido, sin partes giratorias) son casi inmunes a las ondas sonoras y las vibraciones, y su penetración en los centros de datos modernos ha aumentado considerablemente. Sin embargo, debido a su costo y ventaja en capacidad por unidad, los HDD mecánicos aún se despliegan masivamente en escenarios de almacenamiento en frío.

Los conjuntos de datos originales necesarios para entrenar IA suelen medir de decenas a cientos de TB, y una proporción considerable todavía se materializa en arreglos de discos mecánicos; por lo tanto, “las ondas sonoras hacen que el HDD baje de velocidad” no es solo una curiosidad histórica, sino un riesgo potencial de la infraestructura en operación.

Preguntas frecuentes

¿Por qué los HDD son tan sensibles a las ondas sonoras?

Según la explicación del artículo, el cabezal de lectura y escritura del HDD queda suspendido sobre la superficie del plato a solo unos pocos nanómetros de altura, y el margen de tolerancia físico del sistema es casi nulo. Las ondas sonoras se transmiten desde el aire y la estructura de la carcasa hasta el interior del HDD, provocando un pequeño desplazamiento relativo entre el cabezal y el plato; cualquier desviación hace que se active el procedimiento de realineación, lo que incrementa la latencia. Esto es una limitación estructural de los platos rotativos mecánicos bajo las leyes de la física, no un defecto de diseño.

¿Cómo se convirtió CVE-2022-38392 en una vulnerabilidad de seguridad oficial?

Según el artículo, ingenieros de Microsoft descubrieron que una frecuencia específica de la canción “Rhythm Nation” de Janet Jackson, lanzada en 1989, coincidía con la frecuencia de resonancia mecánica de los HDD de portátiles de 5400 RPM, y al reproducirla podía provocar la caída del HDD. Debido a que este problema cumple con la definición de vulnerabilidad de seguridad (fallo sistemático que puede activarse por factores externos), en 2022 se incorporó oficialmente en la base de datos de vulnerabilidades con el número CVE-2022-38392.

¿Aún existe el riesgo de que los centros de datos de IA tengan HDD mecánicos afectados por las ondas sonoras?

Según el artículo, aunque los SSD son inmunes a las ondas sonoras, los HDD mecánicos se usan en gran medida para almacenamiento en frío por su costo y ventaja de capacidad, y también una proporción considerable de los conjuntos de datos de entrenamiento de IA se guarda en arreglos de discos mecánicos. Por ello, el fenómeno de que las ondas sonoras afecten a los HDD sigue siendo un riesgo potencial para la infraestructura en funcionamiento, y no un hecho del pasado.