Я выяснил ответ - мое лучшее предположение состоит в том, что запуск жесткого диска в режиме AHCI, когда он не способен работать в этом режиме, вызвал такое поведение.
Я физически переместил диск на сервер Ubuntu для резервного копирования своих файлов до того, как диск умер, - давняя история о том, почему - и я обнаружил, что диск работал очень хорошо. Я заглянул в BIOS на этой машине и обнаружил, что все диски работают на IDE.
Я вернулся к своей машине с Windows и переключил порты SATA 4 и 5 в режим IDE, затем подключил жесткий диск к порту 4, и проблема исчезла.
Я предполагаю, что проблема заключалась в том, что моя материнская плата ожидала увидеть диск AHCI, но когда это не сработало, по истечении времени ожидания он вернулся к IDE, а затем диск работал нормально. Вот почему, когда накопитель не работал, у меня была задержка, прежде чем я смог получить к нему доступ, но диагностика SMART не показала никаких проблем с временем его раскрутки.
Моя материнская плата - Gigabyte 970A-D3P с версией BIOS F5. Я предполагаю, что это поведение каким-то образом связано с тем, как программируется плата, но я на самом деле не знаю. Я просто добавляю номер модели в этот ответ на случай, если он кому-нибудь поможет в будущем.