Технологии: "Магнитная запись (SMR)" или о чем молчат производители HDD
Практически все производители HDD скромно умалчивали о том, что во многих выпускаемых ими моделях HDD применяется технология черепичной магнитной записи (SMR), увеличивающая плотность записи данных. Но у этой технологии есть существенные недостатки, приводящие к возникновению проблем при эксплуатации.
Речь пойдет о применяемой в HDD технологии черепичной магнитной записи (SMR), которая преподнесла своим владельцам немало неприятных сюрпризов.
Давайте разберемся, что это за такая технология магнитной записи. При черепичной записи дорожки записываются на диск с частичным перекрытием друг друга, внахлест, по принципу размещения черепицы на крыше. То есть каждая следующая (записываемая) дорожка частично перезаписывает предыдущую (записанную) дорожку. И результирующая ширина таких дорожек становится меньше, ну а их количество на заданной площади становится больше.
Это позволяет более эффективно использовать физическое пространство блинов HDD, и соответственно увеличить объем записанных данных на него использую эту технологию. Использование этой технологии при проектировании HDD напросилось само собой. Дело в том, что физические размеры записывающей головки больше, чем размеры считывающей головки. Это обусловлено тем, что записывающая головка должна создавать достаточно сильное магнитное поле для осуществления процесса записи. А сила создаваемого магнитного поля и зависит от размера головки. Считывающая же головка может быть гораздо меньшего размера. Вот и получилось все само собой. Записывающая головка пишет широкие дорожки, но с перекрытием друг друга так, чтобы остаточная ширина дорожки была равна ширине считывающей головки.
Но получилось все по принципу «одно лечим, другое калечим». Использование этой технологии записи привело к снижению скорости записи. Почему же это произошло? Рассмотрим случай, при котором нужно перезаписать одну из дрожек (N+1), находящуюся, где-нибудь в середине всего массива дорожек.
Так, как ширина записывающей головки большая, то она помимо перезаписи необходимой нам дорожки (N+1), затрет данные и на следующей дорожке (N+2), при перезаписи затертых данных на дорожке (N+2), затрет данные на дорожке (N+3), и так далее, до последней дорожки массива. Чтобы не было лишней перезаписи, дорожки объединяются в небольшие группы, называемые лентами, и отделяются друг от друга зоной, где не происходит перекрытия дорожек.
При этом необходимо будет перезаписать только небольшую группу дорожек (ленту), а не весь массив дорожек. Но, тем не менее, такой метод все равно приводит к снижению скорости записи, и снижение скорости будет сильнее, если придется перезаписать множество мелких файлов в разных местах диска. Производитель попытался нивелировать потерю скорости записи, используя кэш из CMR дорожек (продольный, обычный, без перекрытия дорожек метод записи). Новые данные HDD записывает в этот кэш, а когда он заканчивается, то в первую свободную ленту, и так далее. Во время простоя данные из кэша перемещаются в ленты, освобождая и подготавливая тем самым кэш к новому приему данных. И нужно отметить, что скорость записи очень сильно просаживается после заполнения кэша. Например, как в этом диске.
Ну а какая скорость чтения? Здесь тоже не все так хорошо. Из-за высокой плотности расположения дорожек, скорость позиционирования считывающих головок ниже, чем в HDD с технологией записи CMR, что и снижает скорость чтения.
Но не было бы у владельцев HDD с технологией черепичной записи многих проблем, если бы производитель честно указывал наличие в производимых им HDD этой самой технологии. Владелец бы тогда знал, как и где можно применить такой HDD, а где его не стоит применять.
Например, пользователи, которые в RAID массиве заменили вышедшие из строя HDD WD Red 6TB WD60EFRX на новые модели WD60EFAX, получили чрезвычайно длительное время перестроения массивов SHR1 и RAID5 (от 2 до 8 дней). У многих пользователей перестроение завершилось с ошибкой. HDD просто исключался из массива как неисправный. Оказалось, что новый HDD имел технологию черепичной записи. И причиной развала RAID массива стало совместное использование HDD с технологией CMR и SMR. А пользователь то об этом не знает, потому что информацию об используемой технологии записи от него утаил производитель. И потому пользователь не может сделать правильного вывода о причине развала RAID массива и принять соответствующие меры.
В конце концов, пользователи стали подозревать производителей в использовании этой технологии, и начали настойчиво задавать им вопросы. Вот, например, что ответила компания Western Digital:
После настойчивых обращений пользователей в компанию Western Digital и предъявления ей фактов использования этой технологии она сдалась, и представила весь список своих накопителей использующих технологию черепичной магнитной записи (SMR):
Компания Seagate также сдалась, и представила свой список HDD:
И список HDD компании Toshiba использующих эту технологию:
Пора подвести итог всего вышесказанного. Не совсем понятна причина утаивания производителями HDD применяемой в их накопителях технологии черепичной магнитной записи (SMR). Желание представить свой товар в более выгодном свете, увеличив емкость накопителей ценой снижения их скорости, получив при этом еще и побочные косяки, и скрыв это. Такая себе перспектива, которая рано или поздно принесла бы компаниям массу неприятностей, что, в общем, то и произошло. А указали бы компании эту информацию честно, то и не было бы у них подобных неприятностей.