关于 SMR 叠瓦式磁记录技术

今天额外了解到一种新的机械硬盘技术方案,SMR ( Shingled Magnetic Recording ) 叠瓦式磁记录技术。但是这个实际应用却非常的坑。


1、什么是 SMR

如果说 SMR,首先你需要了解一下 PMR ( Perpendicular recording ) 垂直磁记录技术 [ 链接 ]

首先我们知道,机械硬盘是通过磁头写入磁道来储存数据的。而以前的 PMR 技术,是将磁面划分出很多磁道,彼此之间保持安全距离,然后在单条磁道上宽写入,窄读取的方式,保证数据写入成功(这样写入的数据的容错率高)。

《关于SMR叠瓦式磁记录技术》

但是到 SMR 时,为了增加容量,SMR 将磁道之间的安全距离降低。因为数据主要是读取后保证可用,所以读取磁道不能重叠,这时候只能在写入磁道上做文章,写入时就不可避免地要覆写到隔壁的磁道(减少安全距离),这样将磁道一层层叠起来,有效的提升了磁道的密度,增大了容量,就是 SMR。

《关于SMR叠瓦式磁记录技术》


2、为什么 SMR 现在不被人认可

由于 SMR 从原理上有一个很明显的问题,那就是在单个瓦中,假如我二次写入需要写入第二条磁道,我就不可避免的要按照 2 3 4 5 的顺序逐层写入一次。

这时候如果后面的磁道有数据,你就需要先将这些其他数据移走,等待写入后再移回来。

这个问题的直观表现在磁盘的写入速度上,当在一块写满了的 SMR 硬盘修改一个文件,可能你的真实写入速度(不算缓存)只有 15MB/s,甚至连 USB2.0 都不到。

在这个原理性的问题面前,厂家只能增大硬盘缓存的容量保证速度,但是如果扒开缓存问题依旧。

部分厂商为了降低这种情况的程度,额外学习了 SSD 的 TRIM 回收技术,通过标识磁盘上哪些数据无效,减免了单瓦二次写入时的搬运数量。

读取速度由于差距不大,所以你的体验应该没有区别,以及由于磁道密度增加,你的读取错误率也许会上涨,但是这个读取错误是可以通过硬盘本身的纠错机制检查并回复回去。


3、SMR 有什么价值

上面说完了 SMR 的问题,那么我们也要考虑 SMR 的价值。

首先 SMR 的的确确有效的提升了单碟磁片容量,相比以往机械硬盘厂家为了增大容量采取的一盘多碟方案, SMR 算是有更好的安全性了。

并且 SMR 的写入速度降低仅体现在单瓦第二次写入时,所以如果你的数据只是一次性写入,以后不再改动,你完全可以使用这种硬盘。

最后,当机械硬盘真的沦为纯仓库盘时,并且它的价格也非常低时,或许真的可以重新杀入市场


4、相关链接

SMR 叠瓦式磁记录技术 [ 链接 ]

PMR 垂直磁记录技术 [ 链接 ]

What is Shingled Magnetic Recording [ 链接 ]

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