Познаваемый мир человеком огромен и безумно интересен. В нём есть место и для важного, и для умного, и для интересного и просто дикого, безумного и бессмысленное. Давайте познаем его вместе.

Черепичная запись - беда современных HDD

Большинство современных жёстких дисков использует технологию черепичной записи (SMR).
Такой диск иногда может "задумываться" на десятки минут, а не вовремя выключенное питание может привести к очень тяжелым последствиям.


Первый в мире 3.5" жёсткий диск был выпущен в 1983 году и имел объём 20 МБ (0.00002 ТБ), сейчас объём диска с такими же габаритами достиг 18 ТБ. У первого диска было две пластины по 10 МБ, у 18-терабайтного 9 пластин по 2 ТБ, таким образом за 38 лет плотность записи выросла в двести тысяч раз (!).

В процессе увеличения плотности записи производители столкнулись с проблемой: для того, чтобы создавать достаточное магнитное поле, головка записи должна иметь определённые минимальные габариты, при этом головка чтения может быть меньше по размерам и сама магнитная дорожка может быть более узкой, чем она записывается. А ещё приходилось делать защитные области между дорожками, чтобы головка во время записи не портила соседние дорожки.

И тогда придумали технологию черепичной записи (Shingled Magnetic Recording - SMR), идея которой в том, что дорожки записываются "внахлёст" - каждая новая дорожка затирает часть предыдущей так, чтобы маленькая головка чтения смогла прочитать "остаток".

На первый взгляд всё отлично: плотность записи увеличилась почти вдвое, всё пишется и читается.

Проблема возникает в тот момент, когда на то же место нужно записать новую информацию. Просто так сделать это невозможно - перезапись любой дорожки приведёт к порче следующей, поэтому был придуман "костыль": на диске размещаются блоки по несколько дорожек, записанных "внахлёст", такие блоки называются band (лента).

Даже если нужно перезаписать один байт, приходится перезаписывать все дорожки, входящие в одну ленту. Для этого вся лента считывается в память или переписывается в специальную буферную область на диске,
в ней меняется нужная часть данных и вся лента записывается обратно. Объём данных в ленте у разных дисков разный, обычно от 150 до 256 МБ.

У SMR дисков есть таблица заполненности лент - диск знает, в какие ленты ещё не было записи и туда пишет без предварительного чтения, а, заодно, при чтении из лент, в которые ещё не было записи, отдаёт нули, ничего не читая, за счёт чего при тестах чтения новых дисков получаются очень большие и красивые цифры. :)

При последовательной записи большого количества информации также не происходит предварительного чтения лент, ведь диск уже знает, что ленту хотят перезаписать целиком, поэтому и на тестах последовательной записи получаются отличные результаты.

А вот при реальном использовании всё будет гораздо хуже. Если требуется переписать много мелких файлов в разные части диска, вся эта система с чтением-записью лент начинает "захлёбываться", скорость записи снижается в десятки, сотни, а иногда и тысячи раз. А потом диск "впадает в ступор" на десятки минут. Причина в том, что для временного хранения данных используется не только память, но и специальная "скоростная" область в начале диска, имеющая объём в несколько десятков гигабайт. Когда место в ней заканчивается, диск "перестаёт реагировать на внешние раздражители" и начинает "разгребать завалы", записывая данные из этой области на свои места. Если в этот момент выключить питание или отключить USB-диск ("он же всё равно завис и ничего не делает"), будет совсем плохо и можно потерять не только отдельные данные, но и логическую структуру диска.

Хоть плотность черепичной записи почти вдвое выше обычной, SMR диск в целом имеет плотность записи лишь на 25% выше, чем обычный.

Конечно, лучше диски с технологией SMR не покупать, но их всё больше и определить, какой тип записи у диска - SMR или обычный CMR (conventional magnetic recording) очень сложно - производители и продавцы часто скрывают, что в дисках используется технология SMR.

Вчера я рассказывал о том, как восстанавливают данные в компании R.LAB ( https://ammo1.livejournal.com/1285797.html). Директор этой компании Николай Хозяинов ещё год назад написал статью "Как определить, что в жестком диске применена технология SMR" https://habr.com/ru/post/529860/.

На сайте R.Lab можно скачать бесплатную программу тестирования жёстких дисков R.Tester ( https://rlab.ru/tools/rtester.html), которая, в числе прочего, умеет определять тип записи у диска по флагу в "паспорте диска" или вендор-семейству.

Вот, к примеру, внешний 4-терабайтный диск Seagate Expansion+ Portable. R.Tester показывает, что у него тип записи SMR.

А вот внешний диск Seagate Backup Plus Portable 2TB (я очень удачно купил пять таких дисков в 2013 или 2014 году и все живы). В поле прочерк - диск обычный (на самом деле тогда ещё SMR не изобрели :) ).

Сейчас обычная (CMR) технология записи применяется в серверных дисках, в топовых дисках большого объёма (к примеру, 18-терабайтные диски, о которых я писал в начале, не SMR). Остались ли в продаже внешние диски без SMR, а также недорогие внутренние диски, я не знаю.

P.S. Нашлась вот такая табличка SMR-дисков https://www.truenas.com/community/resources/list-of-known-smr-drives.141/, но думаю она не полная.

© 2021, Алексей Надёжин

Десять лет я каждый день пишу о технике, скидках, интересных местах и событиях. Читайте мой блог на сайте ammo1.ru, в ЖЖ, Дзен, МирТесен, Telegram.
Мои проекты:
Lamptest.ru. Тестирую светодиодные лампы и помогаю разобраться, какие из них хорошие, а какие не очень.
Elerus.ru. Собираю информацию об отечественных электронных устройствах для личного использования и делюсь ей.
Вы можете связаться со мной в Телеграм @ammo1 и по почте ammo1@mail.ru.

Этот пост в моём блоге LiveJournal: Черепичная запись - беда современных HDD


Источник: Черепичная запись - беда современных HDD
Опубликовал:
Теги: блог Жесткие диски оргтехника техника технологии черепичная запись HDD беда запись современный 2021

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Пять бед современного общества:
Пять бед современного общества:
44
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 07:10 24 сен 2019
4 знака зодиака, которые могут почувствовать беду
4 знака зодиака, которые могут почувствовать беду
8
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 15:01 13 окт 2020
Как мы вырезали дверной проём в деревянном доме Как мы вырезали дверной проём в деревянном доме
Блокадный дневник Юры Рябинкина: почему он страшнее записей Тани Савичевой
Блокадный дневник Юры Рябинкина: почему он страшнее записей Тани Савичевой
28
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 10:12 28 мар 2021
Что нельзя делать на ночь, чтобы не навлечь на себя беду по народным приметам
Что нельзя делать на ночь, чтобы не навлечь на себя беду по народным приметам
24
Здесь только хорошие новости! 06:12 27 янв 2021
Брось щепотку соли в окно от людской зависти и ненависти. Нищеты, беды и неудачи уйдут следом
Брось щепотку соли в окно от людской зависти и ненависти. Нищеты, беды и неудачи уйдут следом
23
Здесь только хорошие новости! 07:05 13 фев 2021
Как современные мужья экономят на женах, и как с этим бороться
Как современные мужья экономят на женах, и как с этим бороться
30
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 11:00 06 сен 2021
Как выглядят кумиры современной молодежи: удалые красавцы, как на подбор
Как выглядят кумиры современной молодежи: удалые красавцы, как на подбор
59
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 13:25 11 апр 2021
Запрещающие приметы: что нельзя делать, чтобы не накликать беду
Запрещающие приметы: что нельзя делать, чтобы не накликать беду
20
Человек познаёт мир 05:20 19 дек 2017
Напишите Сильные Слова 7 раз и положите под подушку до 28 Февраля. В Жизнь придет Удача и Достаток, заменив собой беды и горести
Напишите Сильные Слова 7 раз и положите под подушку до 28 Февраля. В Жизнь придет Удача и Достаток, заменив собой беды и горести
14
Здесь только хорошие новости! 06:12 15 фев 2021
Пять вещей, которые не станет делать современная уважающая себя женщина
Пять вещей, которые не станет делать современная уважающая себя женщина
43
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 09:00 01 авг 2021
Семь вещей запрещено выбрасывать – беды не оберешься
Семь вещей запрещено выбрасывать – беды не оберешься
13
Здесь только хорошие новости! 07:08 03 мар 2021
Верные признаки современного «нищеброда»
Верные признаки современного «нищеброда»
17
Сад огород дача и все самое интересное 09:02 18 июн 2021

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства