Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Pułapka dysków SMR, CMR vs SMR na kanale SGdata

TechEkspert 11 Nov 2022 11:11 1260 6
  • Czytając materiał wnętrze starego dysku HDD 2GB przypomniałem sobie o materiale z kanału YT SGdata porównującego sposób zapisu CMR i SMR stosowany w dyskach HDD. Film z kanału SGdata poniżej.

    CMR (Conventional Magnetic Recording) - dane zapisywane są na ścieżkach magnetycznych obok siebie, ścieżki nie nakładają się na siebie i zapisy nie mają wpływu na sąsiednie ścieżki.

    SMR (Shingled Mgnetic Recording) - ścieżki częściowo nakładają się na siebie (gontowy zapis magnetyczny), ścieżki z danymi są cieńsze więc można zmieścić więcej danych na takim samym obszarze jak w CMR. Jednak z materiału dowiemy się, że taki sposób zapisu może generować problemy.

    SMR komplikuje operację zapisu, ślad zapisu jest szerszy niż ślad odczytu. Modyfikacja danych wymaga korekty poprzednio zapisanych danych. Wg. autora materiału, nowe dane zostaną przez dysk "w tle" zapisane w wolnym miejscu, natomiast oprogramowanie dysku w czasie bezczynności skoryguje nadpisywane dane.

    W materiale został podkreślona sytuacja całkowitego zapisania powierzchni dysku, wtedy SMR może mieć problem z zapisaniem nowych danych w wolnym miejscu. Dodatkowo co stanie się gdy zabraknie zasilania (dysk przenośny USB) podczas korekt wykonywanych przez dysk? To zależy jak zostało napisane oprogramowanie dysku.

    Mam kilka hipotez dot. SMR.

    1. Znaczący spadek wydajności zapisu w określnych przypadkach:
    Zauważyłem, że dyski SMR oferowane są także w wykonaniu dla domowych NASów.
    Co stanie się gdy z kilku komputerów na taki domowy NAS zapisywane/nadpisywane są dane?
    (np. zdjęcia z wakacji lub uruchomi się kopia zapasowa laptopa podłączonego do domowej sieci)
    Kiedyś dysk SMR musi znaleźć czas na korektę, jeżeli zapis będzie ciągły a ilość zapisanych danych zbyt duża moim zdaniem dysk wymusi zmniejszenie szybkości transferu aby zająć się wewnętrznymi procedurami korekt. Ciągły sekwencyjny zapis to dobry scenariusz dla mechanicznego HDD (mało ruchów głowicy), który daje możliwość szybkiego zapisu. Jednak w SMR wygląda na to, że taki sekwencyjny zapis/nadpisywanie zamieni się w ciągłe przeskakiwanie głowicy korygującej zapisy, czyli będzie to zapis losowy. Im więcej korekt zapisu (np. nadpisywanie plików starych kopii zapasowych naszego laptopa) tym większa ilość operacji I/O generowanych przez wewnętrzne mechanizmy, podejrzewam, że szybkość zapisu może wtedy spaść z powiedzmy ~100MB/s do 15-40Mb/s.



    2. Problemy podczas pracy w grupie RAID:
    Praca w grupie RAID może moim zdaniem pogarszać efekt opóźnień SMR, każdy z dysków żyje swoim życiem i podczas korekt spowalnia działanie całej grupy. Praca w RAID to często przydzielenie całej pojemności dysku i oprogramowanie NAS zarządza migawkami, przestrzeniami udostępnianymi jako logiczne byty względem fizycznej struktury dysku. Jest możliwe zapisanie całej pojemności HDD (rozszerzenie grupy RAID o kolejne dyski, rotacyjne kopie zapasowe itp.).

    3. Problemy z szyfrowaniem, kompresją, deduplikacją:
    To mogą być moim zdaniem kolejne mechanizmy powodujące namnażanie operacji zapisów (konieczność modyfikacji bloków danych) i wspomniane wcześniej wartości szybkości zapisu mogą moim zdaniem w skrajnych warunkach spadać nawet do 10-20Mb/s.

    4. Monitoring CCTV, cykliczne zapisywanie/nadpisywanie HDD w całości:
    wg. mnie do takich aplikacji SMR nie powinno być stosowane.

    Jakie macie zdanie o tych spostrzeżeniach,
    czy jest to możliwe?
    czy jestem w błędzie?


    Niektórzy producenci nie informowali w sposób jasny o wykorzystaniu SMR:
    https://www.benchmark.pl/aktualnosci/western-...-liste-slabszych-dyskow-hdd-z-zapisem-sm.html

    Czy po zapoznaniu się z materiałami z wideo wybierając dysk zdecydowałbym się na SMR?
    Nie.

    Jakie jest Wasze zdanie na ten temat, czy wybralibyście dysk HDD SMR czy CMR?

    Materiał z kanału SGdata:



    Cool? Ranking DIY
    About Author
    TechEkspert
    Editor
    Offline 
    W moich materiałach znajdziecie testy i prezentacje sprzętu elektronicznego, modułów, sprzętu pomiarowego, eksperymenty. Interesuje mnie elektronika cyfrowa, cyfrowe przetwarzanie sygnałów, transmisje cyfrowe przewodowe i bezprzewodowe, kryptografia, IT a szczególnie LAN/WAN i systemy przechowywania i przetwarzania danych.
    Has specialization in: elektronika, mikrokontrolery, rozwiązania it
    TechEkspert wrote 4132 posts with rating 3426, helped 12 times. Been with us since 2014 year.
  • #2
    Rack70
    Level 10  
    TechEkspert wrote:
    Jakie jest Wasze zdanie na ten temat, czy wybralibyście dysk HDD SMR czy CMR?

    Jakiś czas temu próbowałem rozpoznać temat, chciałem zakupić dysk HDD, oczywiście w wersji CMR. Dość trudno jest znaleźć informację, czy dany model wyprodukowano w technologii CMR, czy SMR. Dotarłem m. in. do takich zestawień ( w 2021r.):
    Pułapka dysków SMR, CMR vs SMR na kanale SGdata

    Pułapka dysków SMR, CMR vs SMR na kanale SGdata
    Pułapka dysków SMR, CMR vs SMR na kanale SGdata
  • #4
    Shadowix
    Level 30  
    Rack70 wrote:
    Dość trudno jest znaleźć informację, czy dany model wyprodukowano w technologii CMR, czy SMR.

    No to mój pierwszy wynik w google po wpisaniu "cmd disk list" jest jakiś trudny do znalezienia i zajęło mi to 5 sekund :)

    Oczywiście do "prawdziwych" (czyt. profesjonalnych) systemów NAS stosowane są tylko dyski CMR. Dyski SMR są tańsze ze względu na większe upakowanie danych (mniej talerzy), mimo dodatkowego softu. Tam gdzie dodatkowo jest wymagana wysoka dostępność i wydajność dysk SMR nie sprawdzą się, właśnie ze względu na dodatkowe operacje, które same dla siebie muszą wykonać co obniża wydajność. Dodatkowo dochodzi jeszcze większy problem z odzyskiem danych z takiego dysku...
  • #5
    Rack70
    Level 10  
    Shadowix wrote:
    Rack70 wrote:
    Dość trudno jest znaleźć informację, czy dany model wyprodukowano w technologii CMR, czy SMR.

    No to mój pierwszy wynik w google po wpisaniu "cmd disk list" jest jakiś trudny do znalezienia i zajęło mi to 5 sekund

    CMR, nie cmd, ale ok. Dziś to nie problem, bo temat został nagłośniony. Z rok, dwa lata temu tak prosto nie było.
  • #6
    pawelr98
    Level 39  
    Duże dyski są zawsze CMR, SMR to są przy "małych" pojemnościach co wynika z tabelek. Dla producentów małe dyski to poniżej 8TB.

    A wynika to z faktu, że duże dyski są przeznaczone przede wszystkim dla serwerów, gdzie takie zabawy w SMR by nie przeszły. Dyski stricte konsumenckie dużej pojemności to z reguły "odrzuty" z linii serwerowych.

    Nie mówiąc już o tym, że najkorzystniejsza cena za GB dla HDD jest obecnie w okolicy pojemności o ile pamiętam 12TB, a jeszcze rok czy dwa temu było to 8TB.
    Dyski 1/2/4TB są generalnie mało opłacalne, cena za GB jest często 2 lub więcej razy wyższa.

    Producentom niezbyt się opłaca robić dyski konsumenckie na tak małe pojemności, więc zaczyna się kombinowanie w SMR, żeby jeszcze ściąć kosztów, a konsument i tak łyknie. Tymczasem najlepsze idzie na rynek profesjonalny gdzie i sprzedaż i podejrzewam że marże są znacznie lepsze.
  • #7
    cefaloid
    Level 33  
    Shadowix wrote:
    Tam gdzie dodatkowo jest wymagana wysoka dostępność i wydajność dysk SMR nie sprawdzą się


    Kolega ma doskonałą pamięć. Faktycznie takie dylematy miało się mniej więcej 10-20 lat temu.

    A dzisiaj.... Na rynek domowy ssd/nvme a na rynek profesjonalny na przykład to
    https://www.ibm.com/products/flashsystem-9500

    Zaś hdd... Są jeszcze tam gdzie trzeba dużo tanich terabajtów. Ale niezbyt szybkich.

    Zapis SMR też przecież nie wygląda tak ze wszystkie ścieżki się nakładają na milionie sektorów... Mamy tam kilka nakładających się ścieżek a następnie przerwę aby operacja nadpisywania ograniczała się do kilku dodatkowych odczytów/zapisów. Jeśli taki dysk miałby służyć np do robienia backupów przyrostowych to i tak do takich dodatkowych nadpisywań i tak nie będzie dochodzić...

    Tak samo w sytuacji w której byłyby na takim dysku głównie statyczne dane do odczytu. Wtedy SMR nie będzie jakimś dużym problemem.

    No ale jakbyśmy na SMR trzymali bazę danych to wiadomo, będzie tragedia.

    Wszystko zależy do czego to ma być. Nie przekreślałbym SMR tam gdzie nie wykaże on swych wad