Больше пластин благодаря гелию
В HDD с гелием возникает меньше трения, поэтому пластину и записывающую головку можно расположить ближе друг к другу и, таким образом, разместить больше пластин в корпусе
Для повышения емкости также предпринимаются попытки увеличить количество пластин, однако и это становится реальным только при определенных условиях. Из-за возникновения трения между пластиной и считывающей головкой расстояние между дисками невозможно сокращать до бесконечности.
В настоящее время в накопителях используется до пяти-шести пластин. Корпус дисков тоже нельзя произвольно менять. Решение нашлось: корпус заполняется гелием. В настоящее время производители применяют этот метод для жестких дисков емкостью 14 Тбайт. Гелий, закачанный в корпус, уменьшает трение компонентов диска, но требует хорошей, а значит, и достаточно дорогой герметизации.
Closing thoughts
Basically, aim for a CMR drive. And if you are new to the whole computer parts upgrade or stuff… don’t stress if you are buying a NAS drive for your desktop PC. It does not matter, it will work the same – maybe even last longer!
Hard disk buying is now as tedious as buying another component, I guess – one more thing to look for besides the usual specifications. I do hope that testing, developing, and working with diverse methods and technologies of storing data will eventually lead to manufacturers developing more performant and higher density hard disks. Just imagine a 100 TB HDD! That would be insane.
I hope this article helped you figure out what you need – an SMR or a CMR drive and why it matters.
И при чем тут линукс?
Ну, во-первых, Linux присутствует на большинстве серверов, а также на многих суперкомпьютерах. И они используют настройки RAID-хранилище. Резервные системы «не очень хорошо уживаются» с SMR. По крайней мере, они должны знать, есть ли у них жесткие диски SMR или они смешаны с другими типами жестких дисков. В противном случае они могут вызвать серьезные проблемы.
Обратите внимание, что с RAID он используется писать одновременно в нескольких единицах одновременно. Например, в RAID 1 (зеркало или зеркало) все, что записывается на жесткий диск A, также записывается в B, чтобы иметь точную копию данных и в случае отказа одного из дисков иметь еще одна резервная копия ..
Лас- изменения в SMR может привести к тому, что на эти диски потребуется слишком много времени для записи данных по сравнению с использованием систем RAID только с CMR
Однако есть системы RAID, в которых все диски являются SMR, и это не представляет особой проблемы, но важно, чтобы технический персонал, занимающийся заменой дисков в системе RAID, знал об этом
Существуют практические случаи, такие как серверы облачного хранения Dropbox, где используются узлы с SSD и узлы с HDD SMR. Но есть уловка, они не вместе, но твердотельные накопители используются в качестве буфера или кеша для увеличения скорости, и когда у них есть 1 ГБ, они продолжают записывать его в 4 блока жестких дисков по 256 МБ. Поэтому они дополняют друг друга, но не смешиваются …
Фактически, некоторые люди, купившие жесткие диски для NAS с конфигурацией RAID и новым диском SMR, видели проблемы с маркировкой дисков как «деградировавшие» или видели, как восстановление заняло больше времени чем обычно при замене одного HDD-модуля на другой.
Но кроме системы RAID есть еще одна большая проблема для SMR, и это файловая система XFS, также широко используется в среде Linux. XFS широко используется в NAS, и это приводит к тому, что каждый раз, когда вы хотите перезаписать сектор размером 4 КБ, это подразумевает чтение и перезапись всех 256 МБ. Это делает скорость передачи совершенно ужасной.
Заключение: для этого типа технологий RAID вам следует избегать смешивания SMR с CMR, а для NAS вам следует избегать использования XFS. Но лично я рекомендую вам выбрать CMR и таким образом избежать ограничений и головной боли …
CMR vs SMR: Benefits and Drawbacks
CMR Hard Drive Benefits
CMR hard drives are the best choice for active storage. For example, when data must be read and written at high transfer rates or with enormous amounts of data. This is the preferred hard drive in NAS devices, especially when there is a redundancy mechanism.
It is also ideal for use in several activities, such as:
- Video, audio, or image processing for use on NAS servers or general-purpose servers
- Music streaming
SMR Hard Drive Benefits
- The advantage of this technology is that the storage density is increased (up to 30% more). SMR drives offer greater storage capacity and are more energy-efficient than CMR drives.
- SMR hard drives are a good choice if used primarily for data archiving. For example, writing the data once and occasionally accessing it. This can be used for photo and video archives that you keep for a very long time. However, the use of SMR hard drives in NAS devices, especially when a redundancy mechanism (RAID) is used, is not recommended.
SMR Hard Drive Drawbacks
- When new data is written, older data already on the hard disk often has to be moved as well, as this is partially overlapped by new data and then becomes partially illegible. Therefore, some older data must also be rewritten and can, in turn, overwrite other data. To ensure this doesn’t cause all data to be rewritten on hard disks with high-capacity utilization, the data is divided into groups or bands that are managed together.
- With many small movements and changes, this behavior can increase to such an extent that the hard disk cannot move data fast enough and, for example, exits a RAID with an error. This can happen with a RAID rebuild, in which a large amount of data has to be rewritten.
For the reasons above, you should not use SMR hard drives with RAID.
«Проблемная» технология
Технология SMR (Shingled Magnetic Recording, «черепичная магнитная запись») применяется производителями жестких дисков для повышения плотности записи данных, что позволяет им умещать большее количество информации на каждой пластине винчестера. По своей специфике она радикально отличается от более популярных технологий записи CMR и PMR.
Схема расположения дорожек данных при записи по SMR-технологии
CMR (Conventional Magnetic Recording, «обычная магнитная запись») и PMR (Perpendicular Magnetic Recording, «перпендикулярная магнитная запись») предполагают размещение информации на параллельных дорожках. В отличие от них, SMR размещает дорожки с данными одну над другой с частичным перекрытием, словно черепицы на крыше, что и отражено в ее названии.
Один из винчестеров Toshiba с недокументированной поддержкой SMR
За счет этой особенности SMR действительно позволяет нарастить плотность записи, но возникает побочный эффект в виде снижения скорости перезаписи данных. Для многих файловых серверов этот параметр критически важен, что и приводит к несовместимости SMR-дисков с ними. Как правило, накопители, в которых применена данная технология, используются в хранилищах, информация в которых не требует регулярного обновления или частого доступа.
Различия между LMR, CMR, PMR и SMR
Передняя бабка и передние звезды: Seagate Medalist ST33232A
Первое, что вам следует знать, это то, что жесткие диски HDD, то есть магнитные или механические, используют магнетизм как средство письма и чтения данные на поверхности дисков.
Не вдаваясь в подробности о составе блюд и других деталях, я сразу хочу различать способы, которыми осуществляется доступ к памяти. Это типы MR (магнитная запись) которые существуют:
- Продольный (MRL): Это тип хранилища данных, при котором они хранятся продольно на поверхности диска. Головка жесткого диска сможет намагничивать область тем или иным образом (север-юг), чтобы создавать единицы и нули для двоичной информации. Это классический способ хранения информации на старых жестких дисках.
- Перпендикулярный (PMR): Seagate одним из первых применил эту технологию для жестких дисков емкостью от 750 ГБ. У него было явное преимущество перед LMR, поскольку, будучи перпендикулярными, каждые данные занимали меньше места, и на одной и той же поверхности диска можно было хранить больше информации. Кроме того, он меньше нагревается за счет сохранения информации в более регулярных и стабильных областях.
- Обычный (CMR): Остальные производители также начали использовать PMR для своих жестких дисков, поэтому в конечном итоге он стал нормой в отрасли жестких дисков. Именно поэтому он получил название CMR, так как был уже широко распространен и условен. Но это то же самое, что и PMR.
- Гонт (SMR): в условиях непрекращающейся борьбы за достижение более высокой плотности данных на квадратный сантиметр, за возможность изготавливать жесткие диски все большей и большей емкости с тем же количеством пластин и размером, была также создана технология SMR. Тип записи, которая отличается от предыдущих тем, что расположена в шахматном порядке. В этом типе технологии используется считывающая головка, которая меньше пишущей головки, и дорожки данных накладываются друг на друга. Это увеличивает возможность записи большего количества данных в одну и ту же единицу площади, то есть увеличивается плотность. Проблема в том, что дорожка может быть перезаписана при попытке удалить или изменить сохраненные данные, что может привести к повреждению данных. Способ решения этой проблемы состоит в том, чтобы записать все данные, которые должны быть изменены, в отдельный сектор, и когда есть простои использования жесткого диска, он позаботится о переупорядочении данных. Что-то похожее на то, что происходит на SSD с TRIM и избыточным выделением ресурсов (overprovissioning). Но у этого есть проблемы, так как действительно нужно сделать несколько операций записи, тогда как с другими технологиями нужно сделать только одну … следовательно, увеличение плотности в этом случае имеет стоимость с точки зрения штрафов за запись.
Короче говоря, в новейшие жесткие диски которые продаются, независимо от бренда, вы можете найти себе CMR или SMR. Например:
- Seagate- Более новые Barracudas от 1 ТБ до 8 ТБ обычно имеют SMR. В то время как Ironwolf обычно имеют CMR.
- Тошиба- Многие из их дисков емкостью от 1 ТБ до 6 ТБ обычно имеют SMR. Другие, такие как X300, P300 и N300, обычно имеют CMR.
- Western Digital: он имеет очень разнородное разнообразие, в том числе серия Red, в которой сочетаются SMR и CMR. Red Pro — это CMR, Blue mix, Black — CMR, за некоторыми исключениями, а Purple — CMR.
How to Back up Data to CMR or SMR Hard Drives
Whether you choose CMR or SMR hard drives, you may want to back up data to it. To do that, you can try MiniTool ShadowMaker. It is an excellent computer backup software, which is compatible with Windows 11, 10, 10, 8, 8.1, and 7. With it, you can back up files, folders, disks, partitions, and systems to an image file within a few clicks.
Now, download MiniTool ShadowMaker Trial Edition and install it on your computer to start a backup for data. Connect your hard drive to the computer.
Step 1: Connect the hard drive to your computer. After downloading MiniTool ShadowMaker Trial Edition, double-click the .exe file and install it on your PC by following prompts on the screen. Please don’t install MiniTool ShadowMaker on your CMR or SMR hard drive.
Step 2: Navigate to the Backup page. You may find this backup software backs up the system by default. To back up data, click Source and choose Folders and Files. Then, check all the items that you want to back up and click OK.
Step 3: Click the Destination button, choose a destination to save your backup files, and then click OK. There are four destination paths for you – Administrator, Libraries, Computer, and Shared. Here, you can choose your CMR or SMR hard drive as the destination.
Besides, you had better make a scheduled plan for the backup. MiniTool ShadowMaker allows you to back up your computer daily, weekly, monthly, or on event. Click the Schedule button before clicking Back up Now. Then, set the schedule and MiniTool ShadowMaker will start automatically backing up your data at a specific time.
Minitool ShadoaMaker also allows you to create various backups, including full backups, incremental backups, and differential backups. If you want to do that, refer to this post — full backup, incremental backup, and differential backup. You can go to Scheme to set.
Step 4: At last, click the Back up Now button to start the backup process.
Стоит ли покупать диски с SMR
Разница в цене между наполненным гелием накопителем WD My Book или WD Elements Desktop 8TB, использующими классическую запись CMR, и черепичными Seagate Backup Plus Hub или Seagate Expansion Desktop 8TB на сегодня порядка 10–15 евро. Разница в цене между WD Red 6TB с PMR (модель WD60EFRX) и SMR (WD60EFAX) — исторически те же 10 евро, но на фоне последних публикаций ценник на классическую модель резко и необоснованно взлетел, догнав ценник на 8-гигабайтный накопитель.
Стоит ли переплатить за отсутствие SMR и всегда ли это возможно? В некоторых компактных (2,5″) накопителях емкостью от 2 Тбайт используют SMR для того, чтобы получить более тонкий корпус. В компактных дисках емкостью в 5 Тбайт SMR используют просто для того, чтобы сделать такую емкость возможной. А вот десктопные диски емкостью 2, 4, 6 и 8 Тбайт вполне можно сделать и без SMR. Использование черепичной записи позволяет производителю сэкономить; часть этой экономии достается на долю покупателя, но большую часть денег производитель кладет в собственный карман.
Решать, купить тот или иной диск, в любом случае тебе. Есть сценарии использования, в которых использование SMR недопустимо в принципе, — это массивы RAID 5 и 6. Использовать SMR в составе массивов RAID 0 и RAID 1 — развлечение на любителя, но при соблюдении простого правила — использовать в рамках массива диски только без или только с SMR — это возможно, хоть и не оптимально. В однодисковом NAS, который умеет использовать Trim, ты не заметишь большой разницы между диском с PMR и диском SMR, поддерживающим команду Trim. Наконец, диски с SMR и Trim вполне допустимо использовать в качестве архивных.
А вот за использование дисков с SMR, но без поддержки Trim производитель просто обязан давать гигантскую скидку. В противном случае мне сложно понять потребителя, приобретающего себе заведомо медленный (очень медленный) и нестабильный по скорости работы накопитель.
CMR vs SMR – Detailed Information
What is CMR?
Data can be written on an existing track as it has no effect on other tracks.
CMR stands for Conventional Magnetic Recording, previously known as PMR (Perpendicular Magnetic Recording). Since PMR is also used with SMR hard drives, CMR has been chosen to better distinguish between the two types.
With CMR technology, the data is written to free areas of the hard disk without existing data having to be rewritten or moved. Magnetization is carried out horizontally and vertically on plates. It is possible to write directly to the final data storage location on the hard drive without the data being written back to the hard drive first.
The write performance of CMR hard drives is, therefore, usually better. The difference in performance between CMR and SMR becomes greater the more data is written and the less free storage capacity the hard disk has.
Click here for our favorite CMR hard drives: Seagate IronWolf Pro and Western Digital Red Pro.
What is SMR?
Data can be written on an existing track but is overlapped on another track as well.
SMR stands for Shingled Magnetic Recording and describes a technique in which the write head of the hard disk is larger than the read head. This allows data to be stored on the hard disk in an overlapping way, with subsequent data tracks on the hard disk being partially overwritten when new data is written. This saves space and allows a significantly higher capacity with the same platter size.
In an SMR disc, the write head is larger and less watermarked than the read head. This makes it possible to partially overlap the tracks and thus write more data to disk. The problem is that when the hard disk writes data, it must also write the tracks that overlap it again while their data is unchanged.
With a cache system, this is almost transparent. However, the transfer rate may drop with large files after a certain amount of data because the cache is full and must be cleared first.
Click here for our favorite SMR hard drive: Western Digital Red
When does buying a SMR drive make sense?
My opinion is that never.
But if you get an amazing price, and you know that hard drive will not get a lot of writes, edits, and deletions… well, it might make sense since the actual heavy usage of erasing,editing and writing data is causing the ‘slowness’. Like if you were to just fill it up with movies and that’s it. Those movies will not get edited, deleted or anything – they will just be read when you watch them. I guess – thinking about selfhosting something like Plex or Nextcloud… or a DIY NAS. I’d still opt for a CMR drive – what kind of discount are we talking about, to be fair? 10% is not worth it in my opinion.
Облачная жажда памяти
Потребительский сектор на эту дискуссию может отреагировать с удивлением. Практически все хорошие ноутбуки и ПК в настоящее время выпускаются с SSD, а для мобильных устройств накопители HDD и так не имели значения. Но вместе с тем для крупных компаний твердотельные накопители редко когда представляют собой хорошую альтернативу жестким дискам
Для корпоративных клиентов исключительную важность имеет количество петабайтов, которые можно уместить в серверной стойке наименее затратным образом. Твердотельные же накопители используются прежде всего для выполнения задач, требующих очень частого обращения к памяти
Для сервисов архивов особый интерес представляют недорогие жесткие диски большой емкости. «Постоянные» данные — это те данные, которые должны быть сохранены, несмотря на вероятность того, что доступ к ним никогда не понадобится (счета-фактуры пятилетней давности, налоговая документация), и которые компании должны держать где-нибудь на своих серверах или в облаке.
Другими словами, для производителей жестких дисков перспективы рисуются по-прежнему радужные. Но на безоблачное небо надвигаются мрачные тучи: технология магнитной записи в настоящее время физически достигает пределов своих возможностей.
Жесткие диски состоят из ряда наложенных друг на друга металлических пластин, на каждой из которых есть своя считывающая и записывающая головка. Она отвечает за запись, чтение и удаление битов с пластины. Чем больше битов можно записать на пластину, тем больше емкость диска.
Технология записи MAMR, основанная на излучении микроволн, подразумевает более высокую напряженность магнитного поля, чем метод перпендикулярной записи (PMR) современных жестких дисков
Но размеры областей, хранящих отдельные биты, невозможно произвольно уменьшать, поскольку когда-нибудь плотность записи повысится настолько, что носители отдельных битов поменяют или потеряют направление намагниченности. Именно поэтому метод продольной записи (LRS) был заменен на более эффективный метод перпендикулярной магнитной записи (PMR). Образно говоря, носители битов, которые ранее лежали, подняли в вертикальное положение, перпендикулярно плоскости пластины, что позволило повысить плотность записи до достижения эффекта суперпарамагнетизма.
Toshiba обманывала пользователей
Компания Toshiba призналась в скрытом использовании технологии записи SMR в жестких дисках, ориентированных на потребительский сегмент. Ее использование часто приводит к несовместимости накопителей с некоторыми моделями файловых серверов и к невозможности их объединения в RAID-массивы.
«Обман» японского техногиганта раскрылся в сообщении, переданном от лица компании специалистам ресурса Blocks & Files. В нем было сказано, что Toshiba действительно скрыто применяет технологию SMR в ряде 3,5-дюймовых жестких дисков актуальной серии P300, в том числе в 4-терабайтном HDWD240UZSVA и 6-терабайтном HDWD260UZSVA. Вместе с ними SMR используется и во всех 2,5-дюймовых накопителях поколений DT02, DT01, MD07ACA и MQ04, в том числе во всех HDD линейки L200 для мобильных ПК. В их случае Toshiba тоже никак не оповещала пользователей о применении в этих винчестерах технологии SMR.
Top differences: SMR vs CMR
Both SMR and CMR technologies have their pros and cons, meaning that to choose between them, you need to have a goal and match the technology that best fulfills it.
Speed – CMR
For speed, CMR is the clear winner. It stores data in separate tracks on a CMR hard drive, which allows for much higher data densities. This results in faster data transfer rates and shorter access times. In contrast, data on an SMR hard drive is stored in overlapping tracks. This means that it can have more data stored in an area, but it also slows down data transfer rates and increases access times.
Reliability – SMR
SMR drives are more reliable than CMR drives. Since it stores data in overlapping tracks, there is a lower risk of interruption when reading or writing data.
In comparison, this might be an issue with CMR hard drives where the magnetic head can easily hit the edge of the disk and cause damage to it and interrupt the process.
This increased reliability is one of the main reasons SMR technology has become popular among enterprise users who require high levels of data integrity and uptime.
Price – CMR
If you have a limited budget and price is a big aspect of your decision, the CMR is at the top of your choice list.
SMRs are more expensive than CMR, since they have different manufacturing costs.
Storage capability – SMR
SMR hard drive stores the data in overlapping tracks. This increases the real density of the disk – the amount of data that can be stored in an area. In contrast, it can easily decrease speed and overflow the cache as you constantly write and rewrite it.
Writing Performance – CMR
With constant writing and rewriting, SMR can have cache overflow. Meanwhile, CMR supports large amounts of data transfer at a high speed. If you have to use constantly your drive or need to change data and access it fast, CMR is then your best choice.
CMR vs SMR drives – why does it actually matter?
In short, because you want the best performance for your dollar.
But to get a little bit more technical, regardless of whether an HDD uses CMR or SMR when some new data is written on the drive, the tracks are fully readable without performance impact.
So we have a pretty good read speed, right? No matter what we choose? Right? Kind of. Not really. Well, it depends on how you use the drive.
But! On an SMR drive, when any data is edited or overwritten, the write head will not overwrite data on the existing magnetic track. It will write the new data on an empty area of the disk. While the original track with the old data will temporarily sit put. Then, when the SMR HDD becomes idle, it will enter a ‘reorganization mode’, where the old bits of data on the original track are being erased and made available for future use.
This reorganization procedure must occur and makes idle time essential on an SMR drive. If you hit the respective SMR drive hard with write and read operations, it won’t get to do this in a fast way, and the drive will have to write new data and reorganize stuff at the same time. This causes an impact on the overall read and write performance of the drive.
Возможный заговор производителей
Toshiba стала последним из трех существующих производителей жестких дисков, признавшимся в сокрытии факта использования SMR-технологии в некоторых моделях накопителей. Перед этим сотрудники Blocks & Files вывели на чистую воду компанию Seagate.
Seagate тоже не уведомляла потребителей о присутствии SMR в своих винчестерах
Для сокрытия истины Seagate действовала по принципу «хочешь спрятать – положи на видное место». В документации к некоторым винчестерам она прямо сообщала о наличии в них SMR-технологии, скрывая при этом ее присутствие в других своих накопителях.
Екатерина Столбова, фонд «Сколково»: Грант покроет до 80% расходов компаний на внедрение ИТ-решений
Поддержка ИТ-отрасли
Согласно документам компании, жесткие диски серии Archive v2, ориентированные на использование в ЦОДах в режиме нон-стоп и имеющие емкость 5, 6 и 8 ТБ, действительно поддерживают эту технологию записи. Она также упоминается и в описании 8-терабайтного накопителя Exos 5E8.
В то же время в винчестерах Barracuda ST2000DM008 (2 ТБ/7200 оборотов в минуту), ST4000DM004 (4 ТБ/5400 об/мин), ST8000DM004 (8 ТБ/5400 об/мин) и Desktop ST5000DM000 (5 ТБ/5900 об/мин) SMR тоже присутствует, хотя они ориентированы на обычных потребителей и использование в NAS-серверах пользовательского уровня. При этом официальная их документация этих сведений не содержит. Представители Seagate в разговоре со специалистами Blocks & Files подтвердили использование SMR в перечисленных моделях накопителей, но не стали комментировать факт отсутствия упоминания о ней в официальных документах.
CMR vs SMR Conclusion – Go for a CMR Drive
After comparing CMR vs SMR hard drives, you should opt for a CMR drive for almost all circumstances outside of archiving and backups from an individual device.
Businesses that need storage to operate 24/7 with minimal downtime and to store a huge number of files should opt for a CMR hard drive. This helps to ensure the quick and secure addition of data. Most CMR drives are meant for NAS environments. They can easily manage heavy workloads without dropping performance or slowing down.
Most manufacturers like Seagate indicate the technology used in their hard disks. When buying a hard drive, check the datasheet for the writing method used. You can consult your vendor or other experts for brands that aren’t indicated.
If you’re interested in buying a CMR hard drive for RAID usage, these are two hard drives that we recommend: Seagate IronWolf Pro and Western Digital Red Pro. Both of these devices are CMR hard drives that come with 5-year warranties.
If you’re certain that you’d like an SMR hard drive, click here for our favorite: Western Digital Red
