smr или cmr что лучше

CMR против SMR: выводим производителей HDD на чистую воду

Страница 2: Как распознать SMR?

Если производитель держит язык за зубами, то пользователю придется самостоятельно определять используемую технологию жесткого диска. Но жесткие диски SMR не ведут себя одинаково, что затрудняет процесс определения. В целом, когда жесткий диск SMR заполнит дисковый кэш, пропускная способность записи снижается в два раза. На примере разных HDD мы покажем, на что еще обратить внимание. Чтобы помочь в трактовке графиков HD Tune Graphs и значений CDM мы рекомендуем ознакомиться с тестом «чистого» жесткого диска CMR/PMR, а именно Seagate IronWolf Pro 16 TB ST16000NE000 (тест).

Сначала мы рассмотрим Seagate BarraCuda 6 TB ST6000DM003 (тест). Из спецификаций жесткого диска, а также результатов тестов мы знаем, что он использует SMR (Shingled Magnetic Recording). На графике теста записи HD Tune легко увидеть повторяющие падения скорости записи («пилу»). Мы легко повторили тест ST6000DM003 и для нашей статьи с тем же результатом.

Но у BarraCuda 6 TB есть своя особенность: скорость записи блоками по 4 кбайт у дисков SMR обычно бывает существенно выше, чем у сравнимых жестких дисков CMR в тестах, подобных CDM. Однако здесь скорость записи 4K невелика.

Результаты тестов ST6000DM003

Для сравнения мы привели жесткий диск того же производителя сравнимого поколения. Если верить спецификациям, у Seagate IronWolf 6 TB ST6000VN0033 (тест) технология записи SMR не используется, плотность записи kTpi составляет 370, что тоже указывает на традиционную магнитную запись. Как можем видеть, резких падений скорости записи уже не наблюдается.

Результаты тестов ST6000VN0033

«Пила», которую мы видели при записи в тесте HD Tune, наблюдается и у другой модели Seagate с подтвержденной записью SMR. Жесткий диск Seagate BarraCuda 500 GB ST500LM034 2,5″ (до февраля 2020 и Seagate BarraCuda Pro 500 GB 2,5″), который мы тестировали ранее, показал вполне обычные значения 4K. Однако результаты теста чтения HD Tune были весьма любопытными. Обычный жесткий диск дает плавно снижающуюся кривую, начинающуюся с внешних дорожек и заканчивающуюся на внутренних дорожках, поэтому подобное поведение может быть связано с наличием кэша чтения.

Интересные результаты дал тест случайного чтения HD Tune, который мы используем для оценки энергопотребления. Обычно на выполнения теста требуется существенно больше времени, чем наше окно в 60 секунд для измерения энергопотребления. Но у ST500LM034 тест был выполнен всего за 10 секунд. Хотя у всех жестких дисков буфер не превышает 512 Мбайт, ранее мы не наблюдали подобной картины с моделями CMR. Так что подобное поведение может указывать на наличие SMR. Подобную картину мы получили позднее с жестким диском WD Red 6 TB WD60EFAX.

Ниже приведены результаты теста Seagate ST500LM034. Во время чтения кривая не только не снижается, но даже возрастает до постоянного уровня, который можно объяснить наличием буфера.

Результаты тестов ST500LM034

У других жестких дисков, как у того же 2,5″ Toshiba L200 2 TB, с которым у нас была возможность ознакомиться ранее, демонстрируют характерное для SMR поведение в тестах. Агентство, представляющее интересы производителя, подтвердило нам наличие технологии записи SMR.

Мы протестировали Toshiba P300 6 TB (но то же самое верно и для модели 4 Тбайт, которую мы отдельно проверили). Здесь, помимо увеличенных значений 4K, тест HD Tune показывает «пилу», которая заметна при простом копировании файлов Windows. Какое-то время жесткий диск пишет данные быстро, но затем «подтормаживает», чтобы очистить кэш на зоны дорожек SMR.

Результаты тестов Toshiba P300 6 TB

Ниже приведены наиболее яркие особенности, которые указывают на использование жестким диском SMR.

Также следует обращать внимание и на странную картину скорости чтения HD Tune.

Источник

CMR против SMR: выводим производителей HDD на чистую воду

Страница 3: Жесткие диски SMR на практике

Мы провели и несколько классических тестов с разными сценариями нагрузки записи. Жесткий диск с SMR теоретически должен показать себя хуже обычных HDD из-за механизма записи. Посмотрим, какое падение производительности мы получим в практических сценариях. Так ли бесполезны жесткие диски SMR, как считают некоторые пользователи? Конечно, наши тесты не покрывают весь спектр возможных сценариев, но все же для системного диска ОС все чаще используют SSD, то же самое касается запуска приложений и игр. Мы решили воспользоваться стандартным графиком записи Windows, поскольку шкала у HD Tune логарифмическая. Поэтому график записи Windows более понятен для трактовки любому пользователю, а точные значения записи нам здесь не так важны.

Прямое сравнение

Мы сравнили Seagate BarraCuda Compute 6 TB ST6000DM003 (SMR) и WD Black 6 TB WD6002FZWX (CMR), пару можно назвать идеальной. Для последнего уже вышла замена в виде WD Black 6003 (тест), но жесткий диск вполне способен выступить в качестве представителя Red Pro (FFWX) и Red (EFRX), он соответствует широко распространенным поколениям NAS HDD с использованием CMR.

Слева: чтение с жесткого диска Seagate BarraCuda Compute 6 TB ST6000DM003. Справа: запись на жесткий диск Seagate BarraCuda Compute 6 TB ST6000DM003

Запись на жесткий диск Seagate BarraCuda Compute 6 TB ST6000DM003

Слева: запись на жесткий диск WD Black 6 TB WD6002FZWX. Справа: чтение с жесткого диска WD Black 6 TB WD6002FZWX

Toshiba P 300 6TB (тест) показал поведение, сравнимое BarraCuda Compute. Можно видеть, что скорость записи меняется между 120 Мбайт/с и 175 Мбайт/с. Но из-за явного влияния кэша в самом начале эффект не так заметен на графике.

Слева: чтение с жесткого диска Toshiba P 300 6TB. Справа: запись на жесткий диск Toshiba P 300 6TB

Запись на жесткий диск Toshiba P 300 6TB

Слева: чтение с жесткого диска Western Digital Red WD60EFAX. Справа: запись на жесткий диск Western Digital Red WD60EFAX

Справа и слева: запись на жесткий диск Western Digital Red WD60EFAX

SMR в NAS

Здесь мы будем оценивать только производительность записи новых жестких дисков SMR.

Мы провели процесс начальной инициализации массива, после чего выполнили перестройку массива RAID 1 после «выхода из строя» HDD на QNAP TS253 NAS. Мы использовали WD Red Pro WD6002FFWX (CMR, 7.200 об/мин), после чего провели те же тесты на WD Red 6 TB WD60EFAX (SMR, 5.400 об/мин). Мы выставили максимальный приоритет, чтобы задачи инициализации и перестройки были выполнены как можно быстрее. К NAS в это время мы не обращались.

Источник

CMR против SMR: выводим производителей HDD на чистую воду

Страница 1: CMR против SMR: выводим производителей HDD на чистую воду

Интерес к магнитной записи SMR за последние месяцы значительно возрос. Причина в том, что производители жестких дисков выпустили ряд моделей, использующих SMR, но не указали это в спецификациях. Между тем наши тесты определенно указывали на наличие SMR. Последним примером можно назвать WD Red 6 TB WD60EFAX, жесткий диск для NAS с явным использованием SMR по результатам тестов. Позднее WD уже официально подтвердила использование SMR в данной модели. Но так ли плоха магнитная запись SMR? В статье мы подробно расскажем о данной технологии, взвесим преимущества и недостатки, чтобы наши читатели смогли сделать обоснованный выбор. Конечно, мы приведем список моделей разных производителей с использованием SMR.

Когда мы начинали наше руководство, скандал насчет линейки Western Digital RED еще не полыхал во всю силу. Сегодня же появилось еще больше аргументов для публикации подобной статьи. Тем более многие пользователи паникуют, если обнаружат SMR в своих накопителях, чаще всего совершенно напрасно. Но позвольте рассказать обо всем по порядку.

Технология перпендикулярной магнитной записи PMR является преемником продольной LMR (Longitudinal Magnetic Recording). В случае LMR магнитные домены расположены параллельно плоскости пластины диска. Чтобы повысить плотность расположения доменов, в случае PMR или перпендикулярной магнитной записи они ориентированы уже вертикально. Конечно, такой шаг привел к полной перестройке головок чтения/записи, которые отличаются от классических головок LMR. Благодаря вертикальной ориентации магнитных доменов удалось увеличить плотность записи в три раза по сравнению с LMR. Производители HDD Toshiba и Seagate используют PMR с середины нулевых годов. Переход на PMR позволил увеличить емкость выше 750 Гбайт в стандартном 3,5″ формате, а также получить 300 Гбайт на 15.000 об/мин у жестких дисков SAS без чрезмерного нагрева.

Два данных способа одинаковы в том, что головки чтения/записи выполняют запись напрямую на целевую дорожку, не затрагивая соседние. К сожалению, в случае SMR это сделать уже не получится.

Как можно догадаться по названию «черепичная» магнитная запись SMR (Shingled Magnetic Recording), дорожки накладываются друг на друга как черепица. Идея возникла из-за разных размеров головок: для чтения головка может быть очень маленькой, но головка записи физически намного крупнее. Поэтому дорожки можно расположить плотнее, сохранив их читаемость. Но при записи целевой дорожки придется перезаписывать и соседнюю, с которой имеется «перехлест». Затем следующую, если в ней есть данные. В худшем случае придется переписать все дорожки зоны. Но благодаря меньшему расстоянию между дорожками плотность записи существенно увеличивается по сравнению с PMR.

Жесткие диски SMR оснащаются дисковым кэшем (on-disk cache) на быстрых внешних дорожках, который дополняет традиционный кэш контроллера. Дисковый кэш записывается по технологии PMR без перехлеста дорожек. При поступлении данных на запись HDD размещает их в кэше, а позднее контроллер диска перемещает данные в область SMR. Собственно, в этом и кроется недостаток всей концепции. Если быстрый дисковый кэш заполнится до того, как контроллер перенесет его содержимое в область SMR, то входящий поток данных придется притормозить на время очистки кэша. После чего новые данные уже можно записывать в кэш. Так что если вы будете записывать на жесткий диск SMR большой массив данных, то после определенного объема скорость записи существенно снизится. Технологию SMR разделяют на управляемую диском (device-managed) и управляемую хостом (host-managed). В последнем случае процесс записи данных регламентируется не контроллером HDD, а операционной системой или драйвером.

Ниже мы привели несколько фактов, которые следует принимать во внимание при чтении статьи.

К сожалению, есть другая проблема. Производители жестких дисков, особенно в потребительском сегменте, не спешат публично раскрывать преимущества и недостатки SMR, когда используют данную технологию.

Seagate использует SMR (device managed) в тех же жестких дисках BarraCuda (3,5″), FireCuda SSHD (2,5″), BarraCuda и BarraCuda Pro в формате 2,5″. 3,5″ жесткие диски BarraCuda Pro, все модели IronWolf, IronWolf Pro, SkyHawk AI и Exos X работают по технологии CMR. В линейке SkyHawk на рынке присутствуют обе версии (HDD SMR объявлены, но еще не вышли на рынок). К сожалению, маркетинговые материалы не уточняют используемые технологии записи. Но Seagate публикует довольно подробные технические характеристики, которые позволяют легко и быстро узнать нужную информацию.

Что касается Western Digital, лишь некоторые жесткие диски линейки UltraStar (ранее HGST) опираются на SMR (device managed и host-managed). Новые жесткие диски Red и Blue, начиная с 2018 года с функцией дискового кэша (см. наш тест WD60EFAX), а также ряд моделей Red используют SMR. В отличие от Seagate, способ записи по спецификациям узнать невозможно. То же самое касается и Toshiba, которая подтвердила, что не собирается публиковать информацию об используемом методе записи. Между тем модели линейки P300 используют SMR, хотя об этом нигде не указано.

Многие пользователи жалуются на то, что после приобретения жестких дисков SMR они столкнулись с проблемой резкого падения скорости записи при продолжительной нагрузке. Здесь нельзя говорить о том, что жесткий диск «плохой», как можно часто слышать. Просто HDD для данного сценария выбран неудачно. С другой стороны, кто мешал производителям жестких дисков в полной мере информировать пользователей об имеющихся особенностях?

Жесткие диски SMR не такие плохие, как можно было бы подумать. Мы протестировали немало жестких дисков в лаборатории, как с SMR, так и без. Есть сценарии, для которых жесткие диски SMR отлично подойдут. Об этом мы поговорим в конце статьи, а пока позвольте пояснить, как можно узнать наличие SMR на практике.

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Мы рекомендуем ознакомиться с нашим руководством по выбору SSD. Если подбирать SSD для компьютера, то придется разбираться со многими техническими тонкостями: в спецификациях указываются контроллер, интерфейс, тип флэш-памяти, характеристики надежности и многое другое. Поэтому неопытные пользователи могут легко запутаться в подобной информации. В нашем руководстве мы рассмотрим наиболее важные характеристики и отличия, поговорим об актуальных технологиях, интерфейсах и форм-факторах. А также приведем советы экспертов.

Мы подготовили руководство по выбору лучшего SSD за свои деньги на текущий квартал. Оно поможет сориентироваться во всем многообразии накопителей и подобрать самый оптимальный вариант.

Источник

CMR против SMR: выводим производителей HDD на чистую воду

Страница 10: Заключение

К сожалению, производители WD и Toshiba не спешат делиться техническими спецификациями своих продуктов. Однако Western Digital рекламирует свою линейку Red как предназначенную для NAS. Конечно, жесткие диски SMR можно использовать в NAS, но если у вас есть постоянная нагрузка записи, то они могут замедлять работу хранилища. Могут возникнуть вопросы и при использовании нескольких старых CMR NAS HDD после выхода диска из строя. Получит ли пользователь бесплатную замену на версию Pro? Дело в том, что в одном массиве RAID лучше не сочетать жесткие диски SMR и CMR. С файловой системой ext4 на NAS мы каких-либо серьезных проблем не обнаружили. Хотя в Сети есть сообщения о проблемах новых моделей WDxxEFAX с файловой системой ZFS, но здесь речь идет о комплексе неудачных факторов, а не только SMR. Toshiba пока не объявляла о своих планах использовать SMR для жестких дисков в линейке N для NAS. Но зарекаться нельзя, да и по поводу линейки P300 на SMR мы не получили подробных спецификаций.

Мы не видим ничего страшного в том, что производители переводят обычные линейки HDD (не-Pro) на SMR. Это снижает цену накопителей, а также позволяет лучше отделить их от семейства Pro. Разве что следует информировать об этом потребителей в полном объеме. К сожалению, закрытая информационная политика привела к скандалам и общему хаосу на рынке. Мы получаем много запросов по поводу того, можно покупать жесткие диски SMR или нет.

Еще раз отметим, что сами по себе жесткие диски SMR нельзя назвать плохими. Покупать их можно, как и вполне успешно использовать. Просто для каждой работы лучше подходит свой инструмент. Если жесткий диск вам нужен просто для хранения данных (архив или резервные копии), записывать на него придется не так часто и много, и операции записи будут последовательными, то брать SMR можно. Другими словами, жесткий диск SMR вполне подойдет для установки в ПК в качестве дополнительного накопителя к SSD для хранения данных. Вы получите недорогой, холодный и тихий жесткий диск с низким энергопотреблением.

Рынок жестких дисков остается интересным, хотя SSD за последние годы подешевели достаточно сильно, чтобы угрожать HDD. В ближайшем будущем появятся жесткие диски MAMR от WD и HAMR от Seagate, которые будут опираться на инновационные технологии записи, они предложат еще больше емкости в 3,5″ формате. Первый 20-Тбайт жесткий диск (SMR) должен выйти уже в этом году.

Преимущества Shingled Magnetic Recording:

Недостатки Shingled Magnetic Recording:

Подписывайтесь на группы Hardwareluxx ВКонтакте и Facebook, а также на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).

Мы рекомендуем ознакомиться с нашим руководством по выбору SSD. Если подбирать SSD для компьютера, то придется разбираться со многими техническими тонкостями: в спецификациях указываются контроллер, интерфейс, тип флэш-памяти, характеристики надежности и многое другое. Поэтому неопытные пользователи могут легко запутаться в подобной информации. В нашем руководстве мы рассмотрим наиболее важные характеристики и отличия, поговорим об актуальных технологиях, интерфейсах и форм-факторах. А также приведем советы экспертов.

Мы подготовили руководство по выбору лучшего SSD за свои деньги на текущий квартал. Оно поможет сориентироваться во всем многообразии накопителей и подобрать самый оптимальный вариант.

Источник

Жесткие диски SMR с «черепичной» магнитной записью — за и против

Содержание

Содержание

С каждым днем становится все больше жестких дисков, использующих технологию записи данных SMR. Однако многочисленные тесты показывают невысокую скорость случайной записи и не вызывают особого энтузиазма у пользователей. Многие предпочитают приобретать диски с традиционной технологией записи PMR/CMR, а другие вовсе отказываются от использования HDD в пользу SSD. Давайте разберемся, жесткий диск с SMR для домашнего ПК — это зло, или же его «просто не умеют готовить».

Что такое «черепичная» магнитная запись?

Shingled Magnetic Recording — «черепичная» магнитная запись. В жестких дисках с перпендикулярной магнитной записью (CMR) треки записываются на пластину параллельно, не пересекаясь с другими. А в жестких дисках с «черепичной» магнитной записью (SMR) каждый последующий трек при записи частично накладывается на предыдущий, как черепица на крыше. Однако такой подход имеет один весьма существенный недостаток. При перезаписи данных даже в одном-единственном треке необходимо перезаписать трек по соседству с ним, затем соседний с тем треком… и так далее по цепочке. В конечном итоге, нам придется перезаписать всю пластину, и все это ради изменившихся данных в единственном треке.

Чтобы этого избежать, треки группируют в так называемые ленты небольшого размера, поэтому при изменении данных будут перезаписаны только треки, относящиеся к одной или нескольким лентам, а не весь диск целиком. Производители не разглашают фактический размер лент, но очевидно, что он должен быть таким, чтобы одна или несколько лент могли целиком уместиться в кэш жесткого диска. А кэш у дисков с SMR довольно внушительный: типичный размер — 256 Мб и больше. Кстати говоря, именно большой размер кэша HDD является одним из косвенных признаков того, что перед вами диск с «черепичной» записью.

Но один лишь дисковый кэш не поможет, если данные будут литься непрерывным потоком. Здесь в игру вступает медиа-кэш: данные из дискового кэша поступают в медиа-кэш, а затем контроллер диска распределяет эти данные по нужным лентам. Физически медиа-кэш представляет собой одну или несколько выделенных областей на жестком диске, использующих традиционную перпендикулярную запись. Эти области имеют размер в десятки гигабайт и располагаются в самом начале диска (за пределами LBA-пространства), либо равномерно распределены по всей поверхности.

Управление данными при записи на диск с SMR может осуществляться как хостом (системой), так и самим устройством. В зависимости от реализации, диски с SMR обычно делят на три типа:

Впрочем, для рядового пользователя шансы столкнуться с последними двумя типами ничтожно малы, так как подавляющее большинство всех выпускаемых дисков с SMR — это DMSMR диски.

Плюсы и минусы SMR

Как и у любой технологии, у «черепичной» магнитной записи и дисков на ее основе есть свои плюсы и минусы.

Плюсы:

Минусы:

Сравнительные тесты производительности SMR vs. CMR

Неужели технология SMR выглядит привлекательно лишь в теории, но не на практике? Чтобы выяснить это, проанализируем результаты тестов накопителей с SMR и CMR в популярных бенчмарках и специальных испытаниях. В качестве подопытных были выбраны два четырехтерабайтника серии Red от Western Digital — SMR-диск (WD40EFAX) и вариант c CMR (WD40EFRX). Для большей наглядности добавим к сравнению еще один диск на 4 Тб с CMR — Seagate Ironwolf ST4000VN008. Все диски изначально пусты.

Наш испытуемый с SMR демонстрирует неплохие показатели в программах HD Tune Pro и PCMark 8. Эти результаты достигаются не только за счет более вместительного кэша, но и благодаря последовательному характеру нагрузок, используемому в данных бенчмарках — последовательные чтение/запись оптимальны для дисков с SMR.

Следующее испытание представляет более реалистичный сценарий использования. Диски заполняются на 3/4, а затем удаляется 1 Тб данных. Сразу после этого копируются файлы общим объемом 125 Гб, и далее незамедлительный прогон теста чтения/записи в CrystalDiskMark 7, чтобы не дать дискам успеть «прийти в себя».

Здесь SMR-диск уже не так хорош, как его CMR-собратья. Причина проста: контроллер диска отчаянно ищет свободное место в заполненном медиа-кэше для вновь поступающих данных, при этом пытаясь разбросать по лентам те данные, что там уже имеются. Ситуацию усугубляет еще и тот факт, что в дисках с «черепичной» магнитной записью расположение логических секторов может не соответствовать их физическому расположению (используется дополнительный слой трансляции адресов). В результате — падение производительности почти в полтора раза даже на такой средней нагрузке.

Финальное испытание — восстановление «упавшего» RAIDZ-массива из четырех CMR-дисков. Для этого из набора извлекается диск и заменяется на один из тестируемых образцов, после чего запускается процесс восстановления. Перед началом испытания массив был заполнен примерно на 60 %, а контроль его целостности отключен.

Пересборка RAIDZ отправила WD40EFAX в настоящий нокдаун. Время выполнения процесса восстановления с этим диском просто обескураживает — тот же WD40EFRX справился в 15,5 раз быстрее. Тем не менее, сам процесс завершился без единой ошибки, поскольку RAIDZ — это программный массив дисков, и тестируемый диск был полностью исправен. А если бы это был массив уровня RAID 5/6 с аппаратным контроллером, в случае длительной задержки ответа со стороны SMR-диска, контроллер вполне мог посчитать такой диск неисправным и исключить его из пула, что привело бы к деградации RAID.

Как показали результаты тестов, применение дисков с технологией записи SMR в высоконагруженных сценариях может удивить крайне неприятным образом и потому нецелесообразно. С точки же зрения сегмента домашних ПК (которым, скажем прямо, RAID-массивы не особо и нужны), использование SMR-дисков в слабонагруженных сценариях приветствуется, а при средней нагрузке — терпимо (не каждый «домашний» пользователь будет каждый день гонять туда-сюда терабайты данных).

Практические советы — готовим SMR правильно!

Как мы уже выяснили, для дисков с «черепичной» магнитной записью наиболее оптимальными являются последовательные чтение и запись, а идеальный режим доступа отвечает концепции WORM (Write Once, Read Many) — «один раз записал, много раз считал». Исходя из этого, дадим несколько полезных советов, которые могут помочь сделать работу с SMR-дисками максимально комфортной.

Производители жестких дисков все еще продолжают экспериментировать с перспективными технологиями записи, и SMR на данный момент является единственной альтернативой традиционной CMR. Несмотря на некоторые присущие технологии SMR недостатки, устройства на ее основе можно смело назвать хорошим выбором для пользователей, которые хотят заполучить терабайты хранения для своих данных за умеренную цену. Так или иначе, выбор остается за покупателем.

Источник