Жесткие диски с SMR-технологией от Seagate: как они работают и каким компаниям нужны

На дня компания Seagate запустила отгрузку жестки дисков емкостью в 22 ТБ. Такие диски предназначены, в первую очередь, для корпоративного сектора, включая операторов дата-центров, гиперскейлеров и т.п. HDD, о которых идет речь, изготовлены по черепичной магнитной записи (Shingled magnetic recording, SMR).

В работе дисков есть некоторые особенности, о которых стоит рассказать. Как обычно, все самое интересное — под катом.

Что это за диски и откуда такая емкость

Все дело как раз в технологии производства дисков. Технология Shingled magnetic recording, SMR дает возможность увеличить, и очень значительно, плотность записи данных. Таким образом, на единице площади таких дисков оказывается больше битов данных, чем в случае использования обычных HDD.

В дисках SMR дорожки располагаются не параллельно, как в обычной ситуации, а друг над другом. Соответственно, так и получается преимущество в большем объеме информации на единицу площади носителя.

Где-то убыло, значит, где-то прибыло

В целом, все так. За повышенную емкость записи данных приходится расплачиваться производительностью. Она у SMR-дисков не особо впечатляющая, ниже, чем у ряда CMR (Conventional Magnetic Recording) моделей. В целом, в этом нет ничего ужасного, поскольку SMR-диски используются, в основном, для хранения «холодных» данных, которым и не нужно постоянное взаимодействие с системой. Такую информацию запрашивают относительно редко.

Для производительных систем SMR-диски использовать не получится, поскольку в случае необходимости перезаписи данных контроллер диска задействует свободную дорожку вместо уже задействованной. Такой принцип сохраняется все время активного использования диска. Когда данные с диска не запрашиваются, контроллер инициализирует реорганизацию хранимых данных.

Если дать диску достаточно времени, то он выполнит все операции обслуживания и после этого будет готов к активному использованию. А вот если задействовать SMR-диск для работы в активной системе с активно используемыми данными, ничего хорошего не получится. Сервисные работы по реорганизации данных диску придется выполнять одновременно с реализацией операций считывания/записи. Два параллельных процесса будут снижать общую производительность системы.

В целом, именно поэтому SMR-накопители и применяют для работы с «холодными» данными.

Емкие диски — весьма интересная тема, но у нас есть и другие статьи, оцените — мы рассказываем о:

Маленьких «малинках» в крупном дата-центре
новых SoC от Apple — M1 Pro и M1 Max
Создании собственного корпуса для сервера

Характеристики дисков


Насколько можно судить, новые диски базируются на технологиях предыдущей линейки HDD. В частности, модели Exos X20 емкостью в 20 ТБ, которые появились в продаже в декабре 2921 года. Насколько сильно новые диски отличаются от старых (если таковыми можно назвать устройства, выпущенные месяц назад), пока неясно, компания не предоставила подробную информацию.

Тем не менее, известно, что в Exos X20 используются пластины для перпендикулярной магнитной записи (PMR) емкостью в 2,2 ТБ. Эту же технологию, фактически, использовали и при создании линейки моделей объемом 16/18 ТБ. О них как раз известно многое. Например, то, что они используют двумерную магнитную запись (TDMR) для того, чтобы работать с записью данных высокой плотности. Корпус дисков заполнен гелием, а блок состоит из 18 головок с поддержкой технологии Two-dimensional magnetic recording, TDMR. Плотность гелия в 7 раз ниже плотности воздуха, что уменьшает силу трения, действующую на магнитные пластины внутри винчестеров. Также замена на гелий снижает силу газовых потоков, которая воздействует на позиционирование головок и пластин диска. Все вместе это позволяет увеличить емкость HDD и значительно улучшить совокупную стоимость владения для ЦОД и облачных инфраструктур.

Главное отличие новинки — как раз технология SMR, которая и дала возможность увеличить емкость дисков на 10%, с 20 до 22 ТБ. Плотность записи на отдельно взятой пластине составляет около 1248 Гбит/дюйм2.

Кстати, у SMR-дисков есть два типа управления записью данных. Первый — производится при помощи контроллера самого диска. У Seagate это Drive Managed-диски. Второй тип — управление при помощи ПО того ПК, к которому подключен диск. Новые модели относятся ко второму типу. Программное обеспечение для работы с дисками, поставляется корпоративным клиентам.

Разработчики дисков обещают, что новые HDD позволят предприятиям эффективно решать проблемы, связанные с экспоненциальным ростом объемов данных, за счет увеличения емкости системы и снижения сложности развертывания. Новый жесткий диск подойдет для облачных и мультиоблачных сред, систем резервного копирования и восстановления данных, RAID-массивов большой емкости, платформ централизованного видеонаблюдения и так далее.

Ожидание еще одной новинки — HDD с HAMR

О том, что такое технология HAMR, на Хабре уже писали. Если коротко, то это подогрев магнитной пластины в процессе записи данных. Преимущество такой технологии в том, что подогревается, конечно, не вся пластина. Нагрев точечный, реализуется он при помощи встроенного в головку лазера.

Греется пластина лазером для того, чтобы получить возможность намагнитить определенный участок пластины слабым магнитным полем. Это, в свою очередь, позволяет значительно уменьшить площадь магнитного зерна и размера магнитной головки. Такая миниатюризация дает возможность увеличить плотность записи.

Читайте так же: