Беда современных жестких дисков: что может показать тестирование

Жесткий диск Seagate st3000dm007.

Жесткий диск Seagate st3000dm007.

© соцсети

Большинство современных жестких дисков используют 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-дюймовый 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 десять МБ, у 18-терабайтного — девять пластин по два терабайта; 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».

© Алексей Надёжин / ammo1.livejournal.com

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).

© Алексей Надёжин / ammo1.livejournal.com

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.

Я рассказывал, как восстанавливают данные в компании R.LAB. Директор этой компании Николай Хозяинов ещё год назад написал статью «Как определить, что в жестком диске применена технология SMR».

На сайте R.LAB можно скачать бесплатную программу тестирования жёстких дисков R.Tester, которая в числе прочего умеет определять тип записи у диска по флагу в «паспорте диска» или вендор-семейству.

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

© Алексей Надёжин / ammo1.livejournal.com

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).

© Алексей Надёжин / ammo1.livejournal.com

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.

Еще нашлась вот такая табличка SMR-дисков, но, думаю, она неполная.

Нам важно ваше мнение!

+0

Комментарии (1)

  • Small 899497671e
    coyoteOdin17 января, 19:28

    ну, у меня диски выпуска нулевых и 2014(ЕМНИП), т.е. тех времен когда упомянутую SMR не изобрели еще