Die Welt beherbergt immer mehr Daten: mobile Geräte, Streaming , Clouds, Server … Der Datenverbrauch pro Haushalt wird voraussichtlich bald ein Terabyte pro Monat erreichen . Wie können Sie diesen wachsenden Bedarf an Speicherkapazität decken? Die Antwort könnte SMR ( Shedled Magnetic Recording ) sein. Wir sagen Ihnen, was eine gestaffelte Magnetaufzeichnung ist, wie diese neue Technologie funktioniert und wie viel Speicherkapazität sie bietet.

1. Auf den Spuren der Schindel-Magnetaufzeichnung (SMR)
2. SMR-Festplatten: Funktionen
3. SMR im Vergleich zu anderen Speichertechnologien
4. In welchen Fällen wird SMR verwendet?

Festplatten schienen lange Zeit ihre Kapazitätsgrenze von vier Terabyte erreicht zu haben, da seitdem keine großen Fortschritte erzielt worden waren. Und dann gab es Shingled Magnetic Recording (SMR ), das es erschwinglich macht, Festplatten mit acht Terabyte zu erzeugen. Das Überraschendste an SMR-Festplatten ist ihre Flächendichte, die mehr als 25 Prozent zusätzlichen Speicherplatz auf derselben physischen Oberfläche bietet .

Was ist SMR? In einfachen Worten ist die magnetische Aufzeichnung mit Schindeln eine Festplattentechnologie, bei der der Abstand zwischen den Spuren weiter verringert wird. Der englische Begriff Schindel bedeutet? Fliese? und es beschreibt grafisch, wie der Prozess funktioniert, da sich die Spuren auf der SMR-Festplatte wie Ziegel auf einem Dach überlappen und mehr Daten in denselben Bereich geschrieben werden können. Beim SMR sind die Leseköpfe viel kleiner als die Schreiblaufwerke, was bedeutet, dass sie alle Daten lesen können, auch wenn sich die Spuren überlappen.

Diese Technologie ist noch neu, aber sehr vielversprechend und könnte bald den aktuellen Standard, die senkrechte magnetische Aufzeichnung oder PMR ( senkrechte magnetische Aufzeichnung ), ersetzen , bei dem ein paralleles Spurdesign verwendet wird, bei dem die Pole der magnetischen Elemente (die Bits von darstellen) Daten) sind senkrecht zur Oberfläche der Scheibe ausgerichtet und die Magnetspuren werden ohne Überlappung nebeneinander geschrieben. Um mehr Kapazität mit PMR zu erhalten, müssen Sie die Oberfläche vergrößern, was das enorme Potenzial der Magnetaufzeichnung mit Schindeln unterstreicht . Der SMR ist eine Erweiterung des PMR und bietet eine verbesserte Flächendichte , sodass das Endprodukt das gleiche physikalische Erscheinungsbild wie eine Standard-PMR-Festplatte aufweist, jedoch eine viel höhere Kapazität aufweist. Die Änderung der Architektur der SMR-Festplatte bedeutet jedoch auch, dass die Benutzererfahrung sehr unterschiedlich ist.

SMR-Festplatten verlagern ihren Fokus, um die physischen Einschränkungen einer normalen Festplatte zu überwinden, beginnend mit dem relativ breiten Lese- und Schreibkopf, der sogar erheblich breiter als die Spuren selbst ist. Der Kopf schreibt die Datenspuren nacheinander. Ein Teil der Spuren wird überschrieben, und da sie sich überlappen, müssen benachbarte Spuren jedes Mal überschrieben werden. Theoretisch würde dies bedeuten, dass das Ändern eines einzelnen Bytes das Überschreiben der gesamten SMR-Festplatte erzwingen würde und die Datenverarbeitung so langsam werden würde, dass eine gestaffelte magnetische Aufzeichnung völlig nutzlos wäre.

Um dies zu verhindern, kombiniert der SMR die Tracks zu sogenannten Bands . Dies begrenzt die Überlappung der Spuren und damit deren Überschreiben auf eine bestimmte Anzahl. Zusätzlich verfügt jede Festplatte über eine interne Pufferzone für die temporäre Speicherung und einen Cache. Daten werden zuerst an diese beiden Zwischenorte geschrieben und erst dann an der richtigen Stelle auf der Strecke eingegeben. Dies erklärt, warum SMR-Laufwerke nach einem Schreibvorgang häufig noch lange funktionieren.

Das System verwendet ein sehr leistungsfähiges Schreibelement, um sehr schmale Spuren zu erstellen, was zu einer höheren Datendichte führt. Dies macht das SMR ideal für das kontinuierliche Schreiben von Daten auf die Festplatte in langen sequentiellen Schreibprozessen.

Ein Hauptnachteil des SMR ist, dass es sich um eine noch sehr junge Technologie handelt und dass sie nicht immer auf allen Festplatten eindeutig spezifiziert ist. Tatsächlich ist es häufig der Fall, dass Festplatten, die als für NAS geeignet gekennzeichnet sind, tatsächlich gestufte Magnetaufzeichnungsmodelle sind. Grundsätzlich kann eine SMR-Festplatte auch im NAS verwendet werden. Aufgrund des Designs bedeutet eine Änderung der Workload-Anforderungen jedoch , dass das Limit schnell erreicht wird.

Wenn Sie beispielsweise mehrere Festplattentypen verwenden, um einen Server mit SSD zu erweitern, sollten Sie die Kombination von PMR und SMR vermeiden , da einige Modelle in diesen Fällen nachweislich Leistungsprobleme verursachen.

Theoretisch kann ein SMR wie jede andere Festplatte verwendet werden, dh es kann in FAT32 formatiert und unter Windows ausgeführt werden. Im direkten Vergleich zu einer herkömmlichen PMR-Festplatte variiert die Datenübertragungsgeschwindigkeit aus den oben genannten Gründen stark, zumindest wenn der Schreibzugriff fehlerhaft wird. Bei einer SMR-Festplatte wird die Geschwindigkeit nicht beeinflusst, wenn die Prozesse linear sind. Auch beim Lesen sind keine Unterschiede erkennbar. Zwar funktioniert die magnetische Aufzeichnung mit Schindeln zwar besser als normalerweise angenommen im Vergleich zu anderen Speichertechnologien, sie kann jedoch die Dominanz von SSD- Festplatten als Laufwerke für Spiele oder Programme nicht beenden , obwohl dies auch der Fall ist es ist wahr, dass es nicht dafür konzipiert wurde.

SMR nutzt den vollen Vorteil, wenn das System kontinuierlich Daten auf die Festplatte schreiben muss. Diese langwierigen sequentiellen Schreibvorgänge sind für Serveranwendungen, Sicherungen und Archivdaten erforderlich : beispielsweise für Dateien in der Cloud oder für objektbasierte Speicherarchitekturen.

Diese Discs werden aufgrund der von ihnen erzeugten Wärme und Geräusche sowie ihres hohen Stromverbrauchs nicht für den privaten Gebrauch empfohlen (z. B. als große Festplatte für einen Personal Computer) . Die Ursache für diese Unannehmlichkeiten ist die oben erwähnte Reorganisationsmethode; Neue Daten werden zunächst in einen leeren Bereich der Festplatte geschrieben, während alte Daten vorübergehend auf der ursprünglichen Spur gespeichert werden. Wenn die SMR-Festplatte inaktiv ist, werden die alten Datenbits durch die neuen ersetzt. Zu diesem Zweck benötigt SMR zwischenzeitliche Ausfallzeiten. Ihre Festplatte kann merklich langsamer werden, wenn Sie über einen langen Zeitraum Daten an zufällig verteilte Adressen schreiben müssen, was als zufälliges Schreiben bezeichnet wird.

Hersteller von SMR-Festplatten wollen dieses Problem durch Firmware lösen . Allerdings sind Festplatten SSD immer noch die beste Option für die regelmäßigen und privaten Gebrauch , vor allem , da sie billiger und billiger bekommen.

Wenn Sie stattdessen eine Datendatei auf Ihrem Server erstellen möchten, bietet Ihnen der SMR eine Lösung, die physischen Platz spart, kostengünstig und zuverlässig ist.