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lihongwei2020-05-24 17:14
[硬件討論] SMR硬盤可靠性不再是問題 西數神油ZoneFS系統納入Linux中

前段时间,西数、希捷及东芝三大HDD硬盘厂商都因为SMR混用一事卷入了网络争议中,这件事的根源就是SMR硬盘本身存在一些弊端。最终解还得回到技术上来,Linux 5.6内核中已经融入了西数的ZoneFS文件系统,可以改善SMR硬盘可靠性问题。
SMR最大的好处就是大幅提升了存储密度,能让HDD硬盘的容量提升25%,但是代价就是写入性能降低,而且可靠性也会因为SMR独特的写入方式而受到影响,特别是7x24小时运作的NAS硬盘上。
SMR硬盘的问题需要厂商开发更好的管理技术,同时西数还从文件系统上茪漶A针对SMR硬盘做改进。去年底他们宣布了ZoneFS文件系统,这是基于西数在分区存储研究的成果。
ZoneFS文件系统的目标不是取代EXT4、Btrfs、XFS和ZFS这帚熙q用文件系统,而是通过取代原始设备区块文件访问来简化分区存储设备的支持。
简单来说,ZoneFS可将硬盘的LBA空间分成多个区块,只能从每个区块的开头顺序写入数据,而且数据不能任意覆盖。
这种数据存储技术可以改变SMR、SSD硬盘存储、写入数据的方式,不会再像现在这岫釩雃h随机的数据写入问题了,要写就是从头开始顺序写入,SMR及SSD硬盘的缺点都可以改善。
今年2月份,西数宣布将把ZoneFS文件系统提交到Linux源码中去,5月初发布的Linux 5.6内核正式融入了这个代码,未来SMR硬盘的可靠性问题应该会有所改善。
这个技术は疑会在企业级、数据中心等市场先普及,消费级硬盘中可能还要等等,暂时也没发现有实际的测试体验,不知道市面上的SMR硬盘是否真的大不一岸F。
西数官网明确标注SMR硬盘详细型号:红盘、黑盘、蓝盘区分来了
HDD硬盘行业最近两周遭遇“SMR门”,西数、希捷、东芝三大厂商都陷入了这一波的争议中,不过这三家厂商态度还不错,陆续开始明确标明SMR硬盘与CMR硬盘的型号,西数今天已经在官网规格表上全面更新。
对于SMR与CMR硬盘,我们之前专门介绍过SMR技术的优点与缺点,简单来说就是它可以让HDD硬盘在没有技术革命的情G下就提升25%的容量,但代价就是写入性能、可靠性降低,这需要厂商开发更好的SMR管理技术来弥补。
对于SMR硬盘,三大厂商放弃是不可能放弃的,SMR硬盘的占比只会越来越大,现在大家需要的是厂商将SMR硬盘与CMR硬盘明确区分出来,而不像是之前那府V在一起,至少给消费者选择的权利。
随后希捷、西数、东芝都公布了SMR硬盘的具体型号。对西数来说,3.5寸蓝盘中的2TB(WD20EZAZ)、6TB(WD60EZAZ)为SMR、2.5寸蓝盘中的1TB(WD10SPZX)、2TB(WD20SPZX)是SMR,2.5寸黑盘中的1TB(WD10SPSX)也是SMR。
目前开始,西数的官网规格表也升级了,目前可以详细查看旗下硬盘是否为SMR硬盘。
SMR NAS硬盘被网友“毒打” 这个坑到底有多大?
HDD机械硬盘市场上目前只剩下希捷、西数、东芝三大厂商了,比稀有动物还少。最近闹出了一场风波——西部数据NAS红盘采用SMR被网友揪出来“毒打”一顿,引发不少争议。为何偏偏是SMR NAS硬盘有这帚瑣D遇?这事说起来就长了。
本来这岸@个技术参数不应该被な大网友熟悉才对,毕竟大家买硬盘看的是还是容量、性能和价格,与硬盘什么类型没啥关系,大家去市场上买水果也不会关心苹果树是什么帚漣a?但是如果这树种关系到了苹果的口味,营养价值的多少,甚至是否含有什么有害成分,可能有心人就要研究一番了!具体到这次的NAS硬盘,也是如此。
SMR技术到底是什么?SMR技术为什么不适合用在NAS硬盘上?回答这些问题,大家还得了解下SMR技术到底是啥。
什么是SMR技术?SMR技术对HDD硬盘有什么影响?
我们现在使用的HDD硬盘源于60多年前的IBM温氏硬盘,记录数据的是HDD硬盘的磁盘。大家应该经常听到CMR、PMR与SMR这三个名词,说的就是磁记录技术的类型。
CMR指的是传统磁记录技术(conventional magnetic recording),PMR指的是垂直磁记录技术(perpendicular magnetic recording),一般来说CMR=PMR,二者可以等同起来。
SMR则是指磪辿◇记录技术(Shingled magnetic recording)。
在CMR技术的硬盘中,写入的磁头比读取磁头要大,所以磁道也是不一帚滿A写入的磁道排列比较紧密,但还留有一定的空间,不能完全重瞗A这本来是提高容错率的,但在厂商看来这岫釣ヴ费,会导致存储密度降低。
既然如此,那就将这部分空置磁道利用起来,而SMR技术的名字就是它的技术含憛A很形象,它将传统的磁道排列做了改变,让写入磁道紧密排列,重穇あC,就像屋顶的瓦片一屆A每一片瓦片都要压茖銗L瓦片一点。简单来说,就是SMR有助于容量提升,因此被采用在消费类桌面硬盘上,更大容量更低价格。
SMR最大的好处就是大幅提升了存储密度,在不需要改进磁盘材料、磁头等技术下,通过磁道排列的调整就增加了容量,目前的SMR技术足足使HDD硬盘的容量提升25%,这是非常可观的。
25%的容量提升不算小,在HDD硬盘这个尚は黑科技突破的行业中,容量就意味蚕势,就意味单位成本的降低,诱惑实在太大了,SMR受到厂商和一些消费者欢迎太正常了。
但是SMR技术并不适合用在NAS场景,因为会影响NAS硬盘的性能表现。
这是因为SMR在提升容量的同时,也付出了代价,这部分问题就是消费者不满的地方。
首先要明确,SMR技术因为读取磁头所需的面积小于写入磁头,所以SMR硬盘的读取性能不受影响,这不是问题。
影响主要是改写数据时的性能。对写入而言,原本冗余的磁道空间被收回去了,SMR就像瓦片一拄连荂A动一块就要牵连附近的一块瓦片,使得SMR硬盘在改写时性能可能会受到影响。
这就导致了采用了SMR技术的NAS硬盘写入数据的时候,一边要写当前磁道的数据,还要将后面磁道的数据数据纠正,一直写到磁盘末尾,每次写入数据都是个复杂过程,这帚写入性能肯定会受到影响。
SMR硬盘选择建议:个人仓库盘可用 NAS盘不推荐
了解了SMR的原理之后,大家对SMR硬盘的认识应该更清晰一些了,现在问题来了——SMR硬盘到底能不能选?
如果是当仓库盘,那SMR硬盘完全没问题,因为仓库盘大部分时间都是写入后长期保存,不存在频繁改写数据的情G。
还有一种情G最需要注意——NAS系统,实际上这次SMR硬盘风波的起因就是海外消费者发现某NAS专用的红盘出现了问题,这才引发了网络关注,揭开了这个锅。
对NAS来说,数据可靠性是第一位的,同时NAS硬盘不像个人用的仓库盘,需要即时响应各种需求,不论是传文件还是看电影,或者下载什么的,NAS中的硬盘活动时间较长,留给SMR硬盘GC垃圾回收的时间就少多了,容易出问题。
所以大家选择NAS硬盘,那就得注意下了。值得欣慰的是,希捷在这个问题上总算给消费者吃了一颗安心丸。希捷美国发言人Greg Belloni出面确认,用于NAS的希捷酷狼硬盘全部采用的是CMR,未来也没有推出SMR硬盘的计划。他也表示不建议NAS用户配置SMR硬盘。
现在市场上希捷所有NAS硬盘采用的是CMR技术,并且希捷酷狼Pro还随盘附赠2年的数据恢复服务,算是让数据有备は患。
所以,大家能做的就是擦亮眼睛,价格便宜量又足的SMR硬盘可以买来当仓库盘,但NAS用的硬盘尽最大可能避免,还是选择CMR硬盘为好。
西数SMR硬盘完整列表公布:蓝盘、黑盘、红盘均在列
因为NAS组RAID报错,牵出了SMR(磪辿◇记录)硬盘这桩悬案,西数红盘第一个被“揪了出来”。
随后,东芝、希捷等纷纷公布了SMR硬盘的具体型号。西数先前仅公开了红盘中的2~6TB均为SMR,这次把消费者更熟悉的蓝盘、黑盘也公布了。
具体来说,3.5寸蓝盘中的2TB(WD20EZAZ)、6TB(WD60EZAZ)为SMR、2.5寸蓝盘中的1TB(WD10SPZX)、2TB(WD20SPZX)是SMR,2.5寸黑盘中的1TB(WD10SPSX)也是SMR。
西数在博客中写道,过去的一周是多事之秋。我们仔细聆听了用户对于NAS红盘的反馈以及大家想要获悉硬盘使用了哪种磁记录技术的声音,现将目前已经在渠道出货的硬盘类型展示出来。
可以看到,如果单纯想要避开SMR硬盘,那么西数红盘Pro、监控级紫盘可以闭茞买。普通红盘、蓝盘以及黑盘则都存在SMR/CMR混用问题,介意的用户可根据西数公布的型号“绕道”。
坦率来说,考虑到SMR硬盘的成本优势,对于普通桌面、笔记本用户来说影响不大,不过出于稳定性,NAS用户还是小心为妙。
西数正开发Zonefs文件系统 解沒MR及SSD硬盘致命缺陷
针对SMR磪辿△w盘存在的问题,西数正在用更先进的技术解芋A他们开发了名为Zonefs的文件系统,有望解沒MR硬盘写入数据时的弊端,同时也适用于SSD硬盘。
提到SMR硬盘,很多人都是头皮发麻——HDD厂商对SMR硬盘趋之若鹜,玩家对SMR硬盘避之不及,因为这种硬盘性能、可靠性都有问题,但它能提升硬盘存储密度大约1/4,所以西数、希捷都很喜欢SMR硬盘,未来也会继续用下去。
除了SMR硬盘,SSD硬盘写入数据之前需要先擦除的先天原理也是个问题,这会导致很多问题,比如写入性能下降,写入放大等等,这个问题也是は法杜绝的。
最新消息显示,西数正在开发一种新的文件系统——Zonefs,这是基于西数在分区存储研究的成果,它的目标不是取代EXT4、Btrfs、XFS和ZFS这帚熙q用文件系统,而是通过取代原始设备区块文件访问来简化分区存储设备的支持。
简单来说,西数近年来一直在研究分区存储(Zoned Storage),它将硬盘的LBA空间分成多个区块,只能从每个区块的开头顺序写入数据,而且数据不能任意覆盖。
这种数据存储技术可以改变SMR、SSD硬盘存储、写入数据的方式,不会再像现在这岫釩雃h随机的数据写入问题了,要写就是从头开始顺序写入,SMR及SSD硬盘的缺点都可以改善。
西数研究的Zonefs文件系统也是为分区存储设备服务的,可以更快地在分区存储设备上运行。
目前西数提交的Zonefs文件系统代码只有1500行,毕竟它不会是完整的文件系统,只是一种特殊的实现,主要是为了更好地分区存储。


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