Společnost iXsystems, která vyvíjí projekt FreeNAS, má vážné problémy s kompatibilitou ZFS s některými novými pevnými disky WD Red, které vyrábí společnost Western Digital pomocí technologie SMR (Shingled Magnetic Recording, vrstevnatá magnetická nahrávka). V nejhorším případě může použití ZFS na problémových úložištích vést ke ztrátě dat.
Problémy se vyskytují u disků WD Red o kapacitě od 2 do 6 TB, které byly vyráběny od roku 2018 a používají při zápisu technologii (Device-Managed Shingled Magnetic Recording) a štítkem EFAX (pro CMR disky se používá identifikátor EFRX). Společnost Western Digital ve svém blogu, že SMR úložiště WD Red jsou určena pro použití v NAS pro domácnost a malé podniky, kde je nainstalováno maximálně 8 úložišť a zatížení dosahuje úrovně 180 TB ročně, což je charakteristické pro zálohování a sdílení souborů. Předchozí generace úložišť WD Red a modely WD Red s kapacitou od 8 TB, jakož i disky řad WD Red Pro, WD Gold a WD Ultrastar, jsou nadále vyráběny na základě technologie CMR (Conventional Magnetic Recording) a jejich použití nevytváří problémy s ZFS.
Podstatou technologie SMR je použití magnetické hlavy disku, jejíž šířka je větší než šířka stopy, což vede k zápisu s částečným překryvem sousední stopy, tj. jakékoli přepsání vyžaduje přepsání celé skupiny stop. Pro optimalizaci práce s takovými úložišti se používá — úložný prostor je rozdělen na zóny, které tvoří skupiny bloků nebo sektorů, do kterých je povoleno pouze sekvenční přidávání dat s kompletním obnovením celé skupiny bloků. Obecně lze říci, že SMR disky mají větší efektivitu z hlediska spotřeby energie, jsou cenově dostupnější a vykazují zisk v výkonu při sekvenčním zápisu dat, ale zaostávají při provádění operací náhodného zápisu, včetně takových operací, jako je rekonstrukce úložišť.
DM-SMR znamená, že operace rozdělování a přidělování dat jsou řízeny řadičem disku a pro systém se takový disk jeví jako klasický pevný disk, který nevyžaduje žádné další úpravy. V DM-SMR se používá nepřímá logická adresace bloků (LBA, Logical Block Addressing), která připomíná logickou adresaci u SSD úložišť. Po každé operaci náhodného zápisu je nutné provést pozadí činnosti údržby, což způsobuje nepředvídatelné kolísání výkonu. Systém se může snažit aplikovat na takové disky optimalizace, domnívajíc se, že data budou zapsána do určeného sektoru, avšak skutečně vydávané informace řadičem určují pouze logickou strukturu a při přidělování dat aplikoval řadič své algoritmy, zohledňující dříve umístěná data. Proto se před použitím DM-SMR disků v ZFS poolu doporučuje provést jejich resetování do výchozího stavu.
K analýze podmínek, za kterých vznikají problémy, byla přizvána společnost Western Digital, která spolu s iXsystems se snaží najít řešení a připravit aktualizaci firmwaru. Před zveřejněním závěrů o odstranění problémů se plánuje testování úložišť s novým firmwarem na vysoce zatížených systémech s FreeNAS 11.3 a TrueNAS CORE 12.0. Přičemž se tvrdí, že kvůli odlišnému výkladu SMR různými výrobci na některých typech SMR disků problémy se ZFS nevznikají, ale provedené testování iXsystems se soustředí pouze na ověřování disků WD Red na bázi technologie DM-SMR, avšak pro SMR disky je potřeba další výzkum.
V současné době jsou problémy se ZFS prokázány a zopakovány v testech alespoň pro disky WD Red 4TB WD40EFAX s firmwarem 82.00A82 a do stavu selhání při vysokém zatížení zápisu, například při přestavbě úložiště po přidání nového disku do pole (resilvering). Předpokládá se, že problém se projevuje i u dalších modelů WD Red se stejným firmwarem. Když problém nastane, disk začne vracet chybový kód IDNF (Sector ID Not Found) a stává se nepoužitelným, což je v ZFS zpracováno jako selhání disku a může vést ke ztrátě dat uložených na disku. Při selhání několika disků mohou být data ve vdevu nebo poolu ztracena. Bylo zaznamenáno, že zmíněná selhání se vyskytují poměrně zřídka – z přibližně tisíce prodaných systémů FreeNAS Mini, které byly dodávány s problematickými disky, se problém v pracovních podmínkách objevil pouze jednou.
Zdroj: opennet.ru
