Roedd gyriant caled cyntaf y byd, yr IBM RAMAC 305, a ryddhawyd ym 1956, yn dal 5 MB o ddata yn unig, yn pwyso 970 kg ac roedd yn debyg o ran maint i oergell ddiwydiannol. Gall mentrau corfforaethol modern fod â chynhwysedd o 20 TB. Dychmygwch: 64 mlynedd yn ôl, er mwyn cofnodi'r swm hwn o wybodaeth, byddai angen dros 4 miliwn o RAMAC 305, a byddai maint y ganolfan ddata sy'n ofynnol i'w darparu wedi bod yn fwy na 9 cilomedr sgwâr, ond heddiw mae blwch bach yn pwyso. tua 700 gram! Mewn sawl ffordd, cyflawnwyd y cynnydd anhygoel hwn mewn dwysedd storio diolch i welliannau mewn dulliau recordio magnetig.
Mae'n anodd credu, ond nid yw dyluniad sylfaenol gyriannau caled wedi newid ers bron i 40 mlynedd, gan ddechrau ym 1983: dyna pryd y gwelodd y gyriant caled 3,5 modfedd cyntaf RO351, a ddatblygwyd gan y cwmni Albanaidd Rodime, olau dydd. Roedd gan y babi hwn ddau blatiau magnetig o 10 MB yr un, sy'n golygu ei fod yn gallu dal dwywaith cymaint o ddata â'r Seagate 412-modfedd ST-5,25 wedi'i ddiweddaru a ryddhawyd yr un flwyddyn ar gyfer cyfrifiaduron personol IBM 5160.
Rodime RO351 - gyriant caled 3,5-modfedd cyntaf y byd
Er gwaethaf ei arloesedd a'i faint cryno, ar adeg ei ryddhau roedd y RO351 bron yn ddiwerth i unrhyw un, a methodd pob ymgais bellach gan Rodime i ennill troedle yn y farchnad gyriant caled, a dyna pam ym 1991 y gorfodwyd y cwmni. rhoi'r gorau i'w weithgareddau, gan werthu bron yr holl asedau presennol a lleihau nifer y staff i'r eithaf. Fodd bynnag, nid oedd Rodime i fod yn fethdalwr: yn fuan dechreuodd y gwneuthurwyr gyriant caled mwyaf gysylltu ag ef, gan ddymuno prynu trwydded i ddefnyddio'r ffactor ffurf a batentwyd gan yr Albanwyr. Ar hyn o bryd, 3,5 modfedd yw'r safon a dderbynnir yn gyffredinol ar gyfer cynhyrchu HDDs defnyddwyr a gyriannau dosbarth menter.
Gyda dyfodiad rhwydweithiau niwral, Deep Learning a'r Rhyngrwyd Pethau (IoT), dechreuodd cyfaint y data a grëwyd gan ddynoliaeth dyfu'n esbonyddol. Yn ôl amcangyfrifon gan yr asiantaeth ddadansoddol IDC, erbyn 2025 bydd faint o wybodaeth a gynhyrchir gan y bobl eu hunain a'r dyfeisiau o'n cwmpas yn cyrraedd 175 zettabytes (1 Zbyte = 1021 bytes), ac mae hyn er gwaethaf y ffaith bod hyn yn gyfystyr â 2019 Zbytes yn 45. , yn 2016 - 16 Zbytes, ac yn ôl yn 2006, nid oedd cyfanswm y data a gynhyrchwyd dros yr holl hanes gweladwy yn fwy na 0,16 (!) Zbytes. Mae technolegau modern yn helpu i ymdopi â'r ffrwydrad gwybodaeth, ac nid y lleiaf ohonynt yw dulliau gwell o gofnodi data.
LMR, PMR, CMR a TDMR: Beth yw'r gwahaniaeth?
Mae egwyddor gweithredu gyriannau caled yn eithaf syml. Mae platiau metel tenau wedi'u gorchuddio â haen o ddeunydd ferromagnetig (sylwedd crisialog a all barhau i gael ei fagneteiddio hyd yn oed pan nad yw'n agored i faes magnetig allanol ar dymheredd islaw pwynt Curie) yn symud o'i gymharu â'r uned ysgrifennu pen ar gyflymder uchel (5400 chwyldro y funud neu mwy). Pan roddir cerrynt trydan ar y pen ysgrifennu, mae maes magnetig eiledol yn codi, sy'n newid cyfeiriad fector magneteiddio parthau (rhanbarthau mater arwahanol) y ferromagnet. Mae darllen data yn digwydd naill ai oherwydd ffenomen anwythiad electromagnetig (mae symudiad parthau o'i gymharu â'r synhwyrydd yn achosi ymddangosiad cerrynt trydan eiledol yn yr olaf), neu oherwydd effaith magnetoresistive anferth (o dan ddylanwad maes magnetig y trydanol gwrthiant y newidiadau synhwyrydd), fel sy'n cael ei weithredu mewn gyriannau modern. Mae pob parth yn amgodio un darn o wybodaeth, gan gymryd y gwerth rhesymegol "0" neu "1" yn dibynnu ar gyfeiriad y fector magnetization.
Am gyfnod hir, roedd gyriannau caled yn defnyddio'r dull Cofnodi Magnetig Hydredol (LMR), lle roedd y fector magnetization parth yn gorwedd yn awyren y plât magnetig. Er gwaethaf symlrwydd cymharol y gweithredu, roedd gan y dechnoleg hon anfantais sylweddol: er mwyn goresgyn gorfodaeth (trosglwyddo gronynnau magnetig i gyflwr parth sengl), bu'n rhaid gadael clustogfa drawiadol (y gofod gwarchod fel y'i gelwir) rhwng y traciau. O ganlyniad, dim ond 150 Gbit/modfedd2 oedd y dwysedd cofnodi uchaf a gyflawnwyd ar ddiwedd y dechnoleg hon.
Yn 2010, disodlwyd LMR bron yn gyfan gwbl gan PMR (Recordiad Magnetig Perpendicwlar). Y prif wahaniaeth rhwng y dechnoleg hon a chofnodi magnetig hydredol yw bod fector cyfeiriad magnetig pob parth wedi'i leoli ar ongl o 90 ° i wyneb y plât magnetig, sydd wedi lleihau'r bwlch rhwng traciau yn sylweddol.
Oherwydd hyn, cynyddwyd y dwysedd cofnodi data yn sylweddol (hyd at 1 Tbit/in2 mewn dyfeisiau modern), heb aberthu nodweddion cyflymder a dibynadwyedd gyriannau caled. Ar hyn o bryd, mae recordiad magnetig perpendicwlar yn dominyddu'r farchnad, a dyna pam y'i gelwir yn aml hefyd yn CMR (Cofnodiad Magnetig Confensiynol). Ar yr un pryd, mae angen i chi ddeall nad oes unrhyw wahaniaeth o gwbl rhwng PMR a CMR - dim ond fersiwn wahanol o'r enw ydyw.
Wrth astudio nodweddion technegol gyriannau caled modern, efallai y byddwch hefyd yn dod ar draws y talfyriad dirgel TDMR. Yn benodol, mae gyriannau dosbarth menter yn defnyddio'r dechnoleg hon . O safbwynt ffiseg, nid yw TDMR (sy'n sefyll am Recordiad Magnetig Dau Ddimensiwn) yn wahanol i'r PMR arferol: fel o'r blaen, rydym yn delio â thraciau nad ydynt yn croestorri, y mae eu parthau wedi'u cyfeirio'n berpendicwlar i blân y magnetig. platiau. Mae'r gwahaniaeth rhwng technolegau yn gorwedd yn y dull o ddarllen gwybodaeth.
Yn y bloc o bennau magnetig gyriannau caled a grëwyd gan ddefnyddio technoleg TDMR, mae gan bob pen ysgrifennu ddau synhwyrydd darllen sy'n darllen data ar yr un pryd o bob trac a basiwyd. Mae'r diswyddiad hwn yn caniatáu i'r rheolydd HDD hidlo sŵn electromagnetig yn effeithiol, y mae ei ymddangosiad yn cael ei achosi gan ymyrraeth intertrack (ITI).
Mae datrys y broblem ITI yn darparu dwy fantais hynod bwysig:
- mae lleihau'r ffactor sŵn yn caniatáu ichi gynyddu'r dwysedd recordio trwy leihau'r pellter rhwng traciau, gan ddarparu cynnydd mewn cyfanswm cynhwysedd o hyd at 10% o'i gymharu â PMR confensiynol;
- Wedi'i gyfuno â thechnoleg RVS a microactuator tri safle, mae TDMR yn gwrthsefyll dirgryniad cylchdro a achosir gan yriannau caled yn effeithiol, gan helpu i gyflawni lefelau cyson o berfformiad hyd yn oed yn yr amodau gweithredu mwyaf heriol.
Beth yw SMR a gyda beth mae'n cael ei fwyta?
Mae maint y pen ysgrifennu tua 1,7 gwaith yn fwy o'i gymharu â maint y synhwyrydd darllen. Gellir esbonio gwahaniaeth mor drawiadol yn syml: os gwneir y modiwl recordio hyd yn oed yn fwy bach, ni fydd cryfder y maes magnetig y gall ei gynhyrchu yn ddigon i fagneteiddio parthau'r haen ferromagnetig, sy'n golygu y bydd y data yn syml. peidio â chael ei storio. Yn achos synhwyrydd darllen, nid yw'r broblem hon yn codi. At hynny: mae ei facheddiad yn ei gwneud hi'n bosibl lleihau ymhellach ddylanwad yr ITI uchod ar y broses darllen gwybodaeth.
Roedd y ffaith hon yn sail i Recordio Magnetig Singled (SMR). Gadewch i ni ddarganfod sut mae'n gweithio. Wrth ddefnyddio PMR traddodiadol, mae'r pen ysgrifennu yn cael ei symud o'i gymharu â phob trac blaenorol gan bellter sy'n hafal i'w lled + lled y gofod gwarchod.
Wrth ddefnyddio'r dull recordio magnetig teils, dim ond rhan o'i led y mae'r pen ysgrifennu yn ei symud ymlaen, felly mae pob trac blaenorol yn cael ei drosysgrifo'n rhannol gan yr un nesaf: mae'r traciau magnetig yn gorgyffwrdd â'i gilydd fel teils toi. Mae'r dull hwn yn caniatáu ichi gynyddu'r dwysedd recordio ymhellach, gan ddarparu cynnydd mewn cynhwysedd o hyd at 10%, heb effeithio ar y broses ddarllen. Enghraifft yw - gyriannau TB 3.5-modfedd 20 cyntaf y byd gyda rhyngwyneb SATA / SAS, y gwnaed ymddangosiad yn bosibl diolch i'r dechnoleg recordio magnetig newydd. Felly, mae'r newid i ddisgiau SMR yn caniatáu ichi gynyddu dwysedd storio data yn yr un raciau heb fawr o gostau ar gyfer uwchraddio'r seilwaith TG.
Er gwaethaf mantais mor sylweddol, mae gan SMR anfantais amlwg hefyd. Gan fod y traciau magnetig yn gorgyffwrdd â'i gilydd, bydd diweddaru data yn gofyn am ailysgrifennu nid yn unig y darn gofynnol, ond hefyd yr holl draciau dilynol o fewn y plat magnetig, y gall ei gyfaint fod yn fwy na 2 terabytes, a all arwain at ostyngiad difrifol mewn perfformiad.
Gellir datrys y broblem hon trwy gyfuno nifer penodol o draciau yn grwpiau ar wahân o'r enw parthau. Er bod y dull hwn o drefnu storio data yn lleihau rhywfaint ar gapasiti cyffredinol y HDD (gan fod angen cynnal digon o fylchau rhwng parthau i atal traciau o grwpiau cyfagos rhag cael eu trosysgrifo), gall gyflymu'r broses o ddiweddaru data yn sylweddol, ers hynny. dim ond nifer cyfyngedig o draciau sy'n rhan ohono.
Mae recordio magnetig teils yn cynnwys sawl opsiwn gweithredu:
- SMR a Reolir gan Drive
Ei brif fantais yw nad oes angen addasu meddalwedd a/neu galedwedd y gwesteiwr, gan fod y rheolydd HDD yn rheoli'r weithdrefn cofnodi data. Gellir cysylltu gyriannau o'r fath ag unrhyw system sydd â'r rhyngwyneb gofynnol (SATA neu SAS), ac ar ôl hynny bydd y gyriant yn barod i'w ddefnyddio ar unwaith.
Anfantais y dull hwn yw bod lefelau perfformiad yn amrywio, gan wneud SMR a Reolir gan Drive yn anaddas ar gyfer cymwysiadau menter lle mae perfformiad system cyson yn hollbwysig. Fodd bynnag, mae gyriannau o'r fath yn perfformio'n dda mewn senarios sy'n caniatáu digon o amser i ddarnio data cefndirol ddigwydd. Er enghraifft, gyriannau DMSMR , wedi'i optimeiddio i'w ddefnyddio fel rhan o NAS bach 8-bay, yn ddewis ardderchog ar gyfer system archifo neu wrth gefn sy'n gofyn am storio copïau wrth gefn yn y tymor hir.
- SMR a Reolir gan y Gwesteiwr
SMR a Reolir gan y Gwesteiwr yw'r dull cofnodi teils a ffefrir i'w ddefnyddio mewn amgylchedd menter. Yn yr achos hwn, mae'r system westeiwr ei hun yn gyfrifol am reoli llif data a gweithrediadau darllen / ysgrifennu, gan ddefnyddio at y dibenion hyn yr estyniadau rhyngwyneb ATA (Set Gorchymyn ATA Dyfais Parth, ZAC) a SCSI (Gorchmynion Bloc Parth, ZBC) a ddatblygwyd gan yr INCITS. pwyllgorau T10 a T13 .
Wrth ddefnyddio HMSMR, mae cynhwysedd storio cyfan y gyriant wedi'i rannu'n ddau fath o barthau: Parthau Confensiynol, a ddefnyddir i storio metadata a chofnodi ar hap (yn y bôn yn chwarae rôl storfa), a Pharthau Gofynnol Ysgrifennu Dilyniannol, sy'n meddiannu rhan fawr o gyfanswm cynhwysedd y gyriant caled lle mae data'n cael ei ysgrifennu'n llym yn olynol. Mae data sydd y tu allan i drefn yn cael ei storio mewn man celc, lle gellir ei drosglwyddo wedyn i'r ardal ysgrifennu ddilyniannol briodol. Mae hyn yn sicrhau bod pob sector ffisegol yn cael ei ysgrifennu'n ddilyniannol i'r cyfeiriad rheiddiol ac yn cael ei ailysgrifennu dim ond ar ôl trosglwyddiad cylchol, gan arwain at berfformiad system sefydlog a rhagweladwy. Ar yr un pryd, mae gyriannau HMSMR yn cefnogi gorchmynion darllen ar hap yn yr un modd â gyriannau sy'n defnyddio PMR safonol.
Gweithredir SMR a Reolir gan y Gwesteiwr mewn gyriannau caled dosbarth menter .
Mae'r llinell yn cynnwys gyriannau SATA a SAS gallu uchel sydd wedi'u cynllunio i'w defnyddio mewn canolfannau data hyperscale. Mae cefnogaeth ar gyfer SMR a Reolir gan Gwesteiwr yn ehangu cwmpas cymhwyso gyriannau caled o'r fath yn sylweddol: yn ogystal â systemau wrth gefn, maent yn berffaith ar gyfer storio cwmwl, CDN neu lwyfannau ffrydio. Mae cynhwysedd uchel gyriannau caled yn caniatáu ichi gynyddu dwysedd storio yn sylweddol (yn yr un raciau) heb fawr o gostau uwchraddio, a defnydd pŵer isel (dim mwy na 0,29 wat fesul terabyte o wybodaeth wedi'i storio) a gwasgariad gwres (5 ° C yn is ar gyfartaledd). nag analogau) - lleihau costau gweithredu ar gyfer cynnal a chadw canolfannau data ymhellach.
Unig anfantais HMSMR yw cymhlethdod cymharol y gweithredu. Y peth yw na all unrhyw system weithredu na chymhwysiad weithio heddiw gyda gyriannau o'r fath allan o'r bocs, a dyna pam mae angen newidiadau difrifol i'r pentwr meddalwedd i addasu'r seilwaith TG. Yn gyntaf oll, mae hyn yn ymwneud, wrth gwrs, â'r OS ei hun, sydd yn amodau canolfannau data modern yn defnyddio gweinyddwyr aml-graidd ac aml-soced yn dasg braidd yn ddibwys. Gallwch ddysgu mwy am opsiynau ar gyfer gweithredu cymorth SMR a Reolir gan y Gwesteiwr ar adnodd arbenigol , sy'n ymroddedig i faterion storio data parthol. Bydd y wybodaeth a gesglir yma yn eich helpu i asesu parodrwydd eich seilwaith TG ar gyfer trosglwyddo i systemau storio parth.
- SMR Ymwybodol Gwesteiwr (SMR Ymwybodol y Gwesteiwr)
Mae dyfeisiau sy'n galluogi SMR Host Aware yn cyfuno cyfleustra a hyblygrwydd SMR a Reolir gan Drive â chyflymder ysgrifennu uchel SMR a Reolir gan y Gwesteiwr. Mae'r gyriannau hyn yn gydnaws yn ôl â systemau storio etifeddiaeth a gallant weithredu heb reolaeth uniongyrchol gan y gwesteiwr, ond yn yr achos hwn, fel gyda gyriannau DMSMR, mae eu perfformiad yn dod yn anrhagweladwy.
Fel SMR a Reolir gan y Gwesteiwr, mae Host Aware SMR yn defnyddio dau fath o barth: Parthau Confensiynol ar gyfer ysgrifennu ar hap a Pharthau Ysgrifennu Dilyniannol a Ffafrir. Mae'r olaf, yn wahanol i'r Parthau Ysgrifennu Dilyniannol a grybwyllir uchod, yn cael eu disgyn yn awtomatig i'r categori o rai rheolaidd os ydynt yn dechrau cofnodi data allan o drefn.
Mae gweithredu SMR sy'n ymwybodol o'r gwesteiwr yn darparu mecanweithiau mewnol ar gyfer adferiad o ysgrifennu anghyson. Ysgrifennir data allan-o-archeb i ardaloedd celc, lle gall y ddisg drosglwyddo'r wybodaeth i'r ardal ysgrifennu dilyniannol ar ôl derbyn yr holl flociau angenrheidiol. Mae'r ddisg yn defnyddio tabl angyfeirio i reoli ysgrifennu allan-o-drefn a defragmentation cefndir. Fodd bynnag, os oes angen perfformiad rhagweladwy ac optimaidd ar gymwysiadau menter, dim ond os yw'r gwesteiwr yn cymryd rheolaeth lawn o'r holl lifau data a pharthau cofnodi y gellir cyflawni hyn.
Ffynhonnell: hab.com