Cha robh anns a’ chiad chlàr cruaidh san t-saoghal, an IBM RAMAC 305, a chaidh fhoillseachadh ann an 1956, ach 5 MB de dhàta, le cuideam 970 kg agus bha e coimeasach ann am meud ri inneal-fuarachaidh gnìomhachais. Faodaidh comas de 20 TB a bhith aig prìomh chompanaidhean corporra an latha an-diugh. Dìreach smaoinich: 64 bliadhna air ais, gus an ìre seo de dh'fhiosrachadh a chlàradh, bhiodh e air còrr air 4 millean RAMAC 305 a ghabhail, agus bhiodh meud an ionaid dàta a dh ’fheumar gus àite a thoirt dhaibh, air a dhol thairis air 9 cilemeatair ceàrnagach, agus an-diugh beagan bogsa le cuideam timcheall air 700 gram! Ann an iomadh dòigh, chaidh an àrdachadh iongantach seo ann an dùmhlachd stòraidh a choileanadh mar thoradh air leasachadh dòighean clàraidh magnetach.
Tha e duilich a chreidsinn, ach gu bunaiteach chan eil dealbhadh dhràibhearan cruaidh air atharrachadh airson faisg air 40 bliadhna, bho 1983: b ’ann an uairsin a chunnaic a’ chiad dreach cruaidh 3,5-òirleach RO351, a chaidh a leasachadh leis a ’chompanaidh Albannach Rodime, an solas. Fhuair an leanabh seo dà chlàr magnetach de 10 MB gach fear, is e sin, bha e comasach dha a dhà uimhir de dhàta a chumail ris an 412-òirleach ùraichte ST-5,25, a chaidh fhoillseachadh le Seagate san aon bhliadhna airson coimpiutairean pearsanta IBM 5160.
Rodime RO351 - a’ chiad chlàr cruaidh 3,5-òirleach san t-saoghal
A dh’ aindeoin innleachdas agus meud teann, aig an àm a chaidh an RO351 a leigeil ma sgaoil, cha mhòr nach robh feum aig duine air, agus dh’ fhàillig a h-uile oidhirp eile a rinn Rodime air faighinn a-steach don mhargaidh cruaidh-chruaidh, agus is e sin as coireach gun deach aig a’ chompanaidh air stad a chuir air gnìomhachd. ann an 1991, an dèidh dha cha mhòr a h-uile maoin a th’ ann a reic agus an stàit a lughdachadh chun ìre as ìsle. Ach, cha robh Rodime an dùil a dhol briste ann an creideas: cha b’ fhada gus an do thòisich an luchd-saothrachaidh as motha de dhràibheadh cruaidh a’ tionndadh thuice, ag iarraidh cead fhaighinn gus am bàillidh cruth a chaidh a pheutant leis na h-Albannaich a chleachdadh. Tha 3,5" a-nis na inbhe gnìomhachais airson gach cuid HDD luchd-cleachdaidh agus iomairt.
Le teachd lìonraidhean neural, Deep Learning agus Internet of Things (IoT), tha meud an dàta a chruthaich mac an duine air tòiseachadh a’ fàs mar maoim-sneachda. A rèir tuairmsean na buidhne anailis IDC, ro 2025 ruigidh an ìre de dh'fhiosrachadh a chruthaicheas an dà chuid na daoine fhèin agus na h-innealan mun cuairt oirnn 175 zettabytes (1 Zbyte = 1021 bytes), agus seo a dh’ aindeoin gur e 2019 a bh’ ann an 45. Zbytes, ann an 2016 - 16 Zbytes, agus air ais ann an 2006, an àireamh iomlan de dàta a chaidh a thoirt a-mach ann an iomlan an dùil eachdraidh cha robh nas àirde na 0,16 (!) Zbytes. Bidh teicneòlasan an latha an-diugh a 'cuideachadh le bhith a' dèiligeadh ris an spreadhadh fiosrachaidh, am measg sin chan eil dòighean clàraidh dàta nas fheàrr mar an fheadhainn mu dheireadh.
LMR, PMR, CMR agus TDMR: dè an diofar?
Tha prionnsapal obrachadh dhràibhearan cruaidh gu math sìmplidh. Bidh lannan meatailt tana còmhdaichte le còmhdach de stuth ferromagnetic (stuth criostalach a dh’ fhaodas fuireach air a magnetachadh eadhon às aonais raon magnetach a-muigh aig teòthachd nas ìsle na puing Curie) a ’gluasad an coimeas ris a’ bhloc de chinn clàraidh aig astar àrd (5400 rpm no barrachd). Nuair a thèid sruth dealain a chuir a-steach don cheann sgrìobhaidh, bidh raon magnetach eile ag èirigh, a dh’ atharraicheas stiùir vectar magnetization nan raointean (roinnean air leth de stuth) den ferromagnet. Bidh leughadh dàta a’ tachairt an dàrna cuid mar thoradh air iongantas inntrigeadh electromagnetic (tha gluasad raointean an coimeas ris an sensor ag adhbhrachadh sruth dealain mu seach a bhith a’ tachairt anns an fhear mu dheireadh), no mar thoradh air a’ bhuaidh mhòr magnetoresistive (an aghaidh dealain an sensor ag atharrachadh fon buaidh achadh magnetach), mar a tha air a chuir an gnìomh ann an innealan stòraidh an latha an-diugh. Bidh gach àrainn a’ còdachadh aon phìos fiosrachaidh, a’ gabhail an luach loidsigeach “0” no “1” a rèir stiùir an vectar magnetization.
Airson ùine mhòr, chleachd draibhearan cruaidh an dòigh Clàradh Magnetic Longitudinal (LMR), anns an robh an vectar magnetization fearainn na laighe ann am plèana a ’phlàta magnetach. A dh ’aindeoin cho furasta‘ s a bha e a chuir an gnìomh, bha ana-cothrom mòr aig an teicneòlas seo: gus faighinn thairis air co-èigneachadh (gluasad mìrean magnetach gu stàit aon-àrainn), dh’ fheumadh sòn bufair drùidhteach (an àite dìon ris an canar) a bhith air fhàgail eadar slighean. Mar thoradh air an sin, cha robh an dùmhlachd clàraidh as àirde a chaidh a choileanadh aig deireadh an teicneòlais seo ach 150 Gb / in2.
Ann an 2010, chaidh PMR (Clàradh Magnetic Perpendicular - clàradh magnetach ceart-cheàrnach) a chuir an àite LMR cha mhòr gu tur. Is e am prìomh eadar-dhealachadh eadar an teicneòlas seo agus clàradh magnetach fad-ùine gu bheil vectar stiùiridh magnetach gach raon suidhichte aig ceàrn 90 ° gu uachdar a ’phlàta magnetach, a leig leis a’ bheàrn eadar slighean a lughdachadh gu mòr.
Air sgàth seo, tha an dùmhlachd clàraidh dàta air àrdachadh gu mòr (suas ri 1 Tbit / òirleach2 ann an innealan an latha an-diugh), fhad ‘s nach eil e ag ìobairt feartan astair agus earbsachd dhràibhearan cruaidh. Aig an àm seo, is e clàradh magnetach ceart-cheàrnach am fear as làidire sa mhargaidh, agus is e sin as coireach gu bheilear gu tric air ainmeachadh mar CMR (Clàradh Magnetic Gnàthach - clàradh magnetach gnàthach). Aig an aon àm, feumar tuigsinn nach eil eadar-dhealachadh sam bith eadar PMR agus CMR - is e seo dìreach dreach eadar-dhealaichte den ainm.
Nuair a bhios tu a’ coimhead air mion-chomharrachadh dhràibhearan cruaidh an latha an-diugh, is dòcha gun tig thu tarsainn air a’ ghiorrachadh cryptic TDMR. Gu sònraichte, tha an teicneòlas seo air a chleachdadh le draibhearan clas iomairt . Bho thaobh fiosaig, chan eil TDMR (a tha a’ ciallachadh Clàradh Magnetic Dà-thomhas - clàradh magnetach dà-mheudach) eadar-dhealaichte bhon PMR àbhaisteach: mar a bha roimhe, tha sinn a’ dèiligeadh ri slighean neo-tarsainn, raointean anns a bheil an stiùireadh ceart-cheàrnach. gu plèana nan lannan magnetach. Tha an eadar-dhealachadh eadar teicneòlasan anns an dòigh-obrach airson fiosrachadh a leughadh.
Anns a’ bhloc de chinn magnetach de dhràibhearan cruaidh a chaidh a chruthachadh le bhith a’ cleachdadh teicneòlas TDMR, tha dà mhothachadh leughaidh aig gach ceann clàraidh a leughas dàta bho gach slighe a chaidh seachad aig an aon àm. Tha an call obrach seo a’ leigeil le rianadair HDD fuaim electromagnetic a shìoladh gu h-èifeachdach le Intertrack Interference (ITI).
Tha fuasgladh na trioblaid le ITI a’ toirt dà bhuannachd air leth cudromach:
- tha lùghdachadh ann am bàillidh fuaim a’ leigeil leis an dùmhlachd clàraidh àrdachadh le bhith a’ lughdachadh an astair eadar slighean, a’ toirt buannachd ann an comas iomlan suas gu 10% an taca ri PMR àbhaisteach;
- Còmhla ri teicneòlas RVS agus meanbh-actuator trì-suidheachadh, tha TDMR gu h-èifeachdach a’ cur an aghaidh crathadh cuairteachaidh air adhbhrachadh le draibhearan cruaidh, a’ cuideachadh le bhith a’ coileanadh ìrean coileanaidh cunbhalach eadhon anns na h-àrainneachdan as dùbhlanaiche.
Dè a th’ ann an SMR agus cò leis a bhios e ag ithe?
Tha tomhasan a’ chinn sgrìobhaidh timcheall air 1,7 uair nas motha na tomhasan an sensor leughaidh. Tha eadar-dhealachadh cho drùidhteach air a mhìneachadh gu sìmplidh: ma thèid am modal clàraidh a dhèanamh eadhon nas lugha, cha bhith neart an raoin magnetach as urrainn dha a ghineadh gu leòr gus raointean an t-sreath ferromagnetic a magnetachadh, a tha a’ ciallachadh nach bi an dàta gu sìmplidh. bhi air a stòradh. Ann an cùis sensor leughaidh, chan eil an duilgheadas seo ag èirigh. A bharrachd air an sin, tha a mhion-sgrùdadh ga dhèanamh comasach buaidh an ITI a chaidh ainmeachadh gu h-àrd air a’ phròiseas leughaidh fiosrachaidh a lughdachadh.
Bha an fhìrinn seo na bhunait airson clàradh magnetach leacach (Clàradh Magnetic Shingled, SMR). Tuigidh sinn mar a tha e ag obair. Nuair a bhios tu a’ cleachdadh PMR traidiseanta, bidh an ceann sgrìobhaidh a’ gluasad an coimeas ri gach slighe roimhe le astar co-ionann ris an leud + leud an àite dìon (àite dìon).
Nuair a bhios tu a’ cleachdadh an dòigh leacach airson clàradh magnetach, cha bhith an ceann clàraidh a’ gluasad air adhart ach pàirt den leud aige, agus mar sin tha gach slighe roimhe air a sgrìobhadh thairis gu ìre leis an ath fhear: tha na slighean magnetach a’ dol thairis air a chèile mar leacan mullaich. Tha an dòigh-obrach seo ga dhèanamh comasach an dùmhlachd clàraidh a mheudachadh tuilleadh, a’ toirt buannachd comas suas ri 10%, gun a bhith a’ toirt buaidh air a’ phròiseas leughaidh. Tha eisimpleir - a’ chiad dhràibhearan 3.5-òirleach 20 TB san t-saoghal le eadar-aghaidh SATA / SAS, agus chaidh an coltas a dhèanamh comasach le taing don teicneòlas clàraidh magnetach ùr. Mar sin, leigidh an gluasad gu diosc SMR leat dùmhlachd stòradh dàta àrdachadh anns na h-aon racaichean gun chosgais as ìsle airson a’ bhun-structair IT ùrachadh.
A dh'aindeoin buannachd cho mòr, tha ana-cothrom follaiseach aig SMR. Leis gu bheil na slighean magnetach a ’dol thairis air a chèile, nuair a bhios tu ag ùrachadh dàta, feumar ath-sgrìobhadh chan e a-mhàin a’ chriomag a tha a dhìth, ach cuideachd a h-uile slighe às deidh sin taobh a-staigh an truinnsear magnetach, agus faodaidh an tomhas-lìonaidh a bhith nas àirde na 2 terabytes, a tha làn de dhroch ìsleachadh. ann an coileanadh.
Le bhith a’ cothlamadh àireamh sònraichte de shlighean ann am buidhnean fa-leth ris an canar sònaichean, cuidichidh seo gus an duilgheadas seo fhuasgladh. Ged a tha an dòigh-obrach seo airson stòradh dàta a’ lughdachadh comas iomlan an HDD (leis gu feumar beàrnan gu leòr a chumail eadar sònaichean gus casg a chuir air ath-sgrìobhadh slighean bho bhuidhnean nàbaidh), faodaidh seo am pròiseas ùrachadh dàta a luathachadh gu mòr, leis nach eil ach àireamh bheag de shlighean ann. gabh pàirt ann.
Tha clàradh magnetach leacach a’ toirt a-steach grunn roghainnean buileachaidh:
- SMR fo stiùir draibhidh (SMR air a riaghladh le draibheadh)
Is e a phrìomh bhuannachd nach eil feum air bathar-bog agus/no bathar-cruaidh an aoigh atharrachadh, leis gu bheil an rianadair HDD a’ gabhail thairis smachd air a’ mhodh clàraidh dàta. Faodar na draibhearan sin a cheangal ri siostam sam bith aig a bheil an eadar-aghaidh riatanach (SATA no SAS), agus às deidh sin bidh an draibhear deiseil airson a chleachdadh sa bhad.
Is e ana-cothrom an dòigh-obrach seo caochlaidheachd dèanadais, a tha a’ fàgail Drive Managed SMR mì-fhreagarrach airson tagraidhean iomairt far a bheil cunbhalachd coileanaidh siostam deatamach. Ach, bidh na diosgan sin a’ coileanadh gu math ann an suidheachaidhean a leigeas le ùine gu leòr airson defragmentation dàta cùl-fhiosrachaidh a chrìochnachadh. Mar sin, mar eisimpleir, draibhearan DMSMR Optimated airson a chleachdadh ann an NAS beag 8-bàgh, tha e na dheagh roghainn airson siostam tasglann no cùl-taic a dh ’fheumas stòradh cùl-taic fad-ùine.
- SMR air a riaghladh le òstair (SMR air a riaghladh le aoigheachd)
Is e Host Managed SMR am buileachadh leacag as fheàrr leotha airson cleachdadh iomairt. Anns a ’chùis seo, tha uallach air an t-siostam aoigheachd fhèin airson sruthan dàta a riaghladh agus gnìomhachd leughaidh / sgrìobhaidh, a’ cleachdadh airson na h-adhbharan sin leudachadh air an eadar-aghaidh ATA (Sòn Sòn ATA Command Set, ZAC) agus SCSI (Sònaichean Bloc Command, ZBC) air an leasachadh le na comataidhean INCITS T10 agus T13 .
Nuair a bhios tu a’ cleachdadh HMSMR, tha an comas stòraidh gu lèir air a roinn ann an dà sheòrsa sòn: Sònaichean àbhaisteach (sònaichean cunbhalach), a thathas a’ cleachdadh airson meata-dàta agus clàradh neo-riaghailteach a stòradh (gu dearbh, a’ cluich àite tasgadan), agus Sònaichean Sgrìobhte Seicheamhach (sònaichean sgrìobhaidh sreath), a tha a’ gabhail thairis pàirt mhòr de chomas iomlan a’ chlàr chruaidh, anns a bheil dàta air a chlàradh gu teann ann an òrdugh. Tha dàta neo-òrdaichte air a stòradh anns an raon tasgadan, às am faodar an uairsin a ghluasad chun raon sgrìobhaidh sreath co-fhreagarrach. Mar thoradh air an seo, tha a h-uile roinn fiosaigeach air a sgrìobhadh ann an òrdugh anns an t-slighe radial agus tha iad air an ath-sgrìobhadh dìreach às deidh còmhdach, a leigeas leat coileanadh siostam seasmhach agus ro-innseach a choileanadh. Aig an aon àm, bidh draibhearan HMSMR a’ toirt taic do òrdughan leughaidh air thuaiream coltach ri draibhearan a’ cleachdadh PMR àbhaisteach.
Host Managed SMR air a chuir an gnìomh ann an dreachan cruaidh clas iomairt .
Tha an loidhne a’ toirt a-steach draibhearan SATA agus SAS le comas àrd air an dealbhadh airson an cleachdadh ann an ionadan dàta hyperscale. Tha taic airson Host Managed SMR a’ leudachadh gu mòr farsaingeachd dhràibhearan cruaidh mar sin: a bharrachd air siostaman cùl-taic, tha iad foirfe airson stòradh neòil, CDN no àrd-ùrlaran sruthadh. Leigidh comas àrd draibhearan cruaidh dhut dùmhlachd stòraidh àrdachadh gu mòr (anns na h-aon racaichean) le glè bheag de chosgaisean ùrachadh, agus caitheamh cumhachd ìosal (nas lugha na 0,29 watt gach terabyte de fhiosrachadh air a stòradh) agus sgaoileadh teas (gu cuibheasach 5 ° C nas ìsle na analogues) - tuilleadh lughdachadh air cosgaisean obrachaidh cumail suas an ionad dàta.
Is e an aon eas-bhuannachd de HMSMR an iom-fhillteachd coimeasach a thaobh buileachadh. Is e an rud nach urrainn an-diugh aon shiostam obrachaidh no tagradh obrachadh le draibhearan mar sin a-mach às a’ bhogsa, agus is e sin as coireach gu bheil feum air atharrachaidhean mòra anns a ’chruach bathar-bog gus am bun-structar IT atharrachadh. An toiseach, tha seo a’ buntainn, gu dearbh, ris an OS fhèin, a tha ann an suidheachadh ionadan dàta an latha an-diugh a’ cleachdadh frithealaichean ioma-cridhe agus ioma-socaid na obair caran neo-bheag. Faodaidh tu barrachd ionnsachadh mu roghainnean airson taic a chuir an gnìomh airson Host Managed SMR air goireas sònraichte. coisrigte do chùisean stòradh dàta sòn. Cuidichidh am fiosrachadh a thèid a chruinneachadh an seo thu gus measadh a dhèanamh ro-làimh dè cho deiseil sa tha am bun-structar IT agad airson gluasad gu siostaman stòraidh sòn.
- Host Aware SMR (SMR le taic bhon aoigh)
Bidh innealan le comas Host Aware SMR a’ cothlamadh goireasachd agus sùbailteachd Drive Managed SMR le astar clàraidh luath SMR Host Managed. Tha an leithid de dhràibhearan co-chòrdail air ais le siostaman stòraidh dìleab agus faodaidh iad obrachadh gun smachd dìreach bhon òstair, ach sa chùis seo, mar le draibhearan DMSMR, bidh an coileanadh aca do-chreidsinneach.
Coltach ri Host Managed SMR, bidh Host Aware SMR a’ cleachdadh dà sheòrsa sòn: Sònaichean àbhaisteach airson sgrìobhadh air thuaiream agus Sònaichean Sgrìobhte Sequential Preferred (sònaichean as fheàrr leotha airson clàradh sreath). Bidh an fheadhainn mu dheireadh, an taca ris na Sònaichean Sgrìobhaidh Seicheamhach a tha air an ainmeachadh gu h-àrd, air an gluasad gu fèin-ghluasadach gu roinn an fheadhainn àbhaisteach ma thòisicheas iad a’ sgrìobhadh dàta ann an dòigh neo-òrdaichte.
Tha buileachadh mothachail air aoigheachd SMR a’ toirt seachad dòighean a-staigh gus faighinn seachad air sgrìobhaidhean neo-chunbhalach. Tha dàta air thuaiream air a sgrìobhadh chun raon tasgadan, às an urrainn don diosc fiosrachadh a ghluasad chun raon sgrìobhaidh sreath às deidh na blocaichean riatanach uile fhaighinn. Bidh an draibhear a’ cleachdadh clàr neo-stiùiridh gus sgrìobhadh neo-òrdugh agus milleadh cùl-fhiosrachaidh a riaghladh. Ach, ma tha feum air coileanadh ro-innseach agus làn-leasaichte airson tagraidhean iomairt, chan urrainnear seo a choileanadh fhathast ach nuair a bheir an aoigh làn smachd air a h-uile sruth dàta agus sònaichean sgrìobhaidh.
Source: www.habr.com