ʻO ka paʻakikī paʻakikī mua loa o ka honua, ʻo ka IBM RAMAC 305, i hoʻokuʻu ʻia i ka makahiki 1956, paʻa wale ʻo 5 MB o ka ʻikepili, ua kaupaona ʻo 970 kg a ua hoʻohālikelike ʻia ka nui me kahi pahu hau hana. Hiki i nā poʻe hae nui o kēia wā ke kaena i ka mana o 20 TB. E noʻonoʻo wale: 64 mau makahiki i hala aku nei, i mea e hoʻopaʻa ai i kēia nui o ka ʻike, ʻoi aku ka nui o 4 miliona RAMAC 305 i koi ʻia, a ʻo ka nui o ka kikowaena data i koi ʻia e hoʻokipa iā lākou ua ʻoi aku ma mua o 9 mau kilomika square, ʻoiai i kēia lā kahi pahu liʻiliʻi e kaupaona ana. ma kahi o 700 grams! Ma nā ʻano he nui, ua hoʻokō ʻia kēia hoʻonui nui ʻana i ka nui o ka mālama ʻana i ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā ʻano hoʻopaʻa leo magnetic.
He mea paʻakikī ke manaʻoʻiʻo, akā ʻaʻole i loli ka hoʻolālā kumu o nā pahu paʻakikī no kahi kokoke i 40 mau makahiki, e hoʻomaka ana i ka makahiki 1983: ʻo ia ka manawa i ʻike ai ka 3,5-inch hard drive RO351, i kūkulu ʻia e ka hui Scottish Rodime, i ka mālamalama o ka lā. Ua loaʻa i kēia pēpē ʻelua pākuʻi magnetic o 10 MB kēlā me kēia, ʻo ia hoʻi, hiki iā ia ke paʻa i ʻelua mau ʻikepili e like me ka 412-inch ST-5,25 Seagate i hoʻokuʻu ʻia i kēlā makahiki no nā kamepiula pilikino IBM 5160.
ʻO Rodime RO351 - ka pahu paʻakikī 3,5-inihi mua loa o ka honua
ʻOiai ʻo kona ʻano hou a me ka nui paʻa, i ka manawa i hoʻokuʻu ʻia ai ka RO351 ua lilo i mea ʻole i kekahi, a ʻo nā hoʻāʻo hou a Rodime e loaʻa i kahi paʻa i ka mākeke paʻakikī, ʻo ia ke kumu i koi ʻia ai ka ʻoihana i ka makahiki 1991. e ho'ōki i kāna mau hana, kūʻai aku i nā mea waiwai a pau a e hōʻemi i nā limahana i ka liʻiliʻi. Eia naʻe, ʻaʻole i manaʻo ʻia ʻo Rodime e banekorupa: ʻaʻole i liʻuliʻu ua hoʻomaka nā mea hana paʻakikī nui loa e hoʻopili iā ia, makemake e kūʻai i laikini e hoʻohana ai i ke kumu kumu i hoʻopaʻa ʻia e nā Scots. I kēia manawa, ʻo 3,5 iniha ka maʻamau i ʻae ʻia no ka hana ʻana o nā HDD o nā mea kūʻai aku a me nā ʻoihana ʻoihana.
Me ka hiki ʻana mai o nā pūnaewele neural, Deep Learning a me ka Internet of Things (IoT), ua hoʻomaka ka nui o ka ʻikepili i hana ʻia e ke kanaka e ulu nui. Wahi a ka manaʻo o ka IDC analytical agency, ma 2025 ka nui o ka ʻike i hana ʻia e nā poʻe ʻelua a me nā hāmeʻa a puni mākou e hōʻea i 175 zettabytes (1 Zbyte = 1021 bytes), a ʻoiai ʻo ia i ka makahiki 2019 i 45 Zbytes. , ma 2016 - 16 Zbytes, a hoʻi i ka 2006, ʻaʻole i ʻoi aku ka nui o ka ʻikepili i hana ʻia ma ka mōʻaukala ʻike holoʻokoʻa ma mua o 0,16 (!) Zbytes. Ke kōkua nei nā ʻenehana hou i ka hoʻokō ʻana i ka pahū ʻike, ʻaʻole ka liʻiliʻi o nā ʻano hana hoʻopaʻa ʻikepili i hoʻomaikaʻi ʻia.
LMR, PMR, CMR a me TDMR: He aha ka ʻokoʻa?
He mea maʻalahi ka manaʻo o ka hana ʻana o ka hard drive. ʻO nā papa metala lahilahi i uhi ʻia me kahi ʻāpana o ka mea ferromagnetic (he mea crystalline e hiki ke hoʻomau i ka magnetized inā ʻaʻole i ʻike ʻia i kahi kahua mākēneki waho i nā mahana ma lalo o ke kiko Curie) e neʻe pili i ke poʻo kākau ma ka wikiwiki kiʻekiʻe (5400 revolutions i kēlā me kēia minuke a i ʻole. hou aku). Ke hoʻopili ʻia kahi ʻākuhi uila i ke poʻo kākau, e kū mai ana kahi māpuna ʻokoʻa, e hoʻololi i ke ala o ka vector magnetization o nā kāʻei (nā ʻāpana ʻāpana o ka mea) o ka ferromagnet. Loaʻa ka heluhelu ʻikepili ma muli o ke ʻano o ka electromagnetic induction (ʻo ka neʻe ʻana o nā kikowaena pili i ka sensor ke ʻike ʻia ka ʻike ʻana o kahi au uila ma hope), a i ʻole ma muli o kahi hopena magnetoresistive nunui (ma lalo o ka mana o kahi kahua magnetic ka uila. ka hoʻololi ʻana o ka sensor), e like me ka mea i hoʻokō ʻia i nā drive hou. Hoʻopili ʻia kēlā me kēia kikowaena i hoʻokahi wahi o ka ʻike, e lawe ana i ka waiwai logical "0" a i ʻole "1" ma muli o ke kuhikuhi o ka vector magnetization.
No ka manawa lōʻihi, ua hoʻohana nā kīʻaha paʻakikī i ke ʻano Longitudinal Magnetic Recording (LMR), kahi i waiho ai ka vector magnetization domain i ka mokulele o ka pā magnetic. ʻOiai ka maʻalahi o ka hoʻokō ʻana, he drawback koʻikoʻi kēia ʻenehana: i mea e lanakila ai i ka coercivity (ka hoʻololi ʻana o nā ʻāpana magnetic i loko o kahi mokuʻāina hoʻokahi), pono ke waiho ʻia kahi wahi hoʻohiwahiwa (ka mea i kapa ʻia he wahi kiaʻi) ma waena. nā alahele. ʻO ka hopena, ʻo 150 Gbit/inch2 wale nō ka nui o ka hoʻopaʻa hoʻopaʻa ʻana i loaʻa ma ka hopena o kēia ʻenehana.
I ka makahiki 2010, ʻaneʻane pani ʻia ʻo LMR e PMR (Perpendicular Magnetic Recording). ʻO ka ʻokoʻa nui ma waena o kēia ʻenehana a me ka hoʻopaʻa hoʻopaʻa magnetic longitudinal ʻo ia ka vector kuhikuhi magnetic o kēlā me kēia kikowaena aia ma kahi kihi o 90 ° i ka ʻili o ka pā magnetic, kahi i hōʻemi nui ai i ke āpau ma waena o nā ala.
Ma muli o kēia, ua hoʻonui nui ʻia ka nui o ka hoʻopaʻa ʻana i ka ʻikepili (a hiki i ka 1 Tbit/in2 i nā polokalamu hou), me ka ʻole o ka hoʻolalelale ʻana i nā hiʻohiʻona wikiwiki a me ka hilinaʻi o nā paʻakikī. I kēia manawa, ʻoi aku ka hoʻopaʻa leo magnetic perpendicular i ka mākeke, ʻo ia ke kumu i kapa pinepine ʻia ai ʻo CMR (Conventional Magnetic Recording). I ka manawa like, pono ʻoe e hoʻomaopopo ʻaʻohe ʻokoʻa ma waena o PMR a me CMR - he ʻano ʻokoʻa wale nō ia o ka inoa.
ʻOiai ke aʻo ʻana i nā ʻano ʻenehana o nā paʻakikī paʻakikī hou, hiki paha iā ʻoe ke ʻike i ka pōkole pohihihi TDMR. ʻO ka mea kūikawā, hoʻohana ʻia kēia ʻenehana e nā drive-class drive . Mai ka manaʻo physics, ʻaʻole ʻokoʻa ʻo TDMR (ʻo ia hoʻi ʻo Two Dimensional Magnetic Recording) mai ka PMR maʻamau: e like me ka wā ma mua, ke hana nei mākou i nā ala ʻokoʻa ʻole, ʻo nā kāʻei kapu e pili pono ana i ka mokulele o ka magnetic. nā papa. Aia ka ʻokoʻa ma waena o nā ʻenehana i ke ʻano o ka heluhelu ʻana i ka ʻike.
I loko o ka poloka o nā poʻo magnetic o nā paʻakikī paʻakikī i hana ʻia me ka ʻenehana TDMR, ʻelua mau mea heluhelu heluhelu i kēlā me kēia poʻo kākau e heluhelu i ka ʻikepili mai kēlā me kēia mele i hala. Hāʻawi kēia redundancy i ka mea hoʻoponopono HDD e kānana pono i ka walaʻau electromagnetic, ʻo ke ʻano o ia mea ke kumu o ka intertrack interference (ITI).
ʻO ka hoʻoponopono ʻana i ka pilikia ITI e hāʻawi i ʻelua mau pono koʻikoʻi nui:
- ʻo ka hoʻemi ʻana i ka mea kani e hiki ai iā ʻoe ke hoʻonui i ka nui o ka hoʻopaʻa ʻana ma o ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ka mamao ma waena o nā ala, e hāʻawi ana i ka loaʻa i ka nui o ka mana a hiki i ka 10% i hoʻohālikelike ʻia me ka PMR maʻamau;
- Hoʻohui pū ʻia me ka ʻenehana RVS a me kahi microactuator ʻekolu-kūlana, ʻo TDMR ke kūʻē maikaʻi i ka vibration rotational i hana ʻia e nā paʻakikī paʻakikī, e kōkua ana e hoʻokō i nā pae kūlike o ka hana ʻoiai i nā kūlana hana paʻakikī loa.
He aha ka SMR a he aha ka mea e ʻai ʻia ai?
ʻO ka nui o ke poʻo kākau ma kahi o 1,7 mau manawa i hoʻohālikelike ʻia me ka nui o ka sensor heluhelu. Hiki ke wehewehe maʻalahi ʻia kēlā ʻano ʻokoʻa: inā ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka module recording, ʻaʻole lawa ka ikaika o ke kahua magnetic e hiki ai iā ia ke hoʻohua i ka magnetize i nā kāʻei o ka ferromagnetic layer, ʻo ia hoʻi, ʻo ka ʻikepili wale nō. ʻaʻole mālama ʻia. I ka hihia o kahi sensor heluhelu, ʻaʻole e kū mai kēia pilikia. Eia kekahi: hiki i kāna miniaturization ke hōʻemi hou i ka mana o ka ITI i ʻōlelo ʻia ma luna o ke kaʻina heluhelu ʻike.
ʻO kēia ʻoiaʻiʻo i hoʻokumu i ke kumu o Shingled Magnetic Recording (SMR). E noʻonoʻo kākou pehea e hana ai. I ka hoʻohana ʻana i ka PMR kuʻuna, hoʻololi ʻia ke poʻo kākau e pili ana i kēlā me kēia mele mua ma kahi mamao e like me kona laula + ka laula o ka wahi kiaʻi.
I ka hoʻohana ʻana i ke ʻano hana hoʻopaʻa leo magnetic tiled, neʻe ke poʻo kākau i mua i kahi hapa o kona laula, no laila ua uhi hapa ʻia kēlā me kēia mele ma mua e ka mea aʻe: ʻo nā ala hoʻokalakupua e uhi kekahi i kekahi e like me nā tile hale. ʻO kēia ala e hiki ai iā ʻoe ke hoʻonui hou i ka nui o ka hoʻopaʻa ʻana, e hāʻawi ana i ka loaʻa i ka hiki a hiki i ka 10%, me ka ʻole o ka pili ʻana i ke kaʻina heluhelu. ʻO kahi laʻana - ʻo ka 3.5-inch 20 TB drive mua o ka honua me kahi interface SATA/SAS, ʻo ke ʻano o ia mea i hiki ke hoʻomaikaʻi ʻia i ka ʻenehana hoʻopaʻa leo magnetic hou. No laila, ʻo ka hoʻololi ʻana i nā disks SMR e hiki ai iā ʻoe ke hoʻonui i ka nui o ka mālama ʻana i ka ʻikepili i nā pahu like me nā kumukūʻai liʻiliʻi no ka hoʻonui ʻana i ka ʻenehana IT.
ʻOiai ke ʻano koʻikoʻi koʻikoʻi, loaʻa iā SMR kahi drawback maopopo. Ma muli o ka uhi ʻana o nā mele magnetic kekahi i kekahi, ʻo ka hōʻano hou ʻana i ka ʻikepili e koi ʻia e kākau hou ʻaʻole wale i ka ʻāpana i koi ʻia, akā me nā ala hope a pau i loko o ka pā magnetic, ʻo ka nui o ia mea hiki ke ʻoi aku ma mua o 2 terabytes, hiki ke alakaʻi i kahi hāʻule nui o ka hana.
Hiki ke hoʻoponopono ʻia kēia pilikia ma ka hoʻohui ʻana i kekahi helu o nā ala i loko o nā pūʻulu kaʻawale i kapa ʻia ʻo zones. ʻOiai ʻo kēia ala i ka hoʻonohonoho ʻana i ka mālama ʻikepili e hōʻemi iki i ka mana holoʻokoʻa o ka HDD (no ka mea he mea pono e mālama i nā āpau ma waena o nā ʻāpana e pale ai i nā mele mai nā pūʻulu pili mai ke kākau ʻia ʻana), hiki iā ia ke wikiwiki i ke kaʻina hana o ka hoʻonui ʻana i ka ʻikepili, mai kēia manawa. he helu palena wale o nā mele i komo i loko.
ʻO ka hoʻopaʻa leo magnetic tile e pili ana i nā koho hoʻokō:
- Hoʻokele hoʻokele SMR
ʻO kāna pono nui, ʻaʻole pono e hoʻololi i ka polokalamu hoʻokipa a me / a i ʻole nā mea hana, no ka mea, ʻo ka mea hoʻoponopono HDD ka mana o ke kaʻina hana hoʻopaʻa ʻikepili. Hiki ke hoʻopili ʻia ia mau drive i kekahi ʻōnaehana i loaʻa ka interface i koi ʻia (SATA a i ʻole SAS), a laila e mākaukau koke ka drive no ka hoʻohana.
ʻO ka hemahema o kēia ala ʻo ia ka ʻokoʻa o ka pae o ka hana, no laila ʻaʻole kūpono ʻo Drive Managed SMR no nā noi ʻoihana kahi koʻikoʻi ka hana ʻana o ka ʻōnaehana. Eia naʻe, hana maikaʻi kēlā mau drive i nā hiʻohiʻona e hāʻawi i ka manawa kūpono no ka defragmentation data hope e hiki mai. No ka laʻana, DMSMR drives , i koho ʻia no ka hoʻohana ʻana ma ke ʻano he 8-bay NAS liʻiliʻi, he koho maikaʻi loa ia no kahi waihona waihona a i ʻole ʻōnaehana hoʻihoʻi e pono ai ka mālama ʻana i nā waihona no ka wā lōʻihi.
- Host Managed SMR
ʻO Host Managed SMR ka hoʻokō hoʻopaʻa leo tiled i makemake ʻia no ka hoʻohana ʻana i kahi ʻoihana ʻoihana. I kēia hihia, ʻo ka ʻōnaehana hoʻokipa ponoʻī ke kuleana no ka hoʻokele ʻana i nā kahe ʻikepili a heluhelu/kākau i nā hana, me ka hoʻohana ʻana no kēia mau kumu i ka ATA (Zoned Device ATA Command Set, ZAC) a me SCSI (Zoned Block Commands, ZBC) i hoʻomohala ʻia e ka INCITS. T10 a me T13 komite .
I ka wā e hoʻohana ai i ka HMSMR, ua māhele ʻia ka nui o ka waiho ʻana o ke kaʻa i ʻelua ʻano o nā ʻāpana: Conventional Zones, i hoʻohana ʻia no ka mālama ʻana i nā metadata a me ka hoʻopaʻa ʻana maʻamau (e pāʻani ana i ke ʻano o kahi cache), a me Sequential Write Required Zones, e noho ana. he hapa nui o ka nui o ka paakiki paakiki kahi i kakau pono ia ai ka ikepili. Mālama ʻia ka ʻikepili ma waho o ka ʻikepili ma kahi wahi huna, mai kahi e hiki ai ke hoʻololi ʻia i ka wahi kākau sequential kūpono. Hoʻomaopopo kēia i ka kākau ʻana o nā ʻāpana kino a pau ma ka ʻaoʻao radial a kākau hou ʻia ma hope o ka hoʻololi cyclic, e hopena i ka hana paʻa a me ka wānana. Ma ka manawa like, kākoʻo nā kaʻa HMSMR i nā kauoha heluhelu maʻamau e like me ka hoʻohana ʻana i ka PMR maʻamau.
Hoʻokomo ʻia ʻo Host Managed SMR i loko o nā ʻoihana paʻakikī .
Aia ka laina i nā mana SATA kiʻekiʻe a me SAS i hoʻolālā ʻia no ka hoʻohana ʻana i nā kikowaena data hyperscale. Hoʻonui nui ke kākoʻo no ka Host Managed SMR i ke ʻano o ka hoʻohana ʻana i ia mau paʻakikī paʻakikī: ma kahi o nā ʻōnaehana hoʻihoʻi, kūpono lākou no ka mālama ʻana i ke ao, CDN a i ʻole nā pae streaming. ʻO ka mana kiʻekiʻe o nā paʻakikī paʻakikī e hiki ai iā ʻoe ke hoʻonui nui i ka nui o ka waiho ʻana (ma nā ʻāpana like) me nā kumukūʻai hoʻonui liʻiliʻi, a me ka hoʻohana haʻahaʻa haʻahaʻa (ʻaʻole i ʻoi aku ma mua o 0,29 watts no kēlā me kēia terabyte o ka ʻike i mālama ʻia) a me ka dissipation wela (ma ka awelika 5 °C haʻahaʻa. ma mua o nā analogues) - hoʻemi hou i nā kumukūʻai hana no ka mālama ʻana i ke kikowaena data.
ʻO ka drawback wale nō o HMSMR ka paʻakikī pili o ka hoʻokō. ʻO ka mea i kēia lā ʻaʻole hiki i kahi ʻōnaehana hana a i ʻole ke noi ke hana me ia mau drive i waho o ka pahu, ʻo ia ke kumu e koi ʻia ai nā hoʻololi koʻikoʻi i ka waihona polokalamu e hoʻololi i ka ʻōnaehana IT. ʻO ka mea mua, pili kēia, ʻoiaʻiʻo, ʻo ka OS ponoʻī, i loko o nā kūlana o nā kikowaena data hou e hoʻohana ana i nā kikowaena multi-core a me nā multi-socket he hana koʻikoʻi ʻole. Hiki iā ʻoe ke aʻo hou e pili ana i nā koho no ka hoʻokō ʻana i ke kākoʻo Host Managed SMR ma kahi kumuwaiwai kūikawā , hoʻolaʻa i nā pilikia o ka mālama ʻikepili zonal. E kōkua ka ʻike i hōʻiliʻili ʻia ma ʻaneʻi iā ʻoe e loiloi mua i ka mākaukau o kāu ʻōnaehana IT no ka hoʻololi ʻana i nā ʻōnaehana mālama ʻāina.
- Host Aware SMR (Host Aware SMR)
Hoʻohui ʻia nā mea hoʻohana ʻia ʻo Host Aware SMR i ka maʻalahi a me ka maʻalahi o Drive Managed SMR me nā wikiwiki kākau kiʻekiʻe o Host Managed SMR. Hoʻopili hope kēia mau drive me nā ʻōnaehana mālama hoʻoilina a hiki ke hana me ka ʻole o ka mana pololei mai ka host, akā i kēia hihia, e like me nā DMSMR drive, lilo kā lākou hana i mea ʻole.
E like me ka Host Managed SMR, hoʻohana ʻo Host Aware SMR i ʻelua ʻano o nā ʻāpana: ʻO nā ʻāpana kuʻuna no nā kākau maʻamau a me Sequential Write Preferred Zones. ʻO ka mea hope, ʻokoʻa i nā Sequential Write Required Zones i ʻōlelo ʻia ma luna nei, e hoʻihoʻi ʻia i ka ʻāpana o nā mea maʻamau inā hoʻomaka lākou e hoʻopaʻa i ka ʻikepili ma waho o ke kauoha.
Hāʻawi ka hoʻokō ʻana i ka host-aware o SMR i nā mīkini kūloko no ka hoʻihoʻi ʻana mai nā kākau like ʻole. Ua kākau ʻia nā ʻikepili ma waho i nā wahi hūnā, mai kahi e hiki ai i ka disk ke hoʻololi i ka ʻike i ka wahi kākau sequential ma hope o ka loaʻa ʻana o nā poloka pono a pau. Hoʻohana ka disk i kahi papa kuhikuhi no ka hoʻokele ʻana i ke kākau ʻana i waho o ka kauoha a me ka defragmentation hope. Eia nō naʻe, inā makemake nā noi ʻoihana i ka hana wānana a i hoʻopaʻa ʻia, hiki ke hoʻokō wale ʻia inā lawe ka host i ka mana piha o nā kahe ʻikepili āpau a me nā wahi hoʻopaʻa.
Source: www.habr.com