Premye kondwi difisil nan mond lan, IBM RAMAC 305, ki te pibliye an 1956, te kenbe sèlman 5 MO done, te peze 970 kg e li te konparab nan gwosè ak yon frijidè endistriyèl. Bato antrepriz modèn yo ka vante yon kapasite de 20 TB. Jis imajine: 64 ane de sa, pou yo ka anrejistre kantite enfòmasyon sa a, yo ta bezwen plis pase 4 milyon RAMAC 305, e gwosè sant done ki nesesè pou akomode yo ta depase 9 kilomèt kare, alòske jodi a yon ti bwat ki peze apeprè 700 gram! Nan plizyè fason, ogmantasyon enkwayab sa a nan dansite depo te reyalize gras a amelyorasyon nan metòd anrejistreman mayetik.
Li difisil pou kwè, men konsepsyon fondamantal nan kondui difisil pa chanje pou prèske 40 ane, kòmanse nan 1983: se lè sa a premye 3,5-pous kondwi difisil RO351, devlope pa konpayi Scottish Rodime a, te wè limyè a nan jounen an. Ti bebe sa a te gen de plato mayetik 10 MB chak, sa vle di li te kapab kenbe de fwa plis done ke mete ajou 412-pous ST-5,25 Seagate lage menm ane a pou IBM 5160 òdinatè pèsonèl yo.
Rodime RO351 - premye dis 3,5-pous nan mond lan
Malgre inovasyon li yo ak gwosè kontra enfòmèl ant li yo, nan moman an nan lage li RO351 a te tounen soti yo dwe pratikman initil pou nenpòt moun, ak tout tantativ plis Rodime nan jwenn yon pye nan mache a dis lou echwe, ki se poukisa nan 1991 konpayi an te fòse. sispann aktivite li yo, vann prèske tout byen ki egziste deja epi redwi anplwaye a yon minimòm. Sepandan, Rodime pa t 'destine fè fayit: byento pi gwo manifaktirè kondwi difisil yo te kòmanse kontakte li, ki vle achte yon lisans yo sèvi ak faktè a fòm patante pa Scots yo. Kounye a, 3,5 pous se estanda jeneralman aksepte pou pwodiksyon tou de HDD konsomatè yo ak kondui klas antrepriz.
Avèk avenman rezo neral, Deep Learning ak Entènèt bagay sa yo (IoT), volim done limanite te kreye yo te kòmanse grandi eksponansyèlman. Dapre estimasyon ajans analyse IDC la, pa 2025 kantite enfòmasyon ki te pwodwi pa tou de moun tèt yo ak aparèy ki bò kote nou yo pral rive nan 175 zettabyte (1 Zbyte = 1021 bytes), e sa malgre lefèt ke nan 2019 sa a te monte a 45 Zbyte. , nan 2016 - 16 Zbytes, ak tounen nan 2006, kantite total done pwodwi sou tout istwa a obsèvab pa t 'depase 0,16 (!) Zbytes. Teknoloji modèn yo ap ede fè fas ak eksplozyon enfòmasyon an, pa pi piti nan yo se metòd amelyore nan anrejistreman done.
LMR, PMR, CMR ak TDMR: Ki diferans ki genyen?
Prensip la nan operasyon nan kondwi difisil se byen senp. Plak metal mens kouvwi ak yon kouch materyèl feromayetik (yon sibstans kristalin ki ka rete magnetize menm lè yo pa ekspoze a yon jaden mayetik ekstèn nan tanperati ki anba a pwen Curie) deplase parapò ak inite tèt ekri a nan gwo vitès (5400 revolisyon pou chak minit oswa plis). Lè yon kouran elektrik aplike nan tèt ekri a, yon chan mayetik altène leve, ki chanje direksyon vektè mayetizasyon domèn yo (rejyon diskrè nan matyè) nan ferromagnet la. Lekti done rive swa akòz fenomèn nan endiksyon elektwomayetik (mouvman an nan domèn relatif nan Capteur a lakòz aparans nan yon kouran elektrik altène nan lèt la), oswa akòz yon efè magnetoresistive jeyan (anba enfliyans nan yon jaden mayetik elektrik la. rezistans nan chanjman nan Capteur), jan sa aplike nan kondui modèn. Chak domèn kode yon ti enfòmasyon, pran valè lojik "0" oswa "1" depann sou direksyon vektè mayetizasyon an.
Pou yon tan long, kondui difisil yo te itilize metòd la Longitudinal Magnetic Recording (LMR), nan ki vektè a mayetizasyon domèn kouche nan plan an nan plak la mayetik. Malgre senplisite relatif la nan aplikasyon an, teknoloji sa a te gen yon dezavantaj enpòtan: yo nan lòd yo simonte coercivity (tranzisyon an nan patikil mayetik nan yon eta yon sèl domèn), yon zòn tanpon enpresyonan (sa yo rele espas gad la) te dwe kite ant tras yo. Kòm yon rezilta, dansite maksimòm anrejistreman ki te reyalize nan fen teknoloji sa a te sèlman 150 Gbit/pous2.
An 2010, LMR te prèske konplètman ranplase pa PMR (Anrejistreman mayetik pèpandikilè). Diferans prensipal ant teknoloji sa a ak anrejistreman mayetik longitudinal se ke vektè direksyon mayetik chak domèn sitiye nan yon ang 90 ° ak sifas plak mayetik la, ki te siyifikativman redwi diferans ki genyen ant tren yo.
Akòz sa a, dansite anrejistreman done yo te ogmante siyifikativman (jiska 1 Tbit/in2 nan aparèy modèn), san yo pa sakrifye karakteristik vitès yo ak fyab nan kondui di yo. Kounye a, anrejistreman mayetik pèpandikilè domine mache a, se poutèt sa yo rele tou souvan CMR (Anrejistreman mayetik konvansyonèl). An menm tan an, ou bezwen konprann ke pa gen absoliman okenn diferans ant PMR ak CMR - se jis yon vèsyon diferan nan non an.
Pandan w ap etidye karakteristik teknik yo nan kondwi difisil modèn, ou ka jwenn tou atravè misterye abrevyasyon TDMR. An patikilye, teknoloji sa a itilize pa kondui klas antrepriz . Soti nan yon pwen de vi fizik, TDMR (ki vle di Two Dimensional Magnetic Recording) pa diferan de PMR abityèl la: menm jan anvan, nou ap fè fas ak tren ki pa entèseksyon, domèn yo ki oryante pèpandikilè ak plan an nan mayetik la. asyèt. Diferans ki genyen ant teknoloji se nan apwòch la nan lekti enfòmasyon.
Nan blòk la nan tèt mayetik nan kondwi difisil ki te kreye lè l sèvi avèk teknoloji TDMR, chak tèt ekri gen de detèktè lekti ki an menm tan li done ki sòti nan chak tras pase. Redondans sa a pèmèt kontwolè HDD a efektivman filtre bri elektwomayetik, aparans nan ki te koze pa entèferans intertrack (ITI).
Rezoud pwoblèm ITI a bay de benefis trè enpòtan:
- diminye faktè a bri pèmèt ou ogmante dansite anrejistreman an pa diminye distans ki genyen ant tracks, bay yon benefis nan kapasite total ki rive jiska 10% konpare ak PMR konvansyonèl yo;
- Konbine ak teknoloji RVS ak yon microactuator twa pozisyon, TDMR efektivman reziste vibrasyon wotasyon ki te koze pa kondwi difisil, ede reyalize nivo ki konsistan nan pèfòmans menm nan kondisyon ki pi difisil opere.
Ki sa ki SMR ak ki sa yo manje?
Gwosè a nan tèt ekri a se apeprè 1,7 fwa pi gwo konpare ak gwosè a nan Capteur a lekti. Yon diferans enpresyonan sa yo ka eksplike byen tou senpleman: si modil anrejistreman an fè menm plis miniature, fòs la nan jaden an mayetik ke li ka jenere pa pral ase yo mayetize domèn yo nan kouch feromayetik la, ki vle di ke done yo tou senpleman pral. pa dwe estoke. Nan ka yon Capteur lekti, pwoblèm sa a pa rive. Anplis: miniaturizasyon li yo fè li posib pou redwi plis enfliyans nan ITI ki endike anwo a sou pwosesis lekti enfòmasyon an.
Reyalite sa a te fòme baz Shingled Magnetic Recording (SMR). Ann chèche konnen ki jan li fonksyone. Lè w ap itilize yon PMR tradisyonèl, tèt ekri a deplase parapò ak chak tras anvan pa yon distans ki egal a lajè li + lajè espas gad la.
Lè w ap itilize metòd anrejistreman mayetik mosaïque, tèt ekri a deplase pi devan sèlman yon pati nan lajè li yo, kidonk chak tras anvan an pasyèlman ranplase pa youn nan pwochen: tren yo mayetik sipèpoze youn ak lòt tankou mozayik twati. Apwòch sa a pèmèt ou ogmante plis dansite anrejistreman an, bay yon pwogrè nan kapasite ki rive jiska 10%, san yo pa afekte pwosesis lekti a. Yon egzanp se - premye kondui 3.5-pous 20 TB nan mond lan ak yon koòdone SATA/SAS, aparans nan ki te fè posib gras a nouvo teknoloji anrejistreman mayetik la. Kidonk, tranzisyon an nan SMR disk pèmèt ou ogmante dansite nan depo done nan etajè yo menm ak depans minimòm pou amelyore enfrastrikti IT la.
Malgre yon avantaj enpòtan, SMR tou gen yon dezavantaj evidan. Depi tren mayetik yo sipèpoze youn ak lòt, aktyalizasyon done yo pral mande pou reekri pa sèlman fragman ki nesesè yo, men tou, tout tren ki vin apre yo nan plato mayetik la, volim nan ki ka depase 2 teraocte, ki ka mennen nan yon gout grav nan pèfòmans.
Pwoblèm sa a ka rezoud lè w konbine yon sèten kantite tren nan gwoup separe yo rele zòn. Malgre ke apwòch sa a pou òganize depo done yo yon ti jan diminye kapasite jeneral HDD a (piske li nesesè pou kenbe espas ase ant zòn yo pou anpeche tren ki soti nan gwoup adjasan yo te ranplase), li ka siyifikativman akselere pwosesis la nan aktyalizasyon done yo, depi kounye a. se sèlman yon kantite limite nan tren ki enplike nan li.
Anrejistreman mayetik mozayik enplike plizyè opsyon aplikasyon:
- Kondwi Jere SMR
Avantaj prensipal li se ke pa gen okenn bezwen modifye lojisyèl an lame ak / oswa pyès ki nan konpitè, depi kontwolè HDD a pran kontwòl pwosedi anrejistreman done yo. Kondwi sa yo ka konekte ak nenpòt sistèm ki gen koòdone ki nesesè yo (SATA oswa SAS), apre sa kondwi a pral imedyatman pare pou itilize.
Dezavantaj apwòch sa a se ke nivo pèfòmans yo varye, sa ki fè Drive Managed SMR pa apwopriye pou aplikasyon pou antrepriz kote pèfòmans sistèm konsistan enpòtan. Sepandan, kondui sa yo fè byen nan senaryo ki pèmèt ase tan pou defragmantasyon done background rive. Pou egzanp, DMSMR kondui , optimize pou itilize kòm yon pati nan ti NAS 8-bay, pral yon chwa ekselan pou yon sistèm achiv oswa backup ki mande pou depo alontèm nan sovgad.
- Lame Jere SMR
Host Managed SMR se aplikasyon an anrejistreman mozayik pi pito pou itilize nan yon anviwònman antrepriz. Nan ka sa a, sistèm lame a tèt li responsab pou jere koule done ak operasyon lekti/ekri, lè l sèvi avèk pou rezon sa yo ATA (Zoned Device ATA Command Set, ZAC) ak SCSI (Zoned Block Commands, ZBC) ekstansyon koòdone ki devlope pa INCITS yo. Komite T10 ak T13.
Lè w ap itilize HMSMR, tout kapasite depo ki disponib nan kondwi a divize an de kalite zòn: Zòn Konvansyonèl yo, ki itilize pou estoke metadata ak anrejistreman o aza (esansyèlman jwe wòl yon kachèt), ak Zòn Sekansyèl Ekri Obligatwa, ki okipe. yon gwo pati nan kapasite total kondwi difisil nan ki done yo ekri entèdi sekans. Done ki pa nan lòd yo estoke nan yon zòn kachèt, kote yo ka transfere li nan zòn ekri sekans apwopriye a. Sa a asire ke tout sektè fizik yo ekri sekans nan direksyon radial epi yo reekri sèlman apre yon transfè siklik, sa ki lakòz pèfòmans sistèm ki estab ak previzib. An menm tan an, kondui HMSMR sipòte kòmandman lekti o aza menm jan ak kondui ki itilize PMR estanda.
Host Managed SMR aplike nan diskisyon antrepriz klas di .
Liy la gen ladan gwo kapasite SATA ak SAS kondui ki fèt pou itilize nan sant done hyperscale. Sipò pou Host Managed SMR siyifikativman elaji sijè ki abòde lan nan aplikasyon sa yo kondwi difisil: anplis sistèm backup, yo pafè pou depo nwaj, CDN oswa tribin difizyon. Kapasite segondè nan kondui di pèmèt ou ogmante siyifikativman dansite depo (nan menm etajè yo) ak depans modènizasyon minimòm, ak konsomasyon pouvwa ki ba (pa plis pase 0,29 Watt pou chak teraocte nan enfòmasyon ki estoke) ak dissipation chalè (an mwayèn 5 °C pi ba. pase analogue) - plis redwi depans fonksyònman pou antretyen sant done yo.
Sèl dezavantaj HMSMR se konpleksite relatif aplikasyon an. Bagay la se ke jodi a pa gen okenn sistèm opere oswa aplikasyon ki ka travay ak kondui sa yo soti nan bwat la, ki se poukisa chanjman grav nan pil lojisyèl an oblije adapte enfrastrikti IT la. Premye a tout, sa a konsène, nan kou, OS nan tèt li, ki nan kondisyon yo nan sant done modèn lè l sèvi avèk milti-nwayo ak milti-priz sèvè se yon travay olye ki pa trivial. Ou ka aprann plis sou opsyon pou aplike sipò Host Managed SMR sou yon resous espesyalize , dedye a pwoblèm nan depo done zòn. Enfòmasyon yo kolekte isit la pral ede w evalye preliminè enfrastrikti IT ou a pou transfere nan sistèm depo zòn yo.
- Host Aware SMR (Host Aware SMR)
Aparèy Host Aware SMR ki pèmèt yo konbine konvenyans ak fleksibilite Drive Managed SMR ak gwo vitès ekri Host Managed SMR. Kondwi sa yo konpatib bak ak sistèm depo eritaj epi yo ka opere san kontwòl dirèk nan men lame a, men nan ka sa a, menm jan ak kondui DMSMR, pèfòmans yo vin enprevizib.
Menm jan ak Host Managed SMR, Host Aware SMR itilize de kalite zòn: Zòn Konvansyonèl pou ekri o aza ak Zòn Preferans Ekri Sekansyèl. Dènye a, kontrèman ak Sekans Ekri Zòn obligatwa yo mansyone pi wo a, yo otomatikman rlege nan kategori a nan sa yo regilye si yo kòmanse anrejistre done ki pa nan lòd.
Aplikasyon an lame-konsyan nan SMR bay mekanis entèn pou rekiperasyon soti nan ekri enkonsistan. Done ki pa nan lòd yo ekri nan zòn kachèt yo, ki soti nan kote disk la ka transfere enfòmasyon an nan zòn nan ekri sekans apre tout blòk ki nesesè yo te resevwa. Disk la sèvi ak yon tab endirèk pou jere ekri nan lòd ak defragmantasyon background. Sepandan, si aplikasyon pou antrepwiz mande pou pèfòmans previzib ak optimize, sa ka toujou reyalize sèlman si lame a pran tout kontwòl sou tout koule done ak zòn anrejistreman.
Sous: www.habr.com