Ny kapila mafy voalohany eran-tany, ny IBM RAMAC 305, navoaka tamin'ny 1956, dia nitazona data 5 MB fotsiny, milanja 970 kg ary azo oharina amin'ny vata fampangatsiahana indostrialy. Ny sainam-pirenena maoderina dia afaka mirehareha 20 TB. Alao sary an-tsaina fotsiny: 64 taona lasa izay, mba handraketana an'io fampahalalana be io, dia mihoatra ny 4 tapitrisa RAMAC 305 no nilaina, ary ny haben'ny ivom-pandrafetana ilaina handraisana azy ireo dia mihoatra ny 9 kilometatra toradroa, fa ankehitriny kosa dia boaty kely milanja. ny 700g! Amin'ny lafiny maro, ity fitomboana tsy mampino amin'ny hakitroky ny fitahirizana ity dia tratra noho ny fanatsarana ny fomba firaketana magnetika.
Sarotra inoana izany, fa ny famolavolana fototra ny kapila mafy dia tsy niova nandritra ny efa ho 40 taona, nanomboka tamin'ny 1983: tamin'izany no nahitan'ny fiara mafy 3,5-inch RO351 voalohany, novolavolain'ny orinasa Scottish Rodime. Ity zazakely ity dia nanana lovia andriamby roa 10 MB tsirairay, izay midika fa afaka nitazona data avo roa heny noho ny ST-412 Seagate 5,25-inch vaovao navoaka tamin'io taona io ihany ho an'ny solosaina manokana IBM 5160.
Rodime RO351 - kapila mafy 3,5-inch voalohany eran-tany
Na dia eo aza ny fanavaozana sy ny habeny kely, tamin'ny fotoana namoahana ny RO351 dia nanjary tsy misy ilàna azy na iza na iza, ary ny ezaka rehetra nataon'i Rodime mba hahazoana toerana eo amin'ny tsenan'ny fiara mafy dia tsy nahomby, ka izany no nahatonga ny orinasa tamin'ny 1991. hampitsahatra ny asany, hivarotra saika ny fananana rehetra efa misy ary hampihena ny mpiasa ho faran'izay kely indrindra. Na izany aza, tsy voatendry ho bankirompitra i Rodime: tsy ela dia nanomboka nifandray tamin'izy io ireo mpanamboatra fiara mafy indrindra, naniry hividy fahazoan-dàlana hampiasa ny endri-tsoratra nomen'ny Scots patanty. Amin'izao fotoana izao, ny 3,5 santimetatra no fenitra ekena amin'ny ankapobeny ho an'ny famokarana HDD mpanjifa sy fiara-kilasy orinasa.
Miaraka amin'ny fahatongavan'ireo tambajotra neural, Deep Learning ary Internet of Things (IoT), dia nanomboka nitombo be ny habetsaky ny angona noforonin'ny olombelona. Araka ny tombantombana nataon'ny masoivoho mpanadihady IDC, amin'ny taona 2025 dia hahatratra 175 zettabytes (1 Zbyte = 1021 bytes) ny habetsaky ny fampahalalana navoakan'ny olona sy ny fitaovana manodidina antsika, ary izany na dia tamin'ny taona 2019 aza dia nahatratra 45 Zbyte izany. , tamin'ny taona 2016 - 16 Zbytes, ary tamin'ny taona 2006, ny fitambaran'ny angon-drakitra vokarina nandritra ny tantara hita maso manontolo dia tsy mihoatra ny 0,16 (!) Zbytes. Ny teknolojia maoderina dia manampy amin'ny fiatrehana ny fipoahan'ny fampahalalam-baovao, tsy ny kely indrindra amin'ireo no fanatsarana ny fomba firaketana angon-drakitra.
LMR, PMR, CMR ary TDMR: Inona no mahasamihafa azy?
Ny fitsipiky ny fiasan'ny kapila mafy dia tsotra. Ny takelaka metaly manify voarakotra amin'ny sosona akora ferromagnetika (zavatra kristaly izay afaka mijanona ho magnetized na dia tsy mibaribary amin'ny sahan'andriamby ivelany amin'ny mari-pana eo ambanin'ny teboka Curie) dia mihetsika mifandraika amin'ny lohatenin'ny fanoratana amin'ny hafainganam-pandeha avo (5400 revolisiona isa-minitra na). Bebe kokoa). Rehefa ampiharina amin'ny lohan'ny fanoratana ny herinaratra elektrika, dia misy saha manetriketrika mifandimby, izay manova ny làlan'ny zezika andriamby amin'ny sehatra (faritra discrete of matter) amin'ny ferromagnet. Ny famakiana angon-drakitra dia mitranga na noho ny fisehoan'ny induction electromagnetika (ny fihetsehan'ny sehatra mifandraika amin'ny sensor dia mahatonga ny fisehon'ny elektrônika mifandimby ao amin'ny farany), na noho ny fiantraikan'ny magnetoresistive goavambe (eo ambany fitarihan'ny sahan'andriamby ny herinaratra. fanoherana ny fiovan'ny sensor), toy ny ampiharina amin'ny fiara maoderina. Ny sehatra tsirairay dia manodinkodina fampahalalana kely iray, maka ny sanda lojika "0" na "1" miankina amin'ny lalan'ny zezika magnetization.
Nandritra ny fotoana ela, ny kapila mafy dia nampiasa ny fomba Longitudinal Magnetic Recording (LMR), izay nipetrahan'ny vector magnetization domaine tao amin'ny fiaramanidina misy ny takelaka magnetika. Na dia eo aza ny fahatsoran'ny fampiharana, ity teknôlôjia ity dia nanana lesoka lehibe: mba handresena ny faneriterena (ny fiovan'ny poti-magnetika ho fanjakana tokana), dia tsy maintsy navela teo anelanelan'ny faritra iray ny buffer mahavariana (ilay antsoina hoe toerana fiambenana). ny tracks. Vokatr'izany, ny hakitroky ny firaketana ambony indrindra azo tamin'ny faran'ity teknolojia ity dia 150 Gbit/inch2 ihany.
Ny taona 2010 dia saika nosoloina PMR (Perpendicular Magnetic Recording) ny LMR. Ny fahasamihafana lehibe eo amin'ity teknolojia ity sy ny firaketana andriamby lavareny dia ny hoe ny vector direction andriamby isaky ny sehatra dia hita amin'ny zoro 90 ° amin'ny endrik'ilay takelaka magnetika, izay nampihena be ny elanelana misy eo amin'ny lalana.
Noho izany dia nitombo be ny hakitroky ny fandraketana angon-drakitra (hatramin'ny 1 Tbit/in2 amin'ny fitaovana maoderina), nefa tsy manao sorona ny toetran'ny hafainganam-pandeha sy ny fahamendrehan'ny kapila mafy. Amin'izao fotoana izao, ny firaketana andriamby perpendicular dia manjaka amin'ny tsena, ka izany no antony iantsoana azy koa matetika CMR (Conventional Magnetic Recording). Mandritra izany fotoana izany, mila mahatakatra ianao fa tsy misy fahasamihafana mihitsy eo amin'ny PMR sy CMR - dikan-teny hafa fotsiny izany.
Eo am-pianarana ny toetra ara-teknika amin'ny kapila mafy maoderina, dia mety ho hitanao ihany koa ilay fanafohezana mistery TDMR. Indrindra indrindra, ity teknôlôjia ity dia ampiasain'ny fiaran'ny orinasa . Avy amin'ny fomba fijery fizika, ny TDMR (izay midika hoe Recording Magnetika Roa Dimensional) dia tsy misy hafa amin'ny PMR mahazatra: toy ny teo aloha, dia miatrika làlam-pandehanana tsy mifanelanelana isika, ny sehatra misy azy dia mitodika mifanandrify amin'ny fiaramanidina magnetika. takelaka. Ny fahasamihafana misy eo amin'ny teknolojia dia ny fomba famakiana vaovao.
Ao amin'ny sakan'ny lohan'ny kapila mafy noforonina tamin'ny teknolojia TDMR, ny loha fanoratana tsirairay dia manana sensor famakiam-boky roa izay mamaky angon-drakitra avy amin'ny lalana tsirairay nandalo. Ity redundancy ity dia ahafahan'ny mpifehy HDD manivana amin'ny fomba mahomby ny tabataba elektromagnetika, ny fisehoany dia vokatry ny intertrack interference (ITI).
Ny famahana ny olan'ny ITI dia manome tombony roa lehibe:
- ny fampihenana ny anton'ny tabataba dia ahafahanao mampitombo ny hakitroky ny firaketana amin'ny alàlan'ny fampihenana ny halaviran-dalana, manome tombony amin'ny totalin'ny fahafaha-manao hatramin'ny 10% raha oharina amin'ny PMR mahazatra;
- Miaraka amin'ny teknolojia RVS sy microactuator misy toerana telo, ny TDMR dia manohitra amin'ny fomba mahomby ny vibration rotational vokatry ny kapila mafy, manampy amin'ny fanatrarana ny haavon'ny fampisehoana na dia ao anatin'ny toe-javatra sarotra indrindra aza.
Inona no atao hoe SMR ary inona no fihinanana azy?
Ny haben'ny lohan'ny fanoratana dia eo amin'ny 1,7 heny eo ho eo raha oharina amin'ny haben'ny sensor vakiteny. Ny fahasamihafana mahavariana toy izany dia azo hazavaina amin'ny fomba tsotra: raha toa ka natao kely kokoa ny maodely fandraisam-peo, ny tanjaky ny sahan'andriamby izay azony dia tsy ho ampy hanamafisana ny sehatry ny ferromagnetika, izay midika fa ny angon-drakitra dia ho tsotra fotsiny. tsy tehirizina. Raha ny sensor sensor dia tsy mipoitra ity olana ity. Fanampin'izany: ny fanamafisam-peo dia ahafahana mampihena bebe kokoa ny fiantraikan'ny ITI voalaza etsy ambony amin'ny fizotran'ny famakiana vaovao.
Io zava-misy io no fototry ny firaketana an-tsoratra (SMR). Andeha hojerentsika ny fomba fiasan'izy io. Rehefa mampiasa PMR nentim-paharazana, ny loha fanoratana dia afindra mifanandrify amin'ny lalana tsirairay teo aloha amin'ny halavirana mitovy amin'ny sakany + ny sakan'ny habaka mpiambina.
Rehefa mampiasa ny fomba fandraketana andriamby misy taila, dia ny ampahany amin'ny sakany ihany no mandroso ny loha fanoratana, ka ny lalana tsirairay teo aloha dia voasolon'ny manaraka ny ampahany: mifanindry toy ny taila tafo ny lalan'ny andriamby. Ity fomba ity dia ahafahanao mampitombo bebe kokoa ny hakitroky ny firaketana, manome tombony amin'ny fahafaha-manao hatramin'ny 10%, tsy misy fiantraikany amin'ny fizotran'ny famakiana. Ohatra iray ny - ny fiara 3.5-inch 20 TB voalohany eran-tany miaraka amin'ny interface SATA/SAS, ny fisehoany dia azo natao noho ny teknolojia vaovao firaketana magnetika. Noho izany, ny fifindrana amin'ny kapila SMR dia ahafahanao mampitombo ny hakitroky ny fitahirizana angon-drakitra ao amin'ny racks mitovy amin'ny vidiny kely indrindra amin'ny fanavaozana ny fotodrafitrasa IT.
Na dia eo aza ny tombony lehibe toy izany, ny SMR dia manana tsy fahampiana mazava. Satria mifanipaka ny lalan'ny andriamby, ny fanavaozana ny angon-drakitra dia tsy maintsy manoratra indray tsy ny sombintsombiny ilaina, fa koa ny lalana manaraka rehetra ao anatin'ny lovia andriamby, izay mety hihoatra ny 2 terabytes ny habeny, izay mety hitarika amin'ny fihenan'ny zava-bita.
Ity olana ity dia azo vahana amin'ny fampifangaroana lalana maromaro ho vondrona misaraka antsoina hoe faritra. Na dia somary mampihena ny fahafahan'ny HDD amin'ny ankapobeny aza ity fomba fikarakarana fitehirizana angon-drakitra ity (satria ilaina ny mitazona elanelana ampy eo amin'ny faritra mba hisorohana ny fihoaram-pefy amin'ny vondrona mifanakaiky), dia afaka manafaingana be ny fizotran'ny fanavaozana angon-drakitra, hatramin'izao. voafetra ihany ny isan'ny lalana tafiditra ao.
Ny firaketana magnetika tile dia misy safidy fampiharana maromaro:
- Drive Managed SMR
Ny tombony lehibe indrindra dia ny hoe tsy ilaina ny manova ny rindrambaiko mpampiantrano sy/na fitaovana, satria ny HDD controller no mifehy ny fomba firaketana angon-drakitra. Ny fiara toy izany dia azo ampifandraisina amin'ny rafitra rehetra izay manana ny interface ilaina (SATA na SAS), aorian'izay dia ho vonona avy hatrany ny fiara.
Ny tsy fahampian'ity fomba fiasa ity dia ny fiovaovan'ny haavon'ny fampisehoana, ka mahatonga ny Drive Managed SMR tsy mety amin'ny fampiharana orinasa izay tena zava-dehibe ny fahombiazan'ny rafitra. Na izany aza, ny fiara toy izany dia mandeha tsara amin'ny toe-javatra izay manome fotoana ampy hisian'ny defragmentation data background. Ohatra, DMSMR drive , natao ho an'ny fampiasana ho ampahany amin'ny NAS 8-bay kely, dia ho safidy tsara ho an'ny rafitra fitahirizana na backup izay mitaky fitahirizana backups maharitra.
- Host Tantana SMR
Host Managed SMR no fampiharana fandraketana an-tsoratra tiana ampiasaina amin'ny tontolon'ny orinasa. Amin'ity tranga ity, ny rafitra mpampiantrano dia tompon'andraikitra amin'ny fitantanana ny fikorianan'ny angona sy ny famakiana / fanoratana, amin'ny fampiasana ireo tanjona ireo ny ATA (Zoned Device ATA Command Set, ZAC) sy SCSI (Zoned Block Commands, ZBC) fanitarana interface tsara novolavolain'ny INCITS. komity T10 sy T13 .
Rehefa mampiasa HMSMR, dia mizara ho faritra roa ny fahafahan'ny fitahirizana rehetra misy ny fiara: Faritra mahazatra, izay ampiasaina hitahirizana metadata sy firaketana kisendrasendra (milalao ny toeran'ny cache), ary Faritra ilaina amin'ny fanoratana, izay mibodo. ampahany betsaka amin'ny totalin'ny kapila mafy izay misy ny angon-drakitra voasoratra ara-dalàna. Ny angon-drakitra tsy misy baiko dia voatahiry ao amin'ny faritra cache, avy eo dia azo afindra any amin'ny faritra fanoratana misesy. Izany dia miantoka fa ny sehatra ara-batana rehetra dia nosoratana misesy ao amin'ny radial direction ary averina soratana raha tsy aorian'ny famindrana tsingerin-taona, izay miteraka ny fahombiazan'ny rafitra azo antoka sy azo vinavinaina. Mandritra izany fotoana izany, ny HMSMR drive dia manohana ny baiko mamaky kisendrasendra amin'ny fomba mitovy amin'ny fiara mampiasa PMR mahazatra.
Ny Host Managed SMR dia ampiharina amin'ny kapila mafy kilasy orinasa .
Ny tsipika dia misy fiara SATA sy SAS avo lenta natao hampiasaina amin'ny foibe data hyperscale. Ny fanohanana ho an'ny Host Managed SMR dia manitatra be ny sehatry ny fampiharana ireo kapila mafy toy izany: ankoatry ny rafitra backup, dia tonga lafatra amin'ny fitahirizana rahona, CDN na sehatra streaming izy ireo. Ny fahaiza-manaon'ny kapila mafy dia ahafahanao mampitombo be ny haben'ny fitehirizana (ao amin'ny racks mitovy) miaraka amin'ny vidin'ny fanavaozana kely indrindra, ary ny fanjifana herinaratra ambany (tsy mihoatra ny 0,29 watts isaky ny terabyte ny fampahalalana voatahiry) ary ny fiparitahan'ny hafanana (amin'ny 5 ° C ambany kokoa). noho ny analogues) - mampihena bebe kokoa ny fandaniana amin'ny fikojakojana ny foibe data.
Ny hany tsy fahampian'ny HMSMR dia ny fahasarotan'ny fampiharana. Ny zava-misy dia amin'izao fotoana izao dia tsy misy rafitra fandidiana na fampiharana afaka miasa amin'ny fiara toy izany ivelan'ny boaty, ka izany no antony ilaina ny fanovana lehibe amin'ny stack rindrambaiko mba hampifanaraka ny fotodrafitrasa IT. Voalohany indrindra, izany dia mampanahy, mazava ho azy, ny OS mihitsy, izay ao amin'ny toe-javatra ankehitriny ny angon-drakitra foibe mampiasa multi-fototra sy multi-socket mpizara dia somary asa tsy misy dikany. Azonao atao ny mianatra bebe kokoa momba ny safidy amin'ny fampiharana ny fanohanan'ny Host Managed SMR amin'ny loharano manokana , natokana ho an'ny olana momba ny fitahirizana angon-drakitra zonal. Ny fampahalalana voaangona eto dia hanampy anao amin'ny fanombanana mialoha ny fahavononan'ny fotodrafitrasa IT anao amin'ny fifindrana amin'ny rafitra fitahirizana faritra.
- Host Aware SMR (Host Aware SMR)
Ny fitaovana ampiasain'ny Host Aware SMR dia manambatra ny fanamorana sy ny fahafahan'ny Drive Managed SMR miaraka amin'ny hafainganam-pandehan'ny fanoratana avo lenta amin'ny Host Managed SMR. Ireo fiara ireo dia mifanaraka amin'ny rafitra fitahirizana lova ary afaka miasa tsy misy fanaraha-maso mivantana avy amin'ny mpampiantrano, fa amin'ity tranga ity, toy ny amin'ny DMSMR drive, dia lasa tsy azo antoka ny fahombiazany.
Tahaka ny Host Managed SMR, ny Host Aware SMR dia mampiasa karazana faritra roa: Faritra mahazatra ho an'ny fanoratana kisendrasendra sy Faritra tiana soratana an-tsoratra. Ity farany, mifanohitra amin'ny Faritra takiana amin'ny sora-baventy voalaza etsy ambony, dia afindra ho azy amin'ny sokajy mahazatra raha manomboka mirakitra angon-drakitra tsy misy filaharana izy ireo.
Ny fampiharana ny SMR amin'ny mpampiantrano dia manome fomba fiasa anatiny hamerenana amin'ny fanoratana tsy mifanaraka. Ny angon-drakitra tsy misy baiko dia soratana any amin'ny faritra cache, izay ahafahan'ny kapila mamindra ny fampahalalana mankany amin'ny faritra fanoratana misesy rehefa voaray ny sakana ilaina rehetra. Ny kapila dia mampiasa tabilao indirection mba hitantana ny fanoratana tsy misy filaharana sy ny defragmentation ambadika. Na izany aza, raha mitaky fampandehanana azo vinavinaina sy azo amboarina ny fampiharana orinasa, dia mbola ho tratra ihany izany raha ny mpampiantrano no mifehy tanteraka ny fikorianan'ny angona sy ny faritra fandraisam-peo.
Source: www.habr.com