Hard drive ea pele ea lefats'e, IBM RAMAC 305, e lokollotsoeng ka 1956, e ne e tšoere data ea 5 MB feela, e boima ba lik'hilograma tse 970 'me e ka bapisoa le sehatsetsi sa indasteri. Likhamphani tsa sejoale-joale tsa khoebo li ka ithorisa ka matla a 20 TB. Ak'u nahane feela: lilemong tse 64 tse fetileng, e le hore ho ka tlalehoa palo ena ea boitsebiso, ho ka be ho ile ha hlokahala RAMAC 4 e fetang limilione tse 305, 'me boholo ba setsi sa boitsebiso bo hlokahalang ho ba amohela bo ka be bo fetile lik'hilomithara tse 9, athe kajeno lebokose le lenyenyane le boima. hoo e ka bang ligrama tse 700! Ka litsela tse ngata, keketseho ena e makatsang ea boima ba polokelo e fihletsoe ka lebaka la ntlafatso ea mekhoa ea ho rekota ea makenete.
Ho thata ho lumela, empa moralo oa mantlha oa li-hard drive ha o so fetohe hoo e ka bang lilemo tse 40, ho qala ka 1983: ke nakong eo RO3,5 ea pele ea 351-inch hard drive, e ntlafalitsoeng ke khamphani ea Scotland ea Rodime, e boneng khanya ea letsatsi. Ngoana enoa o ne a e-na le liplatelete tse peli tsa makenete tsa 10 MB e 'ngoe le e 'ngoe, ho bolelang hore e ne e khona ho boloka data e imenne habeli ho feta Seagate e nchafalitsoeng ea 412-inch ST-5,25 Seagate e lokollotsoeng selemong sona seo bakeng sa likhomphutha tsa IBM 5160.
Rodime RO351 - hard drive ea pele ea 3,5-inch lefatšeng
Ho sa tsotellehe boqapi ba eona le boholo ba lik'hamphani, nakong ea ha e lokolloa RO351 e ile ea bonahala e se na thuso ho mang kapa mang, 'me boiteko bohle ba Rodime ba ho fumana sebaka sa' maraka oa hard drive bo ile ba hlōleha, ke ka lebaka leo ka 1991 khampani e ileng ea qobelloa. ho emisa mesebetsi ea eona, ho rekisa hoo e batlang e le thepa eohle e teng le ho fokotsa basebetsi bonyane. Leha ho le joalo, Rodime o ne a sa rereloa ho lahleheloa ke chelete: haufinyane baetsi ba kholo ka ho fetisisa ba li-hard drive ba ile ba qala ho iteanya le eona, ba lakatsa ho reka lengolo la tumello ea ho sebelisa foromo e nang le patente ea Scots. Hajoale, 3,5 inches ke tekanyetso e amoheloang ka kakaretso bakeng sa tlhahiso ea li-HDD tsa bareki le li-drive tsa maemo a khoebo.
Ka ho fihla ha marang-rang a marang-rang, Thuto e tebileng le Inthanete ea Lintho (IoT), palo ea boitsebiso bo entsoeng ke batho bo ile ba qala ho hōla ka potlako. Ho ea ka likhakanyo tsa mokhatlo oa analytical IDC, ka 2025 palo ea boitsebiso bo hlahisoang ke batho ka bobeli le lisebelisoa tse re potolohileng li tla fihla ho 175 zettabytes (1 Zbyte = 1021 bytes), 'me sena ho sa tsotellehe hore ka 2019 sena se ne se lekana le 45 Zbytes. , ka 2016 - 16 Zbytes, 'me morao koana ka 2006, kakaretso ea boitsebiso bo hlahisitsoeng historing eohle e hlokomelehang ha ea ka ea feta 0,16 (!) Zbytes. Theknoloji ea morao-rao e thusa ho sebetsana ka katleho le ho phatloha ha boitsebiso, eseng bonyane mekhoa e ntlafalitsoeng ea ho rekota boitsebiso.
LMR, PMR, CMR le TDMR: Phapano ke efe?
Molao-motheo oa ts'ebetso ea li-hard drive o bonolo haholo. Lipoleiti tse tšesaane tsa tšepe tse koahetsoeng ka lesela la ferromagnetic (ntho e kristale e ka lulang e hohelitsoe le ha e sa pepesehetse matla a khoheli a kantle ho mocheso o ka tlase ho sebaka sa Curie) e tsamaea e ipapisitse le karolo ea sehlooho e ngotsoeng ka lebelo le phahameng (liphetoho tse 5400 ka motsotso kapa Hape). Ha motlakase o sebelisoa hloohong ea ho ngola, ho hlaha matla a khoheli a fetohang, a fetolang tataiso ea vector ea magnetization ea libaka (libaka tse fapaneng tsa taba) tsa ferromagnet. Ho bala ha data ho etsahala ka lebaka la ts'ebetso ea induction ea electromagnetic (ho sisinyeha ha libaka tse amanang le sensor ho baka ponahalo ea motlakase o fapanyetsanoang morao-rao), kapa ka lebaka la phello e kholo ea magnetoresistive (tlas'a tšusumetso ea matla a khoheli, matla a khoheli. ho hanyetsa liphetoho tsa sensor), joalo ka ha e sebelisoa ho li-drive tsa sejoale-joale. Sebaka se seng le se seng se kenyelletsa karolo e le 'ngoe ea tlhahisoleseding, ho nka boleng bo utloahalang "0" kapa "1" ho latela tataiso ea vector ea magnetization.
Ka nako e telele, li-drive tse thata li ne li sebelisa mokhoa oa Longitudinal Magnetic Recording (LMR), moo "domain magnetization vector" e neng e le ka sefofaneng sa poleiti ea makenete. Leha ho le bonolo ho kenya ts'ebetsong, theknoloji ena e ne e e-na le tšitiso e kholo: molemong oa ho hlola khatello (ho fetoha ha likaroloana tsa makenete ho ea sebakeng se le seng), sebaka se khahlang sa buffer (seo ho thoeng ke sebaka sa balebeli) se ne se tlameha ho siuoa lipakeng. litselana. Ka lebaka leo, boholo ba ho rekota bo ileng ba finyelloa qetellong ea theknoloji ena e ne e le 150 Gbit/inch2 feela.
Ka 2010, LMR e ne e batla e nkeloa sebaka ke PMR (Perpendicular Magnetic Recording). Phapang e kholo pakeng tsa thekenoloji ena le ho rekota ha makenete ea longitudinal ke hore vector ea tataiso ea makenete ea sebaka se seng le se seng e fumaneha ka lehlakoreng la 90 ° ho ea holim'a poleiti ea makenete, e fokolitseng haholo lekhalo lipakeng tsa lipina.
Ka lebaka la sena, boima ba ho rekota data bo ile ba eketseha haholo (ho fihla ho 1 Tbit / in2 lisebelisoa tsa morao-rao), ntle le ho tela litšobotsi tsa lebelo le ho tšepahala ha li-drive tse thata. Hajoale, ho rekota ka matla a khoheli ho laola 'maraka, ke ka lebaka leo hangata e bitsoang CMR (Conventional Magnetic Recording). Ka nako e ts'oanang, o hloka ho utloisisa hore ha ho na phapang pakeng tsa PMR le CMR - ke mofuta o fapaneng oa lebitso.
Ha o ntse o ithuta ka litšobotsi tsa tekheniki tsa li-hard drive tsa sejoale-joale, o kanna oa kopana le khutsufatso e makatsang ea TDMR. Haholo-holo, theknoloji ena e sebelisoa ke li-drive tsa maemo a khoebo . Ho ea ka pono ea fisiks, TDMR (e emelang Two Dimensional Magnetic Recording) ha e fapane le PMR e tloaelehileng: joaloka pele, re sebetsana le litsela tse sa thulaneng, tseo libaka tsa tsona li shebaneng le sefofane sa matla a khoheli. lipoleiti. Phapang e teng lipakeng tsa theknoloji e mabapi le mokhoa oa ho bala litaba.
Sebakeng sa "magnetic heads" tsa li-hard drive tse entsoeng ho sebelisoa theknoloji ea TDMR, hlooho e 'ngoe le e' ngoe ea ho ngola e na le li-sensor tse peli tse balang ka nako e le 'ngoe data ho tsoa pina e' ngoe le e 'ngoe e fetileng. Redundancy ena e lumella molaoli oa HDD hore a sefa hantle lerata la motlakase, leo ponahalo ea lona e bakoang ke ho kena-kenana le intertrack (ITI).
Ho rarolla bothata ba ITI ho fana ka melemo e 'meli ea bohlokoa haholo:
- ho fokotsa molumo oa lerata ho u lumella ho eketsa sekhahla sa ho rekota ka ho fokotsa sebaka se pakeng tsa lipina, ho fana ka phaello ka kakaretso ho fihlela ho 10% ho bapisoa le PMR e tloaelehileng;
- E kopantsoe le theknoloji ea RVS le microactuator ea maemo a mararo, TDMR e hanyetsa ka katleho ho sisinyeha ha potoloho e bakoang ke li-drive tse thata, ho thusa ho finyella maemo a tsitsitseng a ts'ebetso esita le maemong a thata ka ho fetisisa a ts'ebetso.
SMR ke eng mme e jeoa ka eng?
Boholo ba hlooho ea ho ngola e batla e le kholoanyane ka makhetlo a 1,7 ha e bapisoa le boholo ba sensor ea ho bala. Phapang e khahlang joalo e ka hlalosoa ka mokhoa o bonolo: haeba mojule oa ho rekota o entsoe le ho feta, matla a matla a khoheli ao e ka a hlahisang a ke ke a lekana ho holisa libaka tsa ferromagnetic layer, ho bolelang hore data e tla ba bonolo. ha e bolokoe. Tabeng ea sensor ea ho bala, bothata bona ha bo hlahe. Ho feta moo: miniaturization ea eona e etsa hore ho khonehe ho fokotsa tšusumetso ea ITI e boletsoeng ka holimo mabapi le mokhoa oa ho bala tlhahisoleseding.
Taba ena e ile ea theha motheo oa Shingled Magnetic Recording (SMR). A re bone hore na e sebetsa joang. Ha u sebelisa PMR ea setso, hlooho ea ho ngola e fetisoa ho ea ka pina e 'ngoe le e' ngoe e fetileng ka sebaka se lekanang le bophara ba sona + bophara ba sebaka sa balebeli.
Ha u sebelisa mokhoa oa ho rekota oa makenete, hlooho e ngolang e ea pele karolo e itseng feela ea bophara ba eona, kahoo pina e 'ngoe le e 'ngoe e fetileng e hlakotsoe ka mokhoa o itseng ke e latelang: litselana tsa makenete li kopana joalo ka lithaele tsa marulelo. Mokhoa ona o u lumella hore u tsoele pele ho eketsa boima ba ho rekota, ho fana ka phaello ka bokhoni ba ho fihla ho 10%, ntle le ho ama mokhoa oa ho bala. Mohlala ke - li-drive tsa pele tsa lefatše tsa 3.5-inch 20 TB tse nang le sebopeho sa SATA/SAS, seo ponahalo ea sona e ileng ea khoneha ka lebaka la theknoloji e ncha ea ho rekota ea makenete. Kahoo, phetoho ho li-disk tsa SMR e u lumella ho eketsa bongata ba polokelo ea data ka har'a li-racks tse tšoanang ka litšenyehelo tse fokolang bakeng sa ho ntlafatsa lisebelisoa tsa IT.
Leha ho na le monyetla o moholo joalo, SMR le eona e na le tšitiso e hlakileng. Kaha litsela tsa makenete li kopana, ho ntlafatsa lintlha ho tla hloka hore ho ngoloe hape sekhechana se hlokahalang, empa le litsela tsohle tse latelang ka har'a platter ea magnetic, e leng molumo oa eona o ka fetang 2 terabytes, e leng se ka lebisang ho theoha ho hoholo ha ts'ebetso.
Bothata bona bo ka rarolloa ka ho kopanya palo e itseng ea lipina ka lihlopha tse arohaneng tse bitsoang libaka. Leha mokhoa ona oa ho hlophisa polokelo ea data o fokotsa boholo ba HDD (kaha ho hlokahala ho boloka likheo tse lekaneng lipakeng tsa libaka ho thibela lipina tse tsoang ho lihlopha tse haufi hore li se ke tsa ngoloa), e ka potlakisa haholo ts'ebetso ea ho nchafatsa data, ho tloha joale. ke palo e lekanyelitsoeng feela ea lipina tse amehang ho eona.
Ho rekota ha makenete ea tile ho kenyelletsa likhetho tse 'maloa tsa ts'ebetsong:
- SMR e Laoloang ke Drive
Molemo oa eona o ka sehloohong ke hore ha ho na tlhokahalo ea ho fetola software e amohelehang le / kapa hardware, kaha molaoli oa HDD o laola mokhoa oa ho rekota data. Li-drive tse joalo li ka hokahana le sistimi efe kapa efe e nang le sebopeho se hlokahalang (SATA kapa SAS), kamora moo drive e tla be e loketse ho sebelisoa hanghang.
Bobebe ba mokhoa ona ke hore maemo a ts'ebetso aa fapana, e leng ho etsang hore Drive Managed SMR e seke ea tšoanela lits'ebetso tsa khoebo moo ts'ebetso e tsitsitseng ea sistimi e leng bohlokoa. Leha ho le joalo, li-drive tse joalo li sebetsa hantle maemong a lumellang nako e lekaneng ea ho senyeha ha data ea morao-rao ho etsahala. Ka mohlala, li-drive tsa DSMR , e ntlafalitsoeng hore e sebelisoe e le karolo ea 8-bay NAS e nyenyane, e tla ba khetho e babatsehang bakeng sa ho boloka boitsebiso kapa mokhoa oa ho boloka boitsebiso o hlokang nako e telele ea ho boloka li-backups.
- SMR e laoloang ke moamoheli
Host Managed SMR ke mokhoa o ratoang oa ho rekota o ka sebelisoang tikolohong ea khoebo. Tabeng ena, tsamaiso ea moamoheli ka boeona e na le boikarabello ba ho laola phallo ea data le ts'ebetso ea ho bala / ho ngola, ho sebelisa merero ena ATA (Zoned Device ATA Command Set, ZAC) le SCSI (Zoned Block Commands, ZBC) e atolositsoeng ea sebopeho se entsoeng ke INCITS. Likomiti tsa T10 le T13 .
Ha o sebelisa HMSMR, sebaka sohle se fumanehang sa polokelo ea drive se arotsoe ka mefuta e 'meli ea libaka: Libaka tse Tloaelehileng, tse sebelisetsoang ho boloka metadata le rekoto e sa reroang (ha e le hantle e bapala karolo ea cache), le Sequential Write Required Zones, tse lulang. karolo e kholo ea kakaretso ea matla a hard drive moo data e ngotsoeng ka ho hlaka ka tatellano. Lintlha tse tsoang kantle ho tatellano li bolokiloe sebakeng sa cache, ho tloha moo li ka fetisetsoang sebakeng se loketseng sa ho ngola se latellanang. Sena se tiisa hore likarolo tsohle tsa 'mele li ngotsoe ka tatellano ho tataiso ea radial' me li ngoloa feela ka mor'a phetiso ea cyclic, e hlahisang ts'ebetso e tsitsitseng le e ka lebelloang ea tsamaiso. Ka nako e ts'oanang, li-drive tsa HMSMR li tšehetsa litaelo tsa ho bala tse sa reroang ka tsela e ts'oanang le li-drive tse sebelisang PMR e tloaelehileng.
SMR e laoloang ke Host e kenngoa ts'ebetsong ho li-hard drive tsa maemo a khoebo .
Mohala o kenyelletsa li-drive tse phahameng tsa SATA le SAS tse etselitsoeng ho sebelisoa litsing tsa data tsa hyperscale. Ts'ehetso bakeng sa Host Managed SMR e holisa haholo boholo ba ts'ebeliso ea li-hard drive tse joalo: ntle le lits'ebetso tsa "backup", li nepahetse bakeng sa polokelo ea leru, CDN kapa sethala sa ho phallela. Bokhoni bo phahameng ba li-drive tse thata bo u lumella ho eketsa boima ba polokelo (ka liraka tse tšoanang) ka litšenyehelo tse fokolang tsa ntlafatso, le tšebeliso e tlase ea matla (ha e fete li-watts tse 0,29 ka terabyte ea tlhaiso-leseling e bolokiloeng) le phallo ea mocheso (ka karolelano ea 5 ° C e tlase. ho feta li-analogues) - ho fokotsa litšenyehelo tsa ts'ebetso bakeng sa tlhokomelo ea setsi sa data.
Bothata bo le bong feela ba HMSMR ke ho rarahana ha ts'ebetsong. Taba ke hore kajeno ha ho na sistimi ea ts'ebetso kapa ts'ebeliso e ka sebetsang le li-drive tse joalo ka ntle ho lebokose, ke ka lebaka leo ho hlokahalang liphetoho tse tebileng ho software stack ho ikamahanya le lisebelisoa tsa IT. Pele ho tsohle, sena se ameha, ehlile, OS ka boeona, eo maemong a litsi tsa sejoale-joale tsa data tse sebelisang li-server tse ngata tsa mantlha le tse ngata ke mosebetsi o seng bobebe. U ka ithuta haholoanyane ka likhetho tsa ho kenya ts'ehetso ea Host Managed SMR sesebelisoa se ikhethileng , e inehetseng litabeng tsa polokelo ea data ea zonal. Lintlha tse bokelletsoeng mona li tla u thusa ho lekola esale pele hore na u itokiselitse lisebelisoa tsa hau tsa IT bakeng sa ho fetisetsa lits'ebetsong tsa polokelo ea libaka.
- Host Aware SMR (Host Aware SMR)
Lisebelisoa tse lumelletsoeng ke Host Aware SMR li kopanya boiketlo le bonolo ba Drive Managed SMR le lebelo le phahameng la ho ngola la Host Managed SMR. Li-drive tsena li tsamaellana le lits'ebetso tsa polokelo ea lefa mme li ka sebetsa ntle le taolo e tobileng ho tsoa ho moamoheli, empa ntlheng ena, joalo ka ka li-drive tsa DSMR, ts'ebetso ea tsona e fetoha e sa lebelloang.
Joalo ka SMR e laoloang ke Host, Host Aware SMR e sebelisa mefuta e 'meli ea libaka: Libaka tse Tloaelehileng bakeng sa ho ngola ka mokhoa o sa reroang le Libaka tsa Sequential Write Preferred. Ea ho qetela, ho fapana le Sequential Write Required Zones e boletsoeng ka holimo, ka boeona e isoa sehlopheng sa tse tloaelehileng haeba li qala ho rekota data ntle le tatellano.
Ts'ebetso ea SMR e hlokomelang moamoheli e fana ka mekhoa ea kahare ea ho hlaphoheloa ho tsoa mengolong e sa tsitsang. Lintlha tse tsoang ka ntle ho tatellano li ngotsoe libakeng tsa cache, ho tloha moo disk e ka fetisetsang boitsebiso sebakeng sa ho ngola ka tatellano ka mor'a hore li-blocks tsohle tse hlokahalang li amoheloe. Disk e sebelisa tafole e sa laoleheng ho laola ho ngola ka ntle ho tatellano le ho senyeha ha morao. Leha ho le joalo, haeba lits'ebetso tsa likhoebo li hloka ts'ebetso e lebelletsoeng esale pele le e ntlafalitsoeng, sena se ntse se ka finyelloa feela haeba moamoheli a nka taolo e felletseng ea phallo ea data le libaka tsa ho rekota.
Source: www.habr.com