Аввалин диски сахт дар ҷаҳон, IBM RAMAC 305, ки соли 1956 бароварда шуда буд, ҳамагӣ 5 МБ маълумот дошт, 970 кг вазн дошт ва аз ҷиҳати ҳаҷм бо яхдони саноатӣ муқоисашаванда буд. Парчамҳои муосири корпоративӣ метавонанд иқтидори 20 TB дошта бошанд. Тасаввур кунед: 64 сол пеш барои сабти ин миқдор маълумот беш аз 4 миллион RAMAC 305 лозим буд ва андозаи маркази додаҳо барои ҷойгир кардани онҳо аз 9 километри мураббаъ зиёдтар буд, дар ҳоле ки имрӯз як қуттии хурд вазн дорад. тақрибан 700 грамм! Аз бисёр ҷиҳат, ин афзоиши бениҳоят зичии нигоҳдорӣ ба шарофати такмили усулҳои сабти магнитӣ ба даст омад.
Бовар кардан душвор аст, аммо тарҳи бунёдии дискҳои сахт дар тӯли тақрибан 40 сол, аз соли 1983 сар карда, тағйир наёфтааст: ҳамон вақт аввалин диски сахти 3,5-дюймаи RO351, ки аз ҷониби ширкати Шотландия Rodime таҳия шудааст, равшании рӯзро дид. Ин кӯдак ду лавҳаи магнитии ҳар яки 10 МБ дошт, ки ин маънои онро дорад, ки он метавонад ду маротиба зиёдтар маълумотро дар муқоиса бо 412-дюймаи ST-5,25 Seagate, ки ҳамон сол барои компютерҳои фардии IBM 5160 бароварда шуда буд, нигоҳ дорад.
Rodime RO351 - аввалин диски сахти 3,5-дюймаи ҷаҳон
Сарфи назар аз навоварӣ ва андозаи паймонаш, ҳангоми баровардани RO351 барои касе амалан бефоида буд ва ҳама кӯшишҳои минбаъдаи Rodime барои ба даст овардани мавқеи худ дар бозори диски сахт ноком шуданд, аз ин рӯ ширкат дар соли 1991 маҷбур шуд. ки фаъолияти худро бас кунад, кариб тамоми моликияти мавчударо фурушад ва штатро то ба хадди минимум кам кунад. Бо вуҷуди ин, Родиме муфлис шудан надошт: дере нагузашта бузургтарин истеҳсолкунандагони дискҳои сахт бо он тамос гирифтанд ва мехостанд литсензияро барои истифодаи формаи аз ҷониби шотландҳо патентшуда харидорӣ кунанд. Дар айни замон, 3,5 дюйм стандарти маъмулан қабулшуда барои истеҳсоли ҳам HDD-ҳои истеъмолӣ ва ҳам дискҳои дараҷаи корхона мебошад.
Бо пайдоиши шабакаҳои нейрон, Deep Learning ва Интернети ашё (IoT), ҳаҷми маълумоте, ки инсоният эҷод кардааст, ба таври экспоненсиалӣ афзоиш ёфт. Тибқи ҳисобҳои оҷонсии таҳлилии IDC, то соли 2025 ҳаҷми иттилооте, ки ҳам худи одамон ва ҳам дастгоҳҳои атрофи мо тавлид мекунанд, ба 175 зеттабайт (1 Збайт = 1021 байт) мерасад ва ин дар ҳолест, ки дар соли 2019 ин рақам 45 Збайтро ташкил додааст. , дар соли 2016 - 16 Збайт ва дар соли 2006, ҳаҷми умумии маълумоте, ки дар тӯли тамоми таърихи мушоҳидашаванда тавлид шудааст, аз 0,16 (!) Збайт зиёд набуд. Технологияҳои муосир барои мубориза бо таркиши иттилоот кӯмак мекунанд, ки на камтар аз онҳо усулҳои такмилёфтаи сабти маълумот мебошанд.
LMR, PMR, CMR ва TDMR: Фарқият дар чист?
Принсипи кори дискҳои сахт хеле оддӣ аст. Лавҳаҳои металлии борики бо қабати маводи ферромагнитӣ пӯшидашуда (моддаи кристаллӣ, ки ҳатто ҳангоми дар ҳарорати поёнтар аз нуқтаи Кюри ба майдони магнитии беруна дучор нашудани магнитӣ боқӣ монда метавонад) нисбат ба воҳиди асосии навиштан бо суръати баланд ҳаракат мекунанд (5400 гардиш дар як дақиқа ё Бештар). Ҳангоми ба сарлавҳаи навиштан ҷараёни барқ ҷорӣ кардани майдони магнитии тағйирёбанда ба амал меояд, ки самти вектори магнитизатсияи доменҳои (минтақаҳои дискретии модда) ферромагнитро тағйир медиҳад. Хониши маълумот ё аз сабаби падидаи индуксияи электромагнитӣ (ҳаракати доменҳо нисбат ба сенсор боиси пайдоиши ҷараёни тағйирёбандаи электрикӣ мегардад) ё аз ҳисоби таъсири бузурги магниторезистсивӣ (дар зери таъсири майдони магнитӣ) ба амал меояд. муқовимати сенсор тағир меёбад), тавре ки дар дискҳои муосир амалӣ карда мешавад. Ҳар як домен як бит иттилоотро рамзгузорӣ мекунад ва вобаста ба самти вектори магнитизатсия арзиши мантиқии "0" ё "1" -ро мегирад.
Муддати дароз дар дискҳои сахт усули сабти магнитии тӯлонӣ (LMR) истифода мешуд, ки дар он вектори магнитизатсияи домен дар ҳамвории пластинкаи магнитӣ ҷойгир буд. Сарфи назар аз соддагии нисбии татбиқ, ин технология як нуқсони назаррас дошт: барои бартараф кардани маҷбуркунӣ (гузариши зарраҳои магнитӣ ба ҳолати якдоменӣ), як минтақаи таъсирбахши буферӣ (фазои посбонӣ) бояд дар байни пайраҳаҳо. Дар натиҷа, зичии максималии сабт, ки дар охири ин технология ба даст омад, ҳамагӣ 150 Гбит/дюйм2 буд.
Дар соли 2010, LMR қариб пурра бо PMR (Сабти магнитии перпендикулярӣ) иваз карда шуд. Тафовути асосии ин технология аз сабти магнитии тулонӣ дар он аст, ки вектори самти магнитии ҳар як домен дар кунҷи 90° ба сатҳи плитаи магнитӣ ҷойгир шудааст, ки фосилаи байни роҳҳоро хеле кам кардааст.
Ба туфайли ин, зичии сабти додаҳо хеле зиёд шуд (то 1 Тбит/дар2 дар дастгоҳҳои муосир), бидуни қурбонии хусусиятҳои суръат ва эътимоднокии дискҳои сахт. Дар айни замон, сабти магнитии перпендикуляр дар бозор бартарӣ дорад, бинобар ин онро аксар вақт CMR (Сабти магнитии анъанавӣ) меноманд. Дар айни замон, шумо бояд фаҳмед, ки байни PMR ва CMR комилан фарқият вуҷуд надорад - ин танҳо як версияи дигари ном аст.
Ҳангоми омӯхтани хусусиятҳои техникии дискҳои сахт, шумо инчунин метавонед бо ихтисораи пурасрор TDMR дучор шавед. Аз ҷумла, ин технологияро дискҳои дараҷаи корхона истифода мебаранд . Аз нуқтаи назари физика, TDMR (ки маънои сабти магнитии дученакро дорад) аз PMR маъмулӣ фарқ надорад: мо мисли пештара бо роҳҳои ҷудонашаванда кор мекунем, ки доменҳои онҳо ба ҳамвории магнитӣ перпендикуляр нигаронида шудаанд. плитаҳо. Фарқи байни технологияҳо дар равиш ба хондани иттилоот аст.
Дар блоки сарлавҳаҳои магнитии дискҳои сахт, ки бо истифода аз технологияи TDMR сохта шудааст, ҳар як сари навиштан ду сенсори хониш дорад, ки ҳамзамон маълумотро аз ҳар як треки гузашта мехонанд. Ин зиёдатӣ ба контроллери HDD имкон медиҳад, ки садои электромагнитиро, ки пайдоиши он аз дахолати байнитрек (ITI) ба вуҷуд омадааст, ба таври муассир филтр кунад.
Ҳалли мушкилоти ITI ду манфиати хеле муҳимро медиҳад:
- кам кардани омили садо ба шумо имкон медиҳад, ки зичии сабтро тавассути кам кардани масофаи байни трекҳо афзоиш диҳед ва дар муқоиса бо PMR анъанавӣ афзоиши иқтидори умумии то 10% -ро таъмин кунед;
- Дар якҷоягӣ бо технологияи RVS ва микроактуатори се мавқеъ, TDMR ба ларзиши гардишие, ки аз дискҳои сахт ба вуҷуд омадааст, ба таври муассир муқовимат мекунад ва барои ноил шудан ба сатҳи устувори кор ҳатто дар шароити душвортарин кор кӯмак мекунад.
SMR чист ва онро бо чӣ мехӯранд?
Андозаи сари навиштан нисбат ба андозаи сенсори хониш тақрибан 1,7 маротиба калонтар аст. Чунин фарқияти таъсирбахшро хеле содда шарҳ додан мумкин аст: агар модули сабт боз ҳам хурдтар карда шавад, қувваи майдони магнитие, ки он метавонад тавлид кунад, барои магнит кардани доменҳои қабати ферромагнитӣ кифоя намекунад, яъне ин маънои онро дорад, ки маълумот танҳо нигоҳ дошта нашавад. Дар мавриди сенсори хониш, ин мушкилот ба миён намеояд. Гузашта аз ин: миниатюризатсияи он имкон медиҳад, ки таъсири ITI дар боло зикршуда ба раванди хондани иттилоот минбаъд кам карда шавад.
Ин далел асоси сабти магнитии Shingled (SMR) буд. Биёед бифаҳмем, ки он чӣ гуна кор мекунад. Ҳангоми истифодаи PMR анъанавӣ, сари навиштан нисбат ба ҳар як суруди қаблӣ ба масофаи баробар ба паҳнои он + паҳнои фазои муҳофизатӣ иваз карда мешавад.
Ҳангоми истифодаи усули сабти магнитии сафолӣ, сари навиштан танҳо як қисми паҳнои худ ба пеш ҳаракат мекунад, аз ин рӯ ҳар як треки қаблӣ қисман аз болои дигараш навишта мешавад: роҳҳои магнитӣ мисли плитаҳои бомпӯшӣ ба ҳам меоянд. Ин равиш ба шумо имкон медиҳад, ки зичии сабтро минбаъд зиёд кунед, то иқтидори то 10% -ро бидуни таъсир ба раванди хониш таъмин кунед. Як мисол аст - аввалин дискҳои 3.5-дюймаи 20 TB дар ҷаҳон бо интерфейси SATA/SAS, ки намуди зоҳирии он ба шарофати технологияи нави сабти магнитӣ имконпазир гардид. Ҳамин тариқ, гузариш ба дискҳои SMR ба шумо имкон медиҳад, ки зичии нигоҳдории маълумотро дар ҳамон рафҳо бо хароҷоти ҳадди ақал барои такмил додани инфрасохтори IT зиёд кунед.
Сарфи назар аз чунин бартарии назаррас, SMR инчунин камбудии ошкоро дорад. Азбаски трекҳои магнитӣ ба ҳам мепайванданд, навсозии маълумот на танҳо порчаи лозимиро, балки ҳамаи трекҳои минбаъдаи дохили табақчаи магнитиро, ки ҳаҷми онҳо метавонад аз 2 терабайт зиёд бошад, тақозо мекунад, ки ин метавонад боиси коҳиши ҷиддии кор гардад.
Ин мушкилотро тавассути омезиши шумораи муайяни роҳҳо ба гурӯҳҳои алоҳида, ки минтақаҳо номида мешаванд, ҳал кардан мумкин аст. Ҳарчанд ин равиш барои ташкили нигаҳдории додаҳо иқтидори умумии HDD-ро то андозае коҳиш медиҳад (зеро нигоҳ доштани фосилаҳои кофии байни минтақаҳо барои пешгирӣ кардани сабти роҳҳои гурӯҳҳои ҳамсоя зарур аст), он метавонад раванди навсозии маълумотро ба таври назаррас суръат бахшад, зеро ҳоло. дар он танҳо шумораи маҳдуди трекҳо иштирок мекунанд.
Сабти магнитии плитка якчанд вариантҳои татбиқро дар бар мегирад:
- Drive-и идорашавандаи SMR
Бартарии асосии он дар он аст, ки зарурати тағир додани нармафзори мизбон ва/ё сахтафзор вуҷуд надорад, зеро контроллери HDD тартиби сабти маълумотро назорат мекунад. Чунин дискҳоро ба ҳама гуна системае пайваст кардан мумкин аст, ки дорои интерфейси зарурӣ (SATA ё SAS), пас аз он диск фавран барои истифода омода мешавад.
Камбудии ин равиш дар он аст, ки сатҳҳои иҷроиш гуногунанд ва Drive Managed SMR-ро барои барномаҳои корхонае, ки иҷрои пайвастаи система муҳим аст, номуносиб месозад. Аммо, чунин дискҳо дар сенарияҳо хуб кор мекунанд, ки барои дефрагментацияи пасзамина вақти кофӣ фароҳам меоранд. Масалан, дискҳои DMSMR , ки барои истифода ҳамчун як қисми хурди 8-байни NAS оптимизатсия шудааст, интихоби олӣ барои системаи бойгонӣ ё нусхабардорӣ хоҳад буд, ки нигоҳдории дарозмуддати нусхаҳоро талаб мекунад.
- Хост идорашавандаи SMR
Host Managed SMR татбиқи сабти бартарӣ барои истифода дар муҳити корхона мебошад. Дар ин ҳолат, худи системаи ҳост барои идоракунии ҷараёнҳои додаҳо ва амалиёти хондан/навиштан масъул аст, бо истифода аз ин мақсадҳо интерфейси ATA (Zoned Device ATA Command Set, ZAC) ва SCSI (Zoned Block Commands, ZBC), ки аз ҷониби INCITS таҳия шудааст. Кумитаи T10 ва T13.
Ҳангоми истифодаи HMSMR, тамоми иқтидори нигаҳдории диски мавҷуда ба ду намуди минтақа тақсим мешавад: Минтақаҳои анъанавӣ, ки барои нигоҳ доштани метамаълумотҳо ва сабти тасодуфӣ (аслан нақши кэшро мебозанд) истифода мешаванд ва Минтақаҳои зарурии навиштани пайдарпай, ки ишғол мекунанд қисми зиёди иқтидори умумии диски сахт, ки дар он маълумот ба таври қатъӣ пайдарпай навишта мешавад. Маълумоти берун аз тартиб дар як минтақаи кэш нигоҳ дошта мешавад, ки аз он ҷо он метавонад ба майдони мувофиқи навиштани пайдарпай интиқол дода шавад. Ин кафолат медиҳад, ки ҳамаи бахшҳои физикӣ пайдарпай дар самти радиалӣ навишта мешаванд ва танҳо пас аз интиқоли даврӣ аз нав навишта мешаванд, ки ба кори устувор ва пешгӯии система оварда мерасонад. Ҳамзамон, дискҳои HMSMR фармонҳои хондани тасодуфиро ба мисли дискҳо бо истифода аз PMR стандартӣ дастгирӣ мекунанд.
Host Managed SMR дар дискҳои сахти дараҷаи корхона амалӣ карда мешавад .
Ин хат дискҳои дорои иқтидори баландсифати SATA ва SAS-ро дар бар мегирад, ки барои истифода дар марказҳои иттилоотии гипермасштаб пешбинӣ шудаанд. Дастгирии Host Managed SMR доираи татбиқи чунин дискҳои сахтро ба таври назаррас васеъ мекунад: ба ғайр аз системаҳои эҳтиётӣ, онҳо барои нигоҳдории абр, CDN ё платформаҳои ҷараён комил мебошанд. Иқтидори баланди дискҳои сахт ба шумо имкон медиҳад, ки зичии нигоҳдорӣ (дар ҳамон рафҳо) бо хароҷоти ҳадди ақали навсозӣ ва масрафи ками нерӯи барқ (на бештар аз 0,29 ватт барои як терабайт маълумоти захирашуда) ва паҳншавии гармӣ (ба ҳисоби миёна 5 °C камтар) зиёд карда шавад. нисбат ба аналогҳо) - минбаъд кам кардани хароҷоти амалиётӣ барои нигоҳдории маркази додаҳо.
Ягона камбудии HMSMR ин мураккабии нисбии татбиқ аст. Гап дар сари он аст, ки имрӯз ягон системаи оператсионӣ ё замима бо чунин дискҳо аз қуттӣ кор карда наметавонад, аз ин рӯ барои мутобиқ кардани инфрасохтори IT тағйироти ҷиддӣ ба стеки нармафзор лозим аст. Пеш аз ҳама, ин, албатта, ба худи ОС дахл дорад, ки дар шароити марказҳои додаҳои муосир бо истифода аз серверҳои бисёраслӣ ва бисёрсокетӣ вазифаи хеле ночиз аст. Шумо метавонед дар бораи имконоти татбиқи дастгирии Host Managed SMR дар манбаи махсус маълумоти бештар гиред , ба масъалахои нигахдории маъ-лумотхои минтакавй бахшида шудааст. Маълумоти дар ин ҷо ҷамъовардашуда ба шумо дар арзёбии пешакӣ омодагии инфрасохтори ТИ-и шумо барои интиқол ба системаҳои нигаҳдории минтақа кӯмак хоҳад кард.
- Host Aware SMR (Host Aware SMR)
Дастгоҳҳои аз ҷониби Host Aware SMR фаъолшуда роҳат ва чандирии Drive Managed SMR-ро бо суръати баланди навиштани Host Managed SMR муттаҳид мекунанд. Ин дискҳо бо системаҳои нигаҳдории кӯҳна ба ақиб мувофиқанд ва метавонанд бидуни назорати мустақим аз ҷониби мизбон кор кунанд, аммо дар ин ҳолат, ба монанди дискҳои DMSMR, иҷрои онҳо пешгӯинашаванда мегардад.
Мисли Host Managed SMR, Host Aware SMR ду намуди минтақаҳоро истифода мебарад: Минтақаҳои анъанавӣ барои навиштани тасодуфӣ ва Минтақаҳои афзалиятноки Навиштани пайдарпай. Охирин, дар муқоиса бо Минтақаҳои зарурии Навиштани пайдарпай, ки дар боло зикр шудааст, ба таври худкор ба категорияи муқаррарӣ дохил карда мешаванд, агар онҳо ба сабти маълумот аз кор шурӯъ кунанд.
Татбиқи аз ҷониби мизбон огоҳии SMR механизмҳои дохилии барқароршавӣ аз навиштаҳои номувофиқро таъмин мекунад. Маълумоти берун аз тартибот ба минтақаҳои кэш навишта мешавад, ки аз он ҷо диск метавонад информатсияро пас аз қабули ҳамаи блокҳои зарурӣ ба майдони навини пайдарпай интиқол диҳад. Диск ҷадвали бавоситаро барои идора кардани навиштан аз тартиб ва дефрагментацияи замина истифода мебарад. Аммо, агар барномаҳои корпоративӣ иҷрои пешгӯишаванда ва оптимизатсияшударо талаб кунанд, ин корро танҳо дар сурате ба даст овардан мумкин аст, агар мизбон тамоми ҷараёни маълумот ва минтақаҳои сабтро пурра назорат кунад.
Манбаъ: will.com