iXsystems ผู้พัฒนาโครงการ FreeNAS เกี่ยวกับปัญหาร้ายแรงเกี่ยวกับความเข้ากันได้ของ ZFS กับฮาร์ดไดรฟ์ WD Red รุ่นใหม่บางรุ่นที่ Western Digital เปิดตัวโดยใช้เทคโนโลยี SMR (Shingled Magnetic Recording) ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด การใช้ ZFS บนไดรฟ์ที่มีปัญหาอาจทำให้ข้อมูลสูญหายได้
ปัญหาเกิดขึ้นกับไดรฟ์ WD Red ที่มีความจุตั้งแต่ 2 ถึง 6 TB ผลิตตั้งแต่ปี 2018 ซึ่งใช้เทคโนโลยีในการบันทึก (การบันทึกแม่เหล็กชิงเกิลที่จัดการโดยอุปกรณ์) และ ป้าย EFAX (สำหรับดิสก์ CMR จะใช้ตัวระบุ EFRX) เวสเทิร์น ดิจิตอล ในบล็อกของเขาว่าไดรฟ์ WD Red SMR ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ใน NAS สำหรับบ้านและธุรกิจขนาดเล็ก ซึ่งติดตั้งได้ไม่เกิน 8 ไดรฟ์และมีปริมาณโหลด 180 TB ต่อปี ซึ่งโดยทั่วไปสำหรับการสำรองและการแชร์ไฟล์ ไดรฟ์ WD Red รุ่นก่อนหน้าและรุ่น WD Red ที่มีความจุ 8 TB ขึ้นไป รวมถึงไดรฟ์จากกลุ่มผลิตภัณฑ์ WD Red Pro, WD Gold และ WD Ultrastar ยังคงผลิตต่อไปโดยใช้เทคโนโลยี CMR (Conventional Magnetic Recording) และการใช้งานไม่ก่อให้เกิดปัญหากับ ZFS
สาระสำคัญของเทคโนโลยี SMR คือการใช้หัวแม่เหล็กบนดิสก์ซึ่งมีความกว้างมากกว่าความกว้างของแทร็กซึ่งนำไปสู่การบันทึกโดยมีการทับซ้อนกันบางส่วนของแทร็กที่อยู่ติดกันเช่น การบันทึกซ้ำใดๆ ส่งผลให้จำเป็นต้องบันทึกซ้ำทั้งกลุ่มของแทร็ก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานกับไดรฟ์ดังกล่าวจึงมีการใช้งาน — พื้นที่เก็บข้อมูลแบ่งออกเป็นโซนที่ประกอบขึ้นเป็นกลุ่มของบล็อกหรือเซกเตอร์ ซึ่งอนุญาตให้เพิ่มข้อมูลตามลำดับเท่านั้นพร้อมกับการอัปเดตกลุ่มของบล็อกทั้งหมด โดยทั่วไป ไดรฟ์ SMR จะประหยัดพลังงานมากกว่า ราคาไม่แพงกว่า และแสดงคุณประโยชน์ด้านประสิทธิภาพสำหรับการเขียนตามลำดับ แต่จะล่าช้าเมื่อทำการเขียนแบบสุ่ม รวมถึงการดำเนินการ เช่น การสร้างอาร์เรย์จัดเก็บข้อมูลขึ้นใหม่
DM-SMR บอกเป็นนัยว่าการแบ่งเขตและการดำเนินการกระจายข้อมูลถูกควบคุมโดยตัวควบคุมดิสก์และสำหรับระบบดิสก์นั้นดูเหมือนฮาร์ดดิสก์แบบคลาสสิกที่ไม่ต้องการการจัดการแยกต่างหาก DM-SMR ใช้การกำหนดแอดเดรสบล็อกแบบลอจิคัลทางอ้อม (LBA, การกำหนดแอดเดรสบล็อกแบบลอจิคัล) ชวนให้นึกถึงการกำหนดแอดเดรสแบบลอจิคัลในไดรฟ์ SSD การดำเนินการเขียนแบบสุ่มแต่ละครั้งจำเป็นต้องมีการดำเนินการรวบรวมขยะในเบื้องหลัง ส่งผลให้เกิดความผันผวนของประสิทธิภาพที่คาดเดาไม่ได้ ระบบอาจพยายามใช้การปรับให้เหมาะสมที่สุดกับดิสก์ดังกล่าวโดยเชื่อว่าข้อมูลจะถูกเขียนไปยังเซกเตอร์ที่ระบุ แต่ในความเป็นจริงข้อมูลที่ออกโดยตัวควบคุมจะกำหนดเฉพาะโครงสร้างลอจิคัลและในความเป็นจริงเมื่อกระจายข้อมูลตัวควบคุมจะใช้ อัลกอริธึมของตัวเองที่คำนึงถึงข้อมูลที่จัดสรรไว้ก่อนหน้านี้ ดังนั้น ก่อนที่จะใช้ดิสก์ DM-SMR ในพูล ZFS ขอแนะนำให้ดำเนินการเพื่อทำให้ดิสก์เป็นศูนย์และรีเซ็ตดิสก์เป็นสถานะดั้งเดิม
Western Digital มีส่วนร่วมในการวิเคราะห์เงื่อนไขที่เกิดปัญหา ซึ่งร่วมกับ iXsystems กำลังพยายามค้นหาวิธีแก้ไขและเตรียมการอัพเดตเฟิร์มแวร์ ก่อนที่จะเผยแพร่ข้อสรุปเกี่ยวกับการแก้ไขปัญหา ไดรฟ์ที่มีเฟิร์มแวร์ใหม่ได้รับการวางแผนให้ทดสอบบนพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่มีโหลดสูงด้วย FreeNAS 11.3 และ TrueNAS CORE 12.0 มีการโต้แย้งว่าเนื่องจากการตีความ SMR ที่แตกต่างกันโดยผู้ผลิตที่แตกต่างกัน ไดรฟ์ SMR บางประเภทจึงไม่ทำให้เกิดปัญหากับ ZFS แต่การทดสอบที่ดำเนินการโดย iXsystems จะเน้นไปที่การตรวจสอบไดรฟ์ WD Red ที่ใช้เทคโนโลยี DM-SMR และสำหรับ SMR เท่านั้น ไดรฟ์ จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม
ปัจจุบัน ปัญหาเกี่ยวกับ ZFS ได้รับการพิสูจน์และทำซ้ำในการทดสอบสำหรับไดรฟ์ WD Red 4TB WD40EFAX เป็นอย่างน้อยที่มีเฟิร์มแวร์ 82.00A82 และ การเปลี่ยนไปสู่สถานะความล้มเหลวภายใต้ภาระการเขียนสูง เช่น เมื่อดำเนินการสร้างพื้นที่จัดเก็บข้อมูลใหม่หลังจากเพิ่มไดรฟ์ใหม่ลงในอาเรย์ (การสำรอง) เชื่อว่าปัญหานี้เกิดขึ้นใน WD Red รุ่นอื่นๆ ที่มีเฟิร์มแวร์เดียวกัน เมื่อเกิดปัญหา ดิสก์จะเริ่มส่งคืนรหัสข้อผิดพลาด IDNF (Sector ID Not Found) และใช้งานไม่ได้ ซึ่งใน ZFS ถือเป็นความล้มเหลวของดิสก์ และอาจทำให้ข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในดิสก์สูญหายได้ หากดิสก์หลายตัวล้มเหลว ข้อมูลใน vdev หรือพูลอาจสูญหาย มีข้อสังเกตว่าความล้มเหลวดังกล่าวเกิดขึ้นค่อนข้างน้อย - จากระบบ FreeNAS Mini ที่ขายได้ประมาณพันระบบซึ่งติดตั้งดิสก์ที่มีปัญหา ปัญหาเกิดขึ้นในสภาพการทำงานเพียงครั้งเดียว
ที่มา: opennet.ru