SMR、氦氣與大容量硬碟發展的看法 - 儲存設備

先講結論：SMR沒事別碰，He再看看


最近因為需要升級備份硬碟 希望能有大容量的硬碟一次裝滿才不會到處都是硬碟

目前的硬碟大概從6-8T開始導入一些新的的技術

可以推測垂直寫入的PMR硬碟大概已經走到技術的極限

穩定來說大概就只到4T(3.5") 2T(2.5")

雖然到目前8T都還有PMR的硬碟，但覺得有點在挑戰極限的意味

從8T開始，Seagate推SMR疊瓦技術 WD/HGST推HelioSeal氦氣填充技術

(有趣的是到了10T開始, 兩家推出的10T硬碟都同時使用SMR+He技術)

稍微比較了一下兩種技術的優缺點

SMR靠的是寫入磁頭比讀取磁頭大很多的特性

把寫入重疊一部份 留下一條窄的磁軌就足以讓讀頭讀取

而He是靠氦氣的穩定特性 把硬碟再多塞幾片碟片進去提昇容量

一開始我比較看好SMR 因為就磁紀錄來說穩定度並沒有變 只是改變排列而已

而氦氣硬碟感覺沒什麽前途 碟片就算能增加其實幅度也很有限吶...


但買了SMR硬碟以後才發現一些傻眼的事實

SMR硬碟因為會蓋掉其他磁軌 所以有寫入速度不彰的問題

比方說要寫入第N軌 那N+1軌也要重寫 接著N+2...理論上後面的軌道都要重寫

當然硬碟設計不會讓這種事情發生 會每隔一段距離保留一條不重疊的軌

將硬碟分成若干小區域 只要區域內重寫就可以了

類似Flash/SSD的狀況 區塊內只要有一小部份資料更動

就要先把那一小塊讀出來 再整塊寫回去

所以演算法變得很重要 如何盡可能的減少資料重寫的機會

硬碟的紀錄方式改變 理論上作業系統必須一起配合

如同SSD有TRIM、4K對齊 SMR硬碟也必須有優化的寫入方式 不然就會變成悲劇

為了找到適合的沒有被重疊過的寫入區域

硬碟實際寫入的區域跟作業系統看到的可能不一樣(推測)

會誤導某些檔案系統的最佳化演算法 一磁碟重組可能就全部大亂

這不只是寫入效率的問題 連讀取都會受影響

這不像SSD資料分散無所謂

傳統硬碟一旦資料實際的位置變得分散 讀取效率就會變得很差

所以SMR硬碟最好可以一口氣寫進去 然後不要再更動

最好作業系統能分辨出SMR的硬碟 然後調整其演算法

但是就目前看起來 感覺都還不夠成熟

偶爾會有一些傳輸曲線讓我傻眼 還以為是硬碟壞了

有時候甚至遇到讀寫只剩2-3MB/s SMART跟反應時間都正常 就是做什麼都很慢

http://imgur.com/D4qbTvU
http://imgur.com/MPsyTHp
http://imgur.com/FBb4lWM

藍色是讀取 紅色是寫入 有時甚至會測出很詭異的寫入還比讀取快的情形

尤其是在大量寫入資料之後

但是放著一下子 可能內部的事情處理好了 整個曲線又正常了

所以我會覺得SMR在短期內還不建議去碰 除非你很清楚他的原理和可能的問題

SMR本身的硬體技術可能沒問題 但是軟體還沒跟上



那麽來談談氦氣硬碟

氦氣硬碟並不是很新的概念

只是近年廠商找到適合的製程 把成本壓低到可以商業規模生產的程度

氦氣硬碟的問題在於怕漏 所以HGST才會強調HelioSeal專利氦氣封存技術

只是目前的技術到底可以封到什麽程度不得而知

從2012發表第一代HelioSeal 2014年發表第二代 到了今年是第三代

一直都還在改良中 可能也還不是很完美

網路上有一說是HGST自己的信心是封5年 剛好達到5年保固標準

那5年之後的故障率是否會發生大幅度增加？

目前還太年輕 只能等時間來證明

HGST自己對HelioSeal的測試是說使用5000顆硬碟連續運作1000hr均密封良好

所以宣稱可靠時數達到5,000,000hr

但傳統硬碟用久了也許只是故障率會不斷提高

氦氣洩漏卻是時間下必然的結果 設計壽命到了 硬碟也就報銷了

更不用提資料救援 可能沒有充氦的無塵室可以打開硬碟去救資料

從WD/HGST的官方資料來看 預計2018年會導入HAMR(熱輔助磁紀錄)技術

HAMR也會應用到氦氣的技術

由此看來 現階段的氦氣硬碟比較像是為未來的HAMR硬碟試水溫

可能到時候的氦氣封存技術才會是比較成熟的時機點

碟片增加的好處只是暫時的 最終還是要走向紀錄密度再推昇


因此嚴格來說 現階段氦氣硬碟和SMR寫入都還處於發展中的狀態

個人會覺得現在都還不是入手的時機 還需要一點時間

如果入手了 也要多注意備份

8T以上的硬碟不是那麽好駕馭的

而未來HAMR預期應該也是讀取快寫入慢的特性

隨著SSD的進逼 HDD可能真的只剩下大容量冷儲存的用途

傳統硬碟會在桌上型電腦逐漸消失

只剩網路儲存/資料中心的應用

而那些環境在乎的是單位成本 故障率和速度的追求變得相對次要

HDD的設計和製造預期應該也會朝這個方向去走


以上 是我對大容量硬碟的一點看法

僅供參考

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