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SMR叠瓦式硬盘:我还是羡慕PMR垂直式硬盘

相信了解电脑的朋友都知道硬盘是电脑必不可少的一部分,现在的硬盘分为固态硬盘和机械硬盘两种,而机械硬盘中有一个始终不被用户认可的种类,它就是叠瓦式硬盘,全称瓦楞式堆叠硬盘。这种硬盘自从被用户发现它的弊病以来,口碑一直都很差,特别差,今天我们就来讲讲它。

下面有视频详解

叠瓦式硬盘和垂直式硬盘

想要详细的了解叠瓦式硬盘,那么我们先来简单的认识一下 LMR 、PMR、SMR

LMR水平式记录磁盘

LMR的全称是Longitudinal magnetic recording,水平磁记录。

叠瓦式硬盘和垂直式硬盘

机械硬盘的主要结构就是马达,磁盘,磁头臂,磁头,机械硬盘在运行的时候,磁头会悬浮在磁盘上几纳米,磁盘面上有很多的小格,小格内有小磁粒,磁头上的读磁头,可以读取磁力的极性,当磁力的极性冲着右边的时候是1,磁力的极性冲着左边的时候是0,这样就可以读取数据,而磁头又可以改变磁力的极性,这样就可以进行写入或改写数据,这就是最早期的LMR水平式记录磁盘。但是这种水平磁记录方式导致硬盘的容量是个瓶颈,无法突破,所以才有后来产生的PMR垂直磁记录,PMR出现后,硬盘的容量出现了突破,PMR替代了LMR成为主流。

PMR垂直式记录磁盘

PMR的全称是Perpendicular Magnetic Recording,垂直磁记录

叠瓦式硬盘和垂直式硬盘

随着后来的技术升级,我们的磁头可以做得更小,这时候我们可以将小格竖起来。磁力极性冲下是0,磁力极性向上是1,这个就是后来的PMR垂直式记录磁盘。由于PMR垂直式记录磁盘内,摆放磁粒的小格竖起来了,占用的空间变小了,所以相同的面积,单盘容量有了巨大的提升,LMR水平式记录磁盘,存储密度仅为每平方英寸133GB,而现在我们使用的PMR垂直式记录磁盘是可以做到每平方英寸1108GB,翻了将近9倍。

随着技术的发展,现在PMR的磁记录方式里,又细分出了两种形式:CMR和SMR (这两者是相互的一对概念)
CMR称为传统磁记录方式,这种方式保留了最早PMR替代LMR时的传统技术,即:磁道间留有保护间距,数据不会被重复叠写。

SMR叠瓦式记录磁盘

SMR的全称是Shingled Magneting Recording,挤压磁性记录。

叠瓦式硬盘和垂直式硬盘

近些年PMR垂直式记录磁盘下又出现了一个新的分支,也就是这次探讨的主角SMR瓦楞式堆叠磁盘。SMR磁盘是基于PMR进行改进的,利用了瓦叠磁道的原理,数据密度相对于传统的PMR又做到了巨幅度的提高,而改进之前没有使用瓦叠磁道技术的传统PMR磁盘,就被我们称为CMR磁盘,与此对应的则是采用新技术的瓦叠磁道的SMR磁盘,上文也提到了,这两种磁盘都属于PMR垂直式记录磁盘的范畴。

现在市面上的民用磁盘,正在逐渐从传统的CMR过渡到SMR瓦楞式堆叠磁盘,这是一种让人心生恶心的现象,因为SMR瓦楞式堆叠磁盘的性能相对于CMR/PMR来讲非常弱。

为了能够精准定位数据所处的磁盘位置,磁盘表面被划分了无数磁道,磁道内部又被划分成了无数的扇区。当机械硬盘需要读取数据的时候,就需要先定位数据所在的扇区位置,比如第5磁道第7扇区,磁头会先摆动到第5磁道上悬浮在第5磁道的上空,等待着第7扇区转过来,之后读取数据,这是机械硬盘的寻道和寻址。

众所周知,硬盘的寿命跟读写的次数有关,而单次改写数据时瓦楞式硬盘读写数据的次数远超于其他类型的硬盘,因此寿命肯定会大打折扣。这也是我们经常会听到使用了瓦楞式硬盘的用户说“用了几个月后,速度只剩1M\S”的原因。

硬盘盘片上是一圈圈的磁轨,而磁头擦除的面积是固定的,这就限定了磁轨密度不能太高,太密了,磁头可能一个不小心同时擦掉几条磁轨的数据。

所以在SMR技术没出来的时候,要在相同的磁轨密度下增大硬盘容量,就只能增加盘片面积,最直接的手段就是加盘片。

而在SMR技术诞生后,增加硬盘容量的手段就从增加盘片面积变成了缩小磁轨密度,大概就像砖瓦房顶是一片片瓦叠着那样,同样的盘片面积下,使用SMR技术的硬盘能存储更多的资料。这样看,硬盘可以做得越来越大了,成本还低了,不是件好事吗?

叠瓦式硬盘和垂直式硬盘

如果你的硬盘是干干净净,刚买回来的一块空盘,那SMR也不会对你造成什么影响。但如果你已经往里面写入了较大量数据,且你需要继续往里面写入数据,那你就要加倍小心了。

因为SMR技术的特性,在有数据的轨道上继续往附近区域擦写数据时,会直接将已有数据重写。

而导致的直接结果就是这片区域多次的擦写带来的掉速。这种掉速就相当于SSD的MLC颗粒与TLC颗粒,如果把PMR技术比作MLC固态,SMR就等于开了SLC模拟的TLC固态。

以及,如果在写入数据时意外断电,本来硬盘上保存好的数据在写入其他数据时被一起重新写入而导致数据丢失。

导致数据丢失的原因,是因为SMR的大范围擦写特性使硬盘并不能很好应付这个反复重写的过程,所以一般厂商都会加入大缓存来缓解读写压力。但众所周知,缓存其实是RAM,RAM断电后内部数据会完全清空。那么在写入数据这个过程,你硬盘上本来保存的数据跟着新写入的数据一起同时转存至缓存暂时保存着,这时候一断电,新数据与旧数据就一起消失了,拷个文件进去还丢硬盘里面的东西,你说冤不冤枉。

视频详解:

但从另一个角度看,SMR也有它的特长。提高了单碟容量,使得整个盘的容量提高到了一个新高度,减少了磁头与盘片的故障率。引入了充氦技术,功耗降低,发热量也随之降低,大容量的HDD价格也不会特别贵了。 这么说也是给了SMR颜面的,不过,这特长的确勉强,令人唾弃。

硬盘中最贵的部件就是磁盘,最重要的部件也是磁盘,想要降低成本就只能从磁盘的数量下手。如果我们需要一块4T的硬盘,而使用传统技术的硬盘,它的每张磁盘只有1T的容量,我们需要4张磁盘才能让硬盘的容量达到4T。但是使用了叠瓦技术的硬盘,它的每张磁盘可以有2T的容量,这样只需要两张磁盘就可以满足需求。

在现实中,使用了叠瓦技术的磁盘的容量相比传统磁盘的容量,相差可不仅仅只有一倍,所以使用叠瓦技术会非常省钱,然而硬盘的价格却又没什么变化,厂家赚的盆满钵满。叠瓦式硬盘性能弱、寿命低的缺点已经是公认的事情,其实使用叠瓦式硬盘这种东西我们并不怪厂家,我们之所以气愤,是因为厂家没有给我们说明叠瓦式硬盘的缺陷,没有在硬盘上标明该硬盘是否为叠瓦式硬盘,更没有给我们选择的权利。

一般电脑用户的日常使用情景,通常伴随着零零碎碎的数据反复读写,如果在PMR硬盘上那还没什么大问题,毕竟不会重写其他数据。而如果是SMR硬盘上经常执行这种小数据读写操作,那对数据的影响分分钟是毁灭性的。

PMR硬盘与SMR硬盘哪个好?

作为新一代存储技术,叠瓦式磁记录技术使介质的结构发生了质的变化,通过重叠磁道,进而提高了磁道密度和单位面积存储密度,这款应用新技术的8TB硬盘的单张碟片容量超过1.25TB,但是读写速度却在150-190MB/秒之间。在写入数据时PMR硬盘只需要原地覆写就行。而SMR硬盘,当你遇到需要修改某一区域的数据的时候,覆写会影响后面的数据。所以在覆写之前,需要先将被影响的数据转移。这也就是为啥SMR硬盘需要大缓存,为啥越用越慢的原因。

尽管如此,SMR硬盘取代PMR硬盘只是一个时间问题,就像QLC一样。鉴于SMR(叠瓦式磁性记录)技术也没有选择该技术先进的东西的理由,而且PMR硬盘还没消失,SMR硬盘价格优势也没多大,对于目前还是不推荐选择SMR硬盘。

不过SMR硬盘也并非一无是处,SMR技术提升了存储密度,相同容量下成本更低,价格也会越来越好。如果仅仅是作为仓库盘或者纯下载盘,完全能够胜任。游戏盘,直接上QLC SSD就好了。

随着科技技术的发展,在未来,SMR硬盘和QLC固态硬盘或许是以后很常见的搭配。

至于可靠性这种东西。。。
多备份,习惯性备份才是保证数据安全最有效的办法。。。

最后:千万不要买叠瓦盘!千万不要买叠瓦盘!千万不要买叠瓦盘!

叠瓦盘是机械硬盘的一个退步技术

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