為什麼目前市面上的機械硬碟大都不標註是否使用SMR技術?

據題主所知,SMR硬碟在改寫數據時會覆蓋掉鄰近磁軌的數據,所以需要多次回寫,導致掉速、可靠性下降、發熱、噪音等問題。

如果題主沒理解錯,使用SMR技術的硬碟在剛買來的「空白」狀態下可能和非SMR硬碟無異;但在使用一段時間、磁碟空間逐漸被數據填滿後,SMR的問題就會開始暴露了,也就是讀取數據沒問題,但寫入(改寫)數據會特別慢。

所以,SMR硬碟應該只適合一次寫入後就不怎麼修改的那種歸檔備份用途,而不是日常使用吧。

然而,題主大概搜了一下,好像並沒有看到京東、天貓等電商有標註機械硬碟產品是否使用SMR技術

而且,似乎已經有網友反映買到SMR硬碟而不自知,然後就開始抱怨在日常使用時碰到了嚴重掉速(不足10MB/s)的問題,如:

這是我用過的最辣雞的機械硬碟沒有之一,給想入的再提個醒【顯卡吧】_百度貼吧?

tieba.baidu.com圖標

不知道為什麼會出現這種局面呢?

是不是硬碟廠商嘗試使用了一些手段來規避SMR的問題,嘗試把SMR硬碟推向冷備份/存檔以外的市場,但這些手段在部分用戶身上這些手段沒有奏效呢?


本人其實是不反對SMR技術的,畢竟在提升單碟容量的同時,減少了碟片數量,同時也減少了碟片、磁頭的故障率,當然也有售價。作為倉庫盤,SMR還是不錯的選擇。手裡的西數3.5寸移動硬碟一個6TB、一個8TB的盤都基本確定是SMR了,日常倉儲使用基本沒啥問題。剛才看了下,西數10TB充氦盤2599的價格真香。想當年買個雙6TB的移動盤就接近5000塊了。

但是,請廠商不要把1TB(7㎜筆記本盤)2TB、3TB(台盤)的日常用盤也做成SMR好嗎?現在希捷2TB 7200轉只剩下SMR盤了,PMR盤就是監控、NAS這類5900降速盤了,想要7200轉?上企業級吧。西數也不例外,藍盤2TB是SMR,4TB居然還是PMR什麼鬼。紅盤紫盤還沒有淪陷,轉速一貫的5400,黑盤7200轉,性能強勁,價格感人。現在市場上僅存的3.5寸2TB 7200轉硬碟就只有東芝P300了,一定要守住啊!

===20190330更新===

ST2000DM008這個剛出來就大火然後被噴成篩子的單碟2TB硬碟,現在也終於支持TRIM了,這究竟是好事還是壞事呢?固件能不能更新,讓原先不支持TRIM的盤支持呢?支持了TRIM之後,對掉速還有磁碟性能的提升能有多大呢?

其實不要高看TRIM在SMR盤上的性能,雖然TRIM垃圾回收將一部分空間騰出來而避免數據的寫入放大,也可以提升寫入性能,但它可能帶來的副作用是,發生100%佔用的概率變大,但單次持續時間變短,可以理解成將一次長時間的整理分散到整個使用時間裡,具體調度由操作系統控制,也是不可預知的,一旦操作系統向硬碟發送TRIM指令,硬碟就會開始整理數據,這時候就會出現100%佔用了,而不會等到緩衝區滿了固件才去整理。

ST2000DM008支持TRIM

===20190220更新===

驚聞某捷的SMR盤支持trim了?查了下,真的有……

不支持Trim的SMR盤

支持Trim的SMR盤

這兩個盤是同型號的,我也有一塊這個型號的盤,當時的固件是不支持Trim的。

Trim是什麼鬼呢?

摘自百度百科:

TRIM是操作系統告訴NAND快閃記憶體固態存儲設備要擦除哪些數據的介面指令。當相關頁面的數據可以被覆蓋時,操作系統會發給SSD一個TRIM指令。SSD控制器等到主機開始刪除和再次寫入操作的時候,執行安全擦除操作。因為在寫入操作過程中不用花時間去擦除原本的數據,寫入速度要快得多。

當我們在操作系統中刪除一個文件時,系統並沒有真正刪掉這個文件的數據,它只是把這些數據佔用的地址標記為『空』,即可以覆蓋使用。但這只是在文件系統層面的操作,硬碟本身並不知道那些地址的數據已經『無效』,除非系統通知它要在這些地址寫入新的數據。

在傳統的HDD上本無任何問題,因為HDD允許覆蓋寫入,這也是很多數據恢復軟體的工作原理。只要被誤刪的數據沒有被覆蓋,數據恢復軟體就可以將它們找回。但到SSD上問題就來了,由於NAND修改數據需要先擦除再寫入,在沒有Trim的情況下,SSD無法事先知道那些被『刪除』的數據頁已經是『無效』的,必須到系統要求在相同的地方寫入數據時才知道那些數據可以被擦除,這樣的話勢必會造成寫入性能下降。而用上了TRIM,SSD固件在空閑時將已刪除、沒有用的數據進行擦除(GC垃圾回收),為將來新數據的寫入打基礎。

那麼在SMR盤上用TRIM有什麼卵用呢?前面提到,SMR盤修改數據,勢必會影響周圍的數據,因此SMR盤修改數據時,需要讀取一大片後續的數據,並將它們和新數據一併寫入。久而久之,整個盤上的數據就會非常混亂,而其中有很大一部分是已刪除的數據,但固件並不知道這部分數據是否還有用,在寫入新數據時,還在老老實實地進行搬遷,除非系統要求覆蓋,固件才會知道這部分數據已作廢,可以覆寫。覆寫的過程中,也不可避免觸發數據搬遷的操作。

用上了TRIM之後,系統會及時地通知固件哪些數據不需要可以清理,固件也會及時地進行GC垃圾回收操作,可以在一定程度上提高性能,也有可能會在GC時有讀寫操作而出現性能下降,當然代價就跟SSD一樣,失去了誤刪數據恢復的機會。

===20181208更新===

發現一篇老外寫的SMR的論文,鏈接粘貼出來如下:

https://www.usenix.org/sites/default/files/conference/protected-files/fast17_slides_aghayev_0.pdf?

www.usenix.org

===20181206更新===

現在發現,越來越多的廠商開始用SMR盤了啊,這裡再掛一個吧。這位朋友用的筆記本電腦,出廠自帶一塊東芝的1T盤,型號為MQ02ABF100,查了下資料發現,這是7mm的盤,單碟1TB,緩存只有可憐的16MB,根據下面的計算方法,可以基本肯定這是SMR盤了。但令人想不通的是,東芝這麼摳搜的嘛,連大容量緩存都不捨得用啊。隔壁的希捷可都用上128MB了,32倍啊有木有,就算是這樣,依然還是會卡。

在這裡需要提醒大家一下,目前市面上所有的7mm厚度的筆記本硬碟,超過1TB容量的幾乎可以100%肯定是SMR盤。因為在2.5寸的體積和目前的技術限制下,傳統PMR的單碟容量是不可能達到1TB的,而7mm內部空間非常緊湊,很難容納兩張碟片,所以廠商肯定會使用SMR來保證容量達到需求,至於性能,這幾乎是無解的,只能期待SSD技術越來越先進,越來越便宜,逐漸普及並替代這些SMR盤吧。順帶一提,三星的QLC固態即將上市,大容量加上還算合理的價格(大約是1元1GB的水平),大家可以關注一下。

磁碟佔用100%

掃描壞道中。每次掃描發現的壞道都不一樣哦

3000多小時就出壞道了,嘖嘖嘖

===20181104更新===

還是這塊盤,ST2000DM008,昨天把盤進行了全盤格式化,格式化成了exFAT格式,然後連到PS4上備份數據,PS4是最新6.02系統。總共700多GB的遊戲本體+存檔,4小時左右備份完成,並沒有遇到佔用100%的情況。為何會這麼確定呢?因為後來恢復備份也是這個時間。推斷大概是因為格式化之後,硬碟不再保留原來的FTL,並且整個備份過程應該是順序寫入的,不會出現覆蓋磁軌的現象。但是要知道,這塊盤從第一天買回來上機,在windows10上從舊盤往裡拷貝文件時就出現了100%佔用,那時候也是空盤啊,也不應該出現磁軌覆蓋導致寫入放大,該如何解釋?恐怕只能懷疑windows10的缺陷或者和SMR不兼容造成的問題咯。


是的,沒錯。SMR有天生的缺陷,寫入時會覆蓋臨近磁軌的數據,要先把這些數據存到臨近的緩衝區,然後寫入新數據,再把舊數據寫回去,所以可靠性肯定會下降,而且速度非常慢。為了緩解這種掉速,才用了256MB甚至更高的大緩存,而緩存本身是易失性的,一旦掉電就沒了,很容易造成沒來得及寫入硬碟的數據丟失。

科普視頻:機械硬碟應該如何買?SMR疊瓦式硬碟是什麼意思?【呼呼科普】_嗶哩嗶哩 (゜-゜)つロ 乾杯~-bilibili

科普文:詳解疊瓦式磁記錄SMR盤基礎知識 - CSDN博客,SMR磁碟 - 隨筆分類 - taoliu_alex - 博客園

由於SMR的缺陷,SMR盤無法實現隨機寫入,因為改寫一個文件,會影響後續的數據。所以就有了分塊(band),一般一個band為256MB大小,設有緩衝區,改寫時只會改這256MB的數據,不會影響別的數據,降低了存儲密度,提升了可靠性。但這樣性能仍然不可觀。想一想,如果就更新1MB的數據,造成256MB的數據全部重寫,這速度能快到哪去?

為了解決隨機寫入的問題,就有了傳統PMR緩衝區,這就類似於TLC的SSD為了解決寫入速度問題而設立了SLC緩衝區,寫數據時,先進緩存,然後寫入PMR緩衝區,等寫入結束了,硬碟空閑了,就把這些數據慢慢地搬到SMR區域。由於是機械硬碟,寫入放大的影響不會像SSD那麼致命。這樣就必然會有一個邏輯層到物理層的映射機制,類似於SSD的FTL,它有可能影響尋道性能,並且它對整個硬碟的數據安全非常重要,一旦它出現問題,就有可能造成整個盤的數據不可識別,從而出現掉盤的現象,所以對數據恢復也是種考驗。

那麼問題來了,這個PMR緩衝區設多少合適呢?目前沒有這類資料。我手上有一塊ST2000DM008,單碟2TB,正是用了SMR技術,同時還有ST2000DM006,雙碟2TB傳統PMR盤。在使用時,讀取速度SMR要比PMR更快,但差距並不算很大。寫入速度在數據量小的時候,也不會感覺到區別,甚至會覺得SMR速度更快一些。使用HDTune測速時,發現了非常詭異的現象。傳統硬碟的速度一開始在200MB/s附近,越往後速度越慢,呈現一個下跌的趨勢。但SMR盤會從一開始的200MB/s以上,在200GB左右時會出現一個斷崖式下跌,速度可能會跌到1MB/s,然後在這裡平穩一段之後,在400GB左右又會漲回200MB/s,往後的速度會出現數次往複,但始終都會在200MB/s附近,這種情況不知道是我的盤個例,還是因為有一定負載,還是普遍情況。

最近發現一種說法,在新盤完全沒拷入數據時,由於主控知道盤裡哪裡有數據哪裡沒有,那麼在測速時,主控可能會不進行讀盤而直接返回0,所以就算長時間測速,速度也不會有太大變化。那麼主控怎麼知道這個數據呢?必然不是全盤掃描得到。根據測試發現,用CrystalDiskInfo,在硬碟空閑時反覆刷新磁碟SMART的時候,會聽到磁頭載入和卸載的聲音,與此同時,C1也會同步加一,因此可以判斷,這些區域使用的元數據(應該就是上面說的FTL映射機制),包括SMART數據,都是寫在硬碟上的,在數據更新的時候,也會同步更新這些數據。那麼,在對SMR盤測速時,可以猜測硬碟先讀取這裡的元數據,如果該位置沒有數據(記為0),就直接返回0,速度就為元數據所在位置的速度;如果該位置有數據(記為1),就會移動磁頭到對應位置讀取對應的數據,速度就為對應位置的速度了。

那麼可想而知,新買的空盤,元數據全部為0的情況下,測速就是元數據所在區域的速度,但是當硬碟有一些數據,或者被填滿的時候,速度因為要先讀取元數據再尋道的原因,會比傳統的直接尋道要慢。由於硬碟不同位置速度不一樣,存的東西也各有不同,有的區域是空的,有的區域填滿了數據,再加上硬碟有時候會有數據請求的負載,這也有可能是測速時急劇掉速的原因。

因為此盤不在身邊所以無法截圖,貼一些網友的測試:

西數SMR 2TB本盤,新盤測試

補充一張慘得一皮的SMR盤測速。很明顯,掉速的地方是有數據的

ST2000DM008 SMR疊瓦式單碟2TB硬碟測速

ST2000DM006 傳統PMR雙碟2TB硬碟測速

ST1000DM010 傳統PMR單碟1TB 有負載測試

從上面幾張圖可以看出,在有負載的情況下,PMR單碟1T的盤很少會低於10MB/s的速度,但上面SMR單碟2T則出現了最低5.5MB/s的現象,結合我的盤測試結果,應該可以看出一些情況下確實會掉速,而且掉速非常嚴重。

接下來說說長期困擾我的磁碟佔用100%的問題。之前我筆記本自帶1TB 7200轉的硬碟,然後光碟機位加了一塊1TB 5400轉的盤。升級到Windows10之後,使用一切正常,除了5400的盤略微慢一些之外,基本沒有問題。但隨著使用,數據量日益增長,筆記本沒有額外的硬碟位了,於是想將5400的1TB盤升級成2TB,於是購買了希捷的7mm 2TB本盤ST2000LM015,測試一切正常,數據拷入就開始用,當天晚上用迅雷下載就出現佔用100%的情況,不過這沒持續多久就正常了。然後接下來噩夢就開始了。

剛開始從1T遷過來的時候,速度一切正常。但當剩餘空間就剩200GB時,這盤的寫入速度就可以說是令人髮指了,經常會掉到十幾MB/s,而且這還和盤的剩餘空間大小有關,剩餘空間越小,寫入就越慢,越有可能出現100%佔用,一旦100%佔用,基本讀取速度掉到1MB/s,寫入幾百KB/s。本來以為是Windows10的鍋,但不對啊,系統裝在SSD上,從來沒有過,應用軟體裝在1TB 7200盤上,也從來沒有過100%佔用啊,況且按照網上的教程,該改的都改了,該關的都關了,英特爾的RST驅動也是裝了卸、卸了裝,折騰N次沒用。而且大部分情況下,關機再開都沒用,開機直接100%佔用沒商量,就差重裝系統了。

注意哦,出現這種情況時,SMART的數據一切正常的哦,壞道掃描是全綠的哦。就這麼折騰了幾個月實在受不了了,換了塊ST2000LX001,這是希捷酷玩混合盤哦,裡面有8GB SSD加成哦。卡頓問題略有緩解,但還是經常出現100%佔用,由於有SSD緩存,讀取速度好了不少,寫入速度,尤其是大文件寫入速度還是令人髮指的慢。

作為日常裝遊戲、下載用的娛樂盤,速度總是慢人半拍。玩lol時,客戶端(就是開始遊戲選人的那個)載入轉圈可以轉5分鐘,總是最後一個進入遊戲,還時不時閃退,幀數經常徘徊在30~40左右。要知道,這電腦用的是960M的顯卡,之前玩lol幀數可是能上100多的。檢查了驅動、遊戲設置均正常,幀數就是上不去,而且不僅僅是掉幀,有時候會直接卡住,完全動不了,持續十幾秒,這時候切出去看,保准100%佔用,響應時間上萬毫秒。要知道,lol里這十幾秒的卡頓會出現多少意外。同理還有GTA5,單機模式進遊戲至少5分鐘,OL模式更不用說,一旦隊友掉線,那就慢慢在天上看雲吧。至於下載,開迅雷100%是日常我會亂說。同時發現一個奇怪的現象,一旦出現100%佔用,這時候打開hdtune進行壞道掃描,很快磁碟佔用率就會下來,雖然還在90%以上,但讀寫速度均恢復正常。而一旦停止掃描,100%佔用就會很快恢復。但這個方法並不是100%奏效,有時候就算開著壞道掃描,依然是100%佔用,響應時間甚至會更長,上萬甚至上十萬毫秒。

後來查資料得知,這倆盤都是希捷的SMR盤,要不2TB怎麼可能做到7mm厚度?那麼,為何平時用著都正常,為何會突然出現長時間100%佔用呢?其實原因很簡單。如果你玩SSD的話,TLC的盤,如果拷貝的文件超出SLC緩衝大小的話,速度就會直線下降,但SSD畢竟是SSD,就算掉速也比機械硬碟要快得多。而機械硬碟就沒那麼幸運了。上面說了,為了解決SMR不能隨機寫入的問題,會有一塊PMR緩衝區,但這個緩衝區大小我不確定,大概是跟盤的設計容量和碟片大小有關。數據先寫入PMR區域,等空閑時,再把這些數據搬到SMR區域存放,這個搬運的過程應該是非常耗費資源的,而在搬運過程中,如果有新的讀寫請求,就會出現掉速的現象。但是我想說的是,你並不知道硬碟固件會選擇何時去搬數據,也不知道觸發搬數據指令的條件是什麼,那麼就根據現有情況,大膽地猜測一下:

  • 硬碟閑置(沒有或很少的讀寫操作)一段時間後,觸發搬遷操作。這時候用戶一般不會有感覺,除非硬碟聲特別大。
  • PMR區域佔用達到一定比例時,觸發搬遷操作。這時候如果沒有數據讀寫,用戶也感覺不到。
  • PMR區域滿了,有新數據存入,為了保護SMR區域的數據完整性,不能直接往SMR區域寫入,那麼就觸發了搬遷操作,緩存寫滿後,限制寫入速度,拷貝文件時,一開始會很快,但當緩存寫滿後,速度就會直線下降,任務管理器中查看硬碟出現100%佔用。
  • 寫入的數據超出PMR區域剩餘空間時,緩存寫滿後,限制寫入速度,同時觸發搬遷操作,拷貝文件時,一開始會很快,但當緩存寫滿後,速度就會直線下降,任務管理器中查看硬碟出現100%佔用。
  • 如果緩解了PMR空間危機,同時用戶有大量讀寫請求時,暫停搬遷,直到讀寫結束後再恢復。
  • 如果觸發了搬遷操作,那麼無論是關機、重啟後,搬遷操作均會繼續,直到完成。
  • 搬遷進行中,如果強制關機,有可能造成數據損失,甚至損壞硬碟,造成不認盤(FTL掛掉)。

那麼就可得知,當磁碟佔用100%時,操作系統並沒有對硬碟做什麼讀寫操作,任務管理器中硬碟的讀寫速度都很低,活動時間100%,平均響應時間從幾百毫秒到數萬毫秒不等。出現這種情況時,讀取速度有時候能上數十MB/s,但寫入速度基本上是小於10MB/s的,這時候就是硬碟在進行搬遷操作。那麼既然這根操作系統無關,為何磁碟100%佔用會集中在Windows10爆發呢?那是因為,SMR是近幾年才開始流行的技術,而Windows7、Windows8時代還沒有這種盤。到了Windows10時代,SMR技術被率先用在筆記本硬碟上,於是這種佔用100%的問題開始凸顯,尤其是比較低端的、沒有SSD的筆記本上,單碟2TB的SMR盤也是今年才開始出貨。

至於網上流傳的折騰驅動、安裝快速存儲技術等方法,其實可以理解為心理安慰。當你費心把原來的驅動卸了,裝了新的驅動,經歷了N次重啟之後,可能這時候數據搬遷已經結束,佔用率自然下來了。但是等過了幾天,緩衝區又寫滿的時候,這種問題又再次重現。其實建議大家關閉系統的數據收集服務Connected User Experiences and Telemetry,它可以減輕硬碟的讀寫,稍稍避免頻繁的100%佔用。不過這個服務雞賊得很,經常會偷偷地重啟,要時不時去服務管理里看一眼。

雖然SMR技術提升了硬碟容量,減輕了硬碟重量和功耗,但從實際使用體驗可以發現,希捷的固件做得並不完善,它並沒有及時地在空閑時進行數據搬遷,而是當PMR區域使用到一定比例時才會觸發搬遷操作,但往往這時候都是在持續寫入,於是就造成了掉速。但同時硬碟固件又有一個策略,那就是當硬碟內數據較少時,新增的數據會直接寫入SMR區域的空閑區域,不會破壞臨近磁軌數據,同時也不經過PMR緩衝,這時候也不會感覺到掉速。但隨著使用時間的增加,盤裡的碎片越來越多,剩餘空間越來越少,寫入就越來越有機會寫到有數據的磁軌附近,而這種寫入會破壞臨近磁軌數據,因此就不得不利用PMR緩衝,然後進行搬遷和垃圾清理,這就會造成掉速和卡頓。這就是為什麼新買的盤速度很快,但用了一段時間後,數據越來越多時就容易卡頓的原因。當然,這跟主控的優化也脫不開關係。如果主控能及時地進行垃圾回收,優化數據搬遷的策略,並且開放上層介面,與操作系統結合,SMR盤的體驗必然是會比現在更好的。

這種盤買來當倉庫盤,數據拷進去後就幾乎不會再動,或者只會往裡追加,沒什麼問題,甚至還可以感覺到大容量少碟片帶來的好處,震動和發熱大幅降低。但很多人買了這種盤來裝系統裝軟體,殊不知系統的隨機寫入量是非常大的,各種軟體的安裝、註冊表、設置、軟體數據的保存、系統更新、日誌等等,它對SMR盤的壓力是很大的,所以說SMR這種盤絕對不適合裝系統,不然就等著兩小時的安裝,兩小時的更新,遇到大版本更新一下午都不一定能搞定。

至於作為下載盤,寫入量也是很大的,尤其是迅雷這種BT下載軟體,會在開始下載時預申請空間,然後多線程填充數據,這個過程恰恰就是SMR盤最忌諱的,隨機寫入!剩餘空間大了還好說,有PMR緩衝區擋著。如果盤都快滿了,那就不要糾結為何下載會這麼慢了,因為——你丫下得再多,我寫不過來啊!

注意哦,不要以為SSD有寫入壽命,機械硬碟磁臂磁頭也是有壽命的!磁臂的末端有一條排線,通過金屬觸點和外部電路板連接,這條柔性排線在磁頭尋道運行時會發生形變,而上面的金屬材料是有彎折次數限制的,這就是金屬疲勞。一旦金屬疲勞現象導致排線上的電路斷連,就會導致磁頭無法再使用。不過大部分硬碟都會考慮這種情況,壽命都會很長。

現在的硬碟幾乎都有斜坡載入技術,硬碟空閑、關機時磁頭放在斜坡停泊區,需要讀取數據時才會移到磁碟上。那麼,問題來了,斜坡和碟片肯定不是一體的,每次磁頭從碟片移到斜坡,或者移出,必然會出現形變,伴隨著的就是偶爾會出現的嘀嗒聲、咔嗒聲和金屬聲。曾經西數盤出過卡頓門,原因就是固件過於激進,設定8秒沒有讀寫操作就把磁頭移回停泊區,每次進出就會增加SMART里的C1值,所以這批盤的C1都會暴漲。當有讀寫請求時,磁頭移回碟片是需要時間的,甚至某些盤會降低轉速節能,需要用到時再加速,這都會造成數據讀寫的延遲,造成卡頓。如果磁頭在碟片上的時候突然斷電,為了保護碟片,磁頭會快速地回到停泊區。如果你拆過硬碟並做過實驗的話,就會發現,這個歸位的過程是非常快的,甚至歸位時發出的聲音也要比正常歸位的聲音要大很多,這是因為斷電後碟片旋轉速度下降,會導致磁頭高度降低,而這時候再移回斜坡就相當於磁頭被撞了一下,由於磁頭這裡的材料非常薄和脆弱,這個歸位的動作很容易造成磁頭變形,輕者能正常工作,但聲音會變大,重則無法使用,甚至劃傷碟片,造成不認盤。

上述中的ST2000LX001這塊盤,經常在使用時聽到磁碟加速運轉,然後咔嗒的聲音,說明盤在偷懶,降低轉速並磁頭歸位。但這塊盤並沒有感覺到明顯的延遲和卡頓,為何?因為這盤自帶8G的SSD加成,熱點數據被放到SSD里,速度自然就快很多,而且如果在硬碟偷懶時,數據請求在緩存中命中的話,是不會有卡頓的。可想而知,如果沒有這個SSD,這個加速運轉和磁頭移出,必然會造成卡頓。

傳統硬碟在數據寫入時,數據寫入結束後,通常不會再對這些數據進行別的操作。而SMR由於其特殊性,必然要對已寫入的數據做二次轉移的操作,並更新映射層FTL,而當文件數量很多的時候,可以很明顯地聽到磁頭運轉的聲音。相同時間下,SMR的磁頭明顯要比傳統硬碟運動量更大,做的操作更多,所以壽命肯定不會比傳統硬碟更高。

那麼,重點來了:為什麼硬碟商刻意隱瞞用SMR技術,並且將這種技術在低端市場推廣呢?答案就是:省成本啊!!!!使用這種技術,盤體、磁頭等不需要做多大改動,最重要的是固件的支持。然後呢?ST2000DM006和ST2000DM008這倆售價都是399,一個雙碟4磁頭,一個單碟雙磁頭,一個厚一個薄,價格不變物料成本就這麼省下了,在壽命和性能以及售後的權衡之下,那自然是硬碟商賺得更多啊!至於性能,emmmmmmmmmmmmmmmmm有那麼大的緩存和PMR緩衝區,還想怎樣,低端硬碟,要啥自行車!事實證明,這種推廣還是很有效果的,大緩存啊,好!單碟啊,功耗低很薄很輕,好!至於SMR?我不說你知道?最終上當受騙的還是買這種盤的消費級用戶,至於企業?他們有更加靠譜的企業級盤,還會選這種?

其實硬碟廠商應該反思一下,為什麼隔壁固態硬碟都用上TLC甚至QLC了,人家也有SLC緩存,為啥不會出現這麼大規模的掉速和長時間100%佔用。當然,寫入速度是一方面,另一方面還是看固件的調度。當硬碟空閑時,固件就應該及時地檢測並在後台搬遷、清理這些數據,而不是當用戶使用時,需要往裡寫入了,固件才發現緩衝區滿了,再去搬家,這樣效率是不是就會高很多。而根據我的觀察,大部分硬碟空閑的時間裡,磁頭都是歸位的,甚至盤都會減速運行,直到需要讀寫時才會恢復,很明顯固件在數據管理方面還是非常怠惰的,並且節能機制非常的激進,幾秒到幾十秒沒有讀寫操作,就會把磁頭歸位。雖然這對硬碟來說是一種保護,但對SMR這種盤來說,卻是造成性能下降、100%佔用的罪魁禍首。

不過順便一提的是,NAS盤和監控盤,由於其對隨機寫入的性能要求很高,尤其是監控盤,幾乎是24小時都在連續進行讀寫工作,這種壓力下根本沒時間對硬碟數據進行回收遷移等操作,所以這種盤一般不會使用SMR技術。另一方面,由於SMR技術必須要求至少256MB的緩存,所以在選購硬碟時,選擇低於256MB緩存的硬碟,也是個很好的選擇,但是大緩存的性能優勢也是不能忽視的,尤其是對大容量硬碟而言。不過有一個更高端的方法,那就是看硬碟商的硬碟參數,重點看碟片數和總容量,計算單碟容量。目前傳統的PMR盤,3.5寸單碟容量極限在1.25~1.5TB左右,2.5寸單碟容量極限在500~750GB左右,一般情況下單碟容量超過這個值的肯定是SMR盤無疑了。


題主自問自答一下……

太長不看版:

SMR是坑爹玩意兒,從道理上講,能繞開最好繞開,但它還是未來的趨勢,不太好繞開……哎。

至於官方質保,並不包括數據恢復。不管怎樣,自己多備份幾份肯定更好。

還有各種緩存加速,比如傲騰、SSHD等,個人不看好,因為緩存的加速原理是把經常訪問的熱數據放到讀寫相對極快的快閃記憶體/DRAM中,從而避免執行慢吞吞的讀盤/寫盤操作;而緩存容量是極其有限的,如果熱數據撐爆了緩存/大量寫入數據,SMR的掉速問題就會暴露無遺;而且緩存也會讓系統變得更複雜,所以暗藏bug的概率也會變大。

先扣一下字眼:為什麼大家都在說SMR vs PMR呢?好像應該是LMR vs PMRCMR vs SMR這樣才對吧。

可能是因為PMR正好是SMR之前的上一代技術改進?

LMR:Longitudinal Magnetic Recording,水平磁記錄;

PMR:Perpendicular Magnetic Recording,垂直磁記錄;

對比圖,來自維基百科:

CMR:Conventional Magnetic Recording,傳統磁記錄;

SMR:Shingled Magnetic Recording,疊瓦式磁記錄。

對比圖,來自希捷官網:

如何判斷一塊盤是不是SMR?

1.從這個帖子里似乎可以看到:新出廠的SMR空盤會跑出很平直的讀取速度曲線很低的存取延遲

西部2T新2.5寸盤有點厲害啊 - 電腦討論 - Chiphell - 分享與交流用戶體驗

如何解釋呢?其實很容易腦補出來:硬碟主控知曉哪些區域是空的,所以不必執行讀盤動作,直接給主機返回一串0即可。所以,我們就看到了平直的「高速讀取」曲線和低得嚇人的讀取操作延遲——因為壓根就沒執行讀取嘛。

原帖里有人說是緩存,答主覺得和緩存基本無關,因為很顯然,0.5GB都不到的緩存是沒法對2TB的順序數據讀取操作產生什麼影響的。

對於用了一段時間、裡面已經寫了不少數據的SMR盤來說,測出來的讀取速度曲線就類似非SMR的硬碟了,已經有答主貼出了截圖。

2.SMR盤往往搭配128MB以上的大緩存

3.SMR盤往往盤體更

4.SMR盤單碟容量更高——不過這個貌似只能大概推斷一下,需要上網搜吧。

貌似沒了……比如價格方面,兩者看上去好像差不多……

其次,SMR盤有什麼問題?

1.「臟盤掉速」——寫入比較多的數據後,讀寫速度會突降

SMR盤也可以擁有和非SMR盤相仿的順序寫入性能,但是因為寫入時會覆蓋鄰近磁軌的原因,不僅隨機讀寫性能會跪,順序寫入性能也會跪……

2.性能時好時壞、不可預測,而且大體上是走下坡路的

顯然,有的時候鄰近的磁軌是空的,所以可以直接寫、不用擔心覆蓋破壞數據;有時候就不是這樣了。而且磁碟空間里保存的數據越多,覆蓋鄰近磁軌的機會就越多,需要反覆折騰回寫的時候也會越多。

題主原以為只有寫入會掉速,不過看樓上的情況,貌似不僅寫入會受影響,讀取可能也會受影響——這可能是硬碟主控在後台執行類似SSD垃圾回收的「數據搬運」動作導致的?

3.缺乏操作系統層面的優化支持

眾所周知,老的操作系統如WinXP缺乏TRIM支持,導致SSD出現使用一段時間後嚴重掉速的問題。

沒想到機械硬碟現在也面臨類似的蛋疼情況:想寫入時不能直接寫,需要反覆折騰回寫,「寫入放大」……

按照這個邏輯,SMR硬碟即使是用作保存影音文件冷備份等順序讀寫寫少讀多的用途,仍然可能碰到嚴重掉速等問題,因為主控並不知道哪些數據已經被丟棄、可以被直接覆蓋掉,做了很多無用功;操作系統也不顧在哪裡寫入對性能的影響最小,只顧著按照非SMR盤的老習慣往裡寫……

4.可靠性存疑

多次回寫是否會迫使磁頭頻繁移動、導致損耗加速

回寫過程中萬一斷電了,主控可以搞得定么?會不會導致數據損壞?

會不會發生類似「Intel 8M門」那種主控bug事件?

消費者應該怎麼辦?

1.明確自己的需求,對於裝系統、軟體、遊戲、P2P下載等需要隨機讀寫性能的用途,繞開SMR盤

最適合SMR的是順序寫入寫少讀多存檔用途,比如各種影音數據、整盤備份等數據。

對於NASRAID陣列等用途答主不太確定,不過答主覺得最好還是避開SMR

2.等待操作系統(文件系統)對SMR盤的識別和優化技術普及,也就是Host-Aware SMRHost-Managed SMR

目前的SMR多是為了照顧兼容而捨棄性能的Drive-Managed SMR,操作系統不知道這塊盤是不是SMR的,所以還是按照非SMR的方式來使用、管理它,信息不能溝通,自然會帶來工作效率下降的問題。

3.避免進行碎片整理

碎片整理需要進行大量的隨機讀寫操作,對SMR本來就很孱弱的隨機讀寫性能來說實在是雪上加霜。

4.做好備份工作

雞蛋放在一個籃子里當然不太保險。

而且……官方質保也不保護你的數據。

emmm……其實答主自己就沒做好這塊……不過備份工作應該做好,這個是大家都認同的共識對吧( ̄y▽, ̄)╭


其實硬碟廠家的型號白皮書裡面會註明硬碟是否採用了SMR技術的,可以到廠家的官網查找相關型號的技術手冊就可以了,不過全英文,讀起來有些吃力,但是不必通讀全文,一般關於是否是SMR盤的說明都在文件的開頭部分(一般是描述此型號的關鍵特性的章節下),所以完整閱讀下開頭一部分你就知道了,只是不會在宣傳的時候特意拿出來說而已。


示例1:希捷的ST1000LX015硬碟,這是一塊2.5寸的筆記本用固態混合硬碟,在官網的技術手冊裡面有如下描述:

這段描述就是表明這款硬碟(包括同系列的三個型號)都採用了SMR磁記錄技術,因此可以明確這三個型號都是SMR硬碟。(其中ST500LX025容量只有500G而已,但依然是SMR硬碟,所以光看容量或者緩存其實並不能確定是否是SMR,應該以廠家的說明為準)


示例2:HGST的HTS725050B7E630硬碟,這是一塊2.5寸的筆記本用硬碟,在官網技術手冊中的描述如下:

可以看到,這個型號的硬碟採用的PMR磁記錄技術,因此這款就不是SMR硬碟了。非常明確的,廠家會明確標出的。

說到這裡,可能有人會說,這些手冊裡面說的也許是這個型號早期的產品,那當下生產的同型號,是否準確適用呢?關於這個問題,答案是:完全適用,文檔維護更新非常及時迅速的,因為這是關於產品詳細技術信息的資料(包括各種物理和電氣性能等等),是非常專業和專用的,用途上面涵蓋了下游廠家硬體設計的要求、配套軟體的技術要求等等等,可以說基於此硬碟而設計的很多產品需要用到這個手冊中的信息,如果手冊信息不準確不全面不及時,那麼將會嚴重影響下游產品的設計生產和安全質量,關係重大,廠家不可能怠慢。

所以大可放心的採信裡面的內容,而且我們可以從文件開頭部分的修訂信息也可以看出,廠家還是很用心在維護這些文檔的。


採用SMR技術的硬碟確實隨機寫性能會比較低,但是該技術的誕生也起到了暫時緩解市場對容量的迫切需求的作用,也算是在下一代硬碟記錄技術實用化前的一個過渡方案吧。

還有就是Windows 10其實內置了對SMR硬碟專用驅動的支持,不過似乎並不是針對一般民用SMR硬碟的,主要針對的是企業級的所謂主機管理SMR盤,民用SMR盤還是當作普通硬碟來識別操作,所以SMR盤的性能主要就受制於廠家的固件設計和管理策略。但不管怎樣,SMR技術先天性的不足是無法完全通過一個設計良好的優化到位的固件來解決的,畢竟當初開發SMR技術不是為了提高性能,而只是在容量和性能方面偏向了前者而已。

[Windows 10自帶的驅動中已包含SMR硬碟的專用驅動,但民用SMR盤並不會識別安裝此驅動]


總結:如果對SMR技術比較反感,希望避免購買到SMR硬碟,可以試著在廠家的官網預先查找下自己準備購買的型號是否為SMR硬碟就可以了。


SMR的話,目前希捷用的最多一點,不過我也只敢在PS4上用,還得上SSHD。

好處的話大概就是能降低硬碟厚度。

混盤+家用機使用的話能壓掉這個問題,畢竟直接往快閃記憶體里寫,有層緩衝,讀速慢問題不大,家用機寫數據速度最多跟著光碟機走,很多時候跟著網速走。

個人的建議是主盤最好不要使用SMR,至少也得是SSHD,從盤的話一般不會有頻繁的細碎文件讀寫,所以問題應該是小很多的。

其實本來WIN10就很吃硬碟,就算PMR一樣也好不到哪去的。

不過說實話SMR的混盤性能即使只是讀取也不是很好。我給PS4擴容用的ST2000LX001,理論上盤體變快了,實際性能還不如之前的ST1000LM014好,雖然差距是並不大的。


因為傲騰能掩蓋問題。

這是鐵定的smr,之前在360上搭著傲騰用沒發現問題,換450立馬GG。見圖。而且還不是真正意義上的臟盤,低格之後寫1T不到的數據就GG。

而且作為受害者,最恐怖的不是掉速,而是掉數據。RAW文件拷進電腦里,有10%的文件是損壞的。甚至懷疑期間一張CF卡的分區表被爆(文件系統變RAW)和smr有關。

現在已經把兇手扔回給二手東,所以沒辦法提供smat數據。另購紫盤代替。

另:對紫盤SMR化表示擔憂


有人說SMR是以次充好,我換個思考的角度。SMR確實價格比最便宜的PMR只是稍微便宜一點兒。但是卻大大的減少了磁碟數量。為什麼這麼說?你拿相同的錢能買到的PMR都是5,6碟封裝的,磁頭要10-12個。這就大大提高了磁碟損壞的幾率。而且雜訊和電量都會很高。而想買到相同容量,3,4碟裝的需要貴不止一點。拿希捷舉例:希捷新上市的酷魚系列雖然是SMR技術,但單碟容量都達到了2T。6T是3碟封裝,8T是4碟封裝。而SMR現在也就能增加25%的容量,也就是換算成PMR的話是單碟1.5T的容量。單碟1.5T已經是PMR的極限,良品率自然低,所以每個用在酷魚SMR上的盤都是精品盤。剩下不合格的小容量垃圾盤才會封入5,6碟那種便宜PMR硬碟中。而且配了256mb的大緩存,這也是成本的一項。所以並不能按簡單每T多少錢來衡量價格。精品盤所帶來的磁碟和磁頭的減少會大大提高硬碟的壽命。


歪個樓,如果涉及到2.5寸硬碟選擇的話,見我這個回答:

Roison An:筆記本光碟機位加裝硬碟推薦?


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