Discos rígidos SMR estão aparecendo silenciosamente


Buyer beware—that 2TB-6TB “NAS” drive you’ve been eyeing might be SMR (Ars Technica)
Western Digital admits 2TB-6TB WD Red NAS drives use shingled magnetic recording (Blocks & Files)

A tecnologia tradicional usada nos discos rígidos chama-se Perpendicular Magnetic Recording (PMR)[1] e permite que qualquer setor físico (4 KiB) seja escrito e reescrito sem restrições. Com finalidade de aumentar a capacidade de armazenamento, foi criada a tecnologia Shingled Magnetic Recording (SMR):

What is Shingled Magnetic Recording (SMR)? (StorageReview)
Methods of SMR Data Management (StorageReview)
SMR in disk drives: PC vendors also need to be transparent (Blocks & Files)
Shingled hard drives have non-shingled zones for caching writes (Blocks & Files)

Bem resumidamente, discos rígidos SMR possuem, de forma similar aos SSDs, o conceito de erase block. A granularidade do apagamento é maior do que um setor de 4 KiB: apenas zonas inteiras, compreendendo vários setores, podem ser apagadas. Quando dados menores do que a zona são regravados, um ciclo Read-Modify-Write (RMW) é iniciado. Uma nova zona é alocada, os dados da zona antiga são lidos, mesclados com os novos e finalmente gravados. A zona antiga é marcada como não usada e passará pelo ciclo de coleta de lixo, sendo zerada, mais adiante, ficando então novamente disponível para escrita. Podem possuir partes da superfície magnética funcionando no modo PMR, atuando como cache: dados são movidos para as zonas SMR em momentos de inatividade.

Os sistemas operacionais estão sendo adaptados para priorizarem escritas alinhadas às zonas quando possível para minimizar os ciclos de RMW. Novos conjuntos de comandos SCSI e ATA foram criados para tal fim: Zoned Block Command (ZBC) e Zoned-device ATA command set (ZAC), respectivamente. Camada de compatibilidade existirá por muito tempo, com o firmware abstraindo a diferença, seja nos modelos Drive Managed SMR (DMSMR) — dessas fornadas iniciais — ou Host Aware SMR (HASMR).

Por tais características, o desempenho geral de escrita de discos SMR é pior — dependendo da aplicação, muito pior. Sua vantagem é o menor custo.

Referências:
ZonedStorage.io (mantido pela Western Digital)


[1] Chamada também de Conventional Magnetic Recording (CMR).

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