Možná jste zaznamenali „aféru“ okolo pevných disků a použití technologie SMR. A možná stejně jako mnoho lidí nechápete, o co jde a jestli to vůbec řešit. Proto si řekneme, co to SMR je a jaké má praktické dopady.
HDD vs SSD
Ve světě ukládání dat spolu už mnoho let soupeří dva přístupy – magnetické disky (HDD – Hard Disk Drive) a flash paměť (SSD – Solid State Drive). Každý má svá pro a proti a hodí se na různé věci. Magnetické disky nabízejí vyšší kapacitu a nižší cenu za gigabyte, hodí se tedy na ukládání velkých objemů dat. SSD jsou v poměru ke kapacitě asi čtyřikrát dražší, zato jsou výrazně rychlejší. Proto se SSD hodí pro náročné použití, kde je potřeba pracovat s daty co nejrychleji. Zákazník si může vybrat podle účelu, za jakým úložiště pořizuje.
Konstrukce HDD
SMR je technologie, která se týká pouze magnetických disků. Abychom si ji mohli náležitě vysvětlit, seznámíme se nejprve se základy fungování disků.
Magnetický pevný disk (HDD) se skládá z jedné nebo několika tenkých rotujících desek (říká se jim plotny), které jsou na povrchu pokryté magnetickým materiálem. Do této vrstvy se v soustředných kružnicích (stopách) zapisují data, což otáčí magnetické částice a vytváří magnetické pole. Následně je možné zjistit orientaci těchto miniaturních magnetů – číst zapsaná data. Pokud se výrobci podaří dosáhnout vyšší hustoty záznamu, může použít méně ploten a tím ušetří.
Mezi plotnami jsou umístěné miniaturní čtecí a zapisovací elektromagnety na pohyblivých ramenech. Ramenu s elektromagnetem se říká hlavička. Kombinace rotace plotny a pohybu hlavičky umožňuje přistupovat na libovolné místo na povrchu plotny.
Zapisovací elektromagnet je o něco větší než čtecí (přibližně o 15 %). Je to kvůli tomu, že čtecí elektromagnet obsahuje méně součástek a vejde se tak do menšího prostoru. A právě velikost elektromagnetu určuje šířku stopy. Proto se výrobce snaží vyrobit elektromagnety co nejmenší, aby dosáhl vyšší hustoty záznamu.
Co je to SMR?
Výrobce disku chce, aby se data zapisovala s co největší hustotou. Použije pak méně ploten, disk se konstrukčně zjednodušší, je lehčí… zkrátka samé výhody. Hlavním efektem je snížení nákladů na výrobu a tím i možnost prodávat zákazníkům za nižší cenu. Když už nebylo možné zmenšit zapisovací hlavičku, přišli výrobci s novým nápadem – SMR.
SMR je zkratka anglického Shingled Magnetic Recording, neboli „šindelový magnetický záznam“. Tento název se inspiroval konstrukcí střech z šindelů či pálených tašek, které se navzájem částečně překrývají. Přesně o to překrývání tu totiž jde.
SMR používá stejně širokou stopu jako normální zápis (technicky to ani jinak nejde), ale zvyšuje hustotu zápisu tím, že se stopy částečně překrývají. Pro čtecí hlavičku to není problém, protože je menší a může stopu bez problémů přečíst.
To zní na jednu stranu skvěle, ale co se stane s původními daty, která už na disku jsou? A zde je zakopaný pes. Disk totiž před zápisem na takové místo musí data nejprve načíst do vyrovnávací paměti (cache), aby o ně nepřišel, a nakonec je zapíše znovu na jiné místo.
V praxi to znamená, že disk musí opakovaně zapisovat data, která už jednou zapsal, což nějakou dobu trvá. Pokud je požadavků hodně, přestane disk stíhat a projeví se to zpomalováním. Z rychlosti zápisu přes 100 MB/s se po vyčerpání vyrovnávací paměti (to trvá několik minut) postupně stane 10 MB/s a v extrémním případě může rychlost spadnout až na nulu. Disk si data následně uspořádá a pak zase jede chvíli „naplno“. Čím více dat na disku je a čím více jich zapisujeme, tím častěji se tento proces projeví. Dá se říct, že disk se SMR potřebuje po chvíli práce chvíli odpočinku.
Výhody a nevýhody SMR
Pokud tedy disk používá technologii SMR, má to následující dopady:
- vyšší hustota zápisu (méně ploten, nižší hmotnost)
- nižší cena
- větší vyrovnávací paměť (kvůli přesouvání dat sem a tam)
- minimální nebo nulový dopad na výkon při zápisu malých dávek dat (jednotky GB)
- výrazný pokles výkonu při zápisu mnoha malých dávek nebo velkých objemů dat (stovky GB)
Vliv SMR na hluk či spotřebu energie je přinejmenším diskutabilní.
Z výše uvedeného přehledu vyplývá, že disky se SMR jsou vhodné na pravidelné zálohování menších bloků dat nebo na archivaci (jednou se data zapíší a následně se mění jen minimálně). Naopak jsou zcela nevhodné na náročné operace jako jsou databáze či práce s 4K videem.
Potíže mohou nastat i při použití v NASu (síťové úložiště). Pokud má disk plné ruce práce, může dočasně přestat odpovídat příkazům zvenčí. NAS chvíli čeká a následně disk vyhodnotí jako vadný, přestože disk jen dočasně zpracovává předchozí zápisy. To může být velmi otravné, a proto se SMR diskům pro použití v NASu raději vyhněte.
Jak zjistím, jestli disk používá SMR?
Tohle je zásadní otázka. Výrobci totiž SMR u disků často zatajují a neuvádí to ani v podrobném technickém popisu – tzv. datasheetu. To je problém, protože zákazník tak nemá šanci zjistit, jestli je disk vhodný pro jeho zamýšlený účel.
Ideální je zjistit celé číslo produktu, např. ST2000DM008.
Pokud toto číslo zadáte do Google spolu se zkratkou SMR, obvykle již na první straně výsledků zjistíte, zda se v disku SMR používá či ne. Rozhodně doporučuji odkazy rozkliknout a podívat se, zda jde opravdu o informaci pro váš disk. Často jde o různá diskuzní fóra a citace ve vyhledávači se může klidně týkat úplně jiného modelu.
Obecně lze říct, že pokud je disk lehčí než obvykle, má velkou vyrovnávací paměť, nižší cenu a je prodáván jako „archivační“ (což se týká i externích disků), jde s největší pravděpodobností o disk se SMR. Naopak disky prodávané jako výkonné nebo určené pro NAS obvykle SMR nemají (bohužel u řady WD Red to platí jen někdy).
V tuto chvíli vlastním dva SMR disky (Seagate Archive 8 TB a Seagate Barracuda 6 TB), u obou jsem to věděl už při koupi a používám je na občasné zápisy. Nemám tedy mnoho důvodů k nespokojenosti. Při prvotním nahrávání zálohy (asi 6 TB) jsem ale byl docela nešťastný. Z jednodenní plánované akce se nakonec staly tři dny. Je zkrátka nutné počítat s tím, že u SMR si člověk trochu počká.
Jisté je, že kdybych si koupil disk a až pak zjistil, že je SMR, plival bych kolem sebe oheň a síru ještě hodně dlouho. Zatajování SMR je nepěkná obchodní praktika, ne-li přímo prasárna. Rozhodně si tedy při výběru disku dejte pozor na to, co kupujete.
Nakonec je na vašem uvážení, zda SMR stojí za nižší cenu, nebo chcete raději nekompromisní výkon bez SMR – v takovém případě bude nejspíše nutné sáhnout hlouběji do kapsy.
V den vydání článku – ceny z CZC.cz:
Seagate IronWolf 2 TB (bez SMR) ST2000VN004 – 2200 Kč
Seagate BarraCuda 2 TB (SMR) ST2000DM008 – 1700 Kč
Seagate IronWolf 8 TB (bez SMR) ST8000VN004 – 6800 Kč
Seagate BarraCuda 8 TB (SMR) ST8000DM004 – 5190 Kč