Повышение цен на жесткие диски по причине активного майнинга Chia Coin. За 2 месяца в 2 раза

Мы внимательно следим за ценами на жесткие диски — в рамках получения популярности новой криптовалютой Chia Coin, для майнинга которой нужно свободное место на дисках, цены полезли вверх. На текущий момент все происходит так, как было предсказано нами 2 недели назад. Повышается стоимость дисков большой емкости. За 2 последних месяца на некоторых торговых площадках стоимость HDD выросла в 2 раза относительно новогодней.

Для примера приводим стоимость дисков емкостью 4 Тб, которые 2 месяца назад стоили в пределах 90 — 120 долларов США, а сейчас, как вы можете видеть из приведенных ниже скриншотов, стоимость дисков начинается от 190 долларов США. Данные взяты с российского дискаунтера Ситилинк. Это одна из самых бюджетных российский торговых сетей в данной области.

Цены на жесткие диски в Кыргызстане пока остаются на приемлемом уровне — видимо, потому, что в КР майнинг Chia Coin еще не развит так сильно.

Стоимость самых недорогих жестких дисков емкостью 4 Тб в интернет-дискаунтере «Ситилинк»
Стоимость жестких дисков средней цены емкостью 4 Тб в интернет-дискаунтере «Ситилинк»

Ремонт жесткого диска IBM DPES-31080

Ремонт жесткого диска IBM DPES-31080

В работу поступил жесткий диск IBM DPES-31080. Емкость диска всего 1 Гбайт, тип интерфейса — SCSI. Проблема: при подаче питания диск раскручивается, на слух никаких отклонений от нормы, но диск не работает.

В этом случае речь идет о двойной работе: необходимо и восстановить информацию с этого диска, и отремонтировать его. Причем ремонт жесткого диска едва ли не приоритетнее.

Почему так необходим ремонт жесткого диска? Этот жесткий диск является частью сложного станка с программным управлением; без этого диска, соответственно, станок не работает. Простой станка оборачивается его владельцу серьезными убытками, поэтому чем быстрее станок заработает, тем лучше.

Рабочая программа станка имеет аппаратную защиту, одной из частей которой является ее привязка к конкретному узлу — жесткому диску. HDD другой модели или с другим серийным номером в этом станке просто не будет работать.

Вы скажете — так измени серийный номер и модель, и установи в станок другой диск! Если бы старые гигабайтные диски с интерфейсом SCSI в хорошем состоянии было так легко купить в Бишкеке, мы бы так и сделали. Но — увы — это оказалось задачей невыполнимой. Вариант с покупкой диска на ебае также отпал — доставка займет слишком много времени. Поэтому и было принято решение ремонтировать жесткий диск.

Диагностика показала небольшие аппаратные проблемы (вышли из строя несколько SMD-элементов на плате электроники жесткого диска). После их устранения диск начал работать в штатном режиме.

После того, как диск был запущен, мы сделали его полную посекторную копию. Затем диск прошел несколько процедур ремонта поверхности, профилактику платы электроники и другие необходимые для ремонта жесткого диска акции. По окончании технологического процесса ремонта жесткого диска на него была записана его же посекторная копия, и простаивавший станок вновь заработал.

Весь процесс ремонта и восстановления информации занял немногим меньше 5 часов.

Toshiba MD04ACA600: 6 терабайт из внешнего диска

В работу поступил накопитель Toshiba MD04ACA600 емкостью 6 Тбайт из внешнего бокса. Внешний бокс падал, после чего его пытались включать. Скрежет изнутри накопителя, увы, не насторожил пользователя, который пытался включать диск раз за разом.

Накопитель был вскрыт с использованием ламинарного шкафа; внутри диска была вполне ожидаемая (исходя из звуков) картина. Головки застряли между парковочной рампой и поверхностями и при включении накопителя активно пилили поверхность в этой области.

Извлеченный из гермоблока фильтр оказался сильно засорен в вертикальном направлении: очевидно, поток пыли поступал с краев пластин и накапливался на фильтре в основном в местах его продуцирования.

В случае таких повреждений восстановление информации хотя и не тривиально, но возможно. Требуется серьезная подготовительная работа по очистке магнитных пластин от пыли, после чего производится штатная процедура замены блока магнитных головок и вычитывания информации на программно-аппаратном комплексе РС-3000.

Ремонт жесткого диска или восстановление информации? В чем разница?

Немного терминологии

Вот звонят нам и спрашивают: а вы ремонт жесткого диска делаете? А мы отвечаем — нет, не делаем. Мы данные восстанавливаем. И задает звонящий, казалось бы, закономерный вопрос: а в чем разница? Ведь чтобы данные из жесткого диска восстановить, нужно его в рабочее состояние привести. Отремонтировать, то бишь.

Увы, но это не так. Данные мы можем и из неотремонтированного диска извлечь. И даже из совсем сломанного — скажем, если у него одна головка не работает. Или даже две. Или вот перестала у него микропрограмма работать — ну кирпич кирпичом, а не жесткий диск. А мы все равно можем из него информацию достать.

А все оттого, что ремонт жесткого диска и восстановление из него данных — это вообще разные вещи. Принципиально разные.

Ремонт жесткого диска — последовательность действий, в результате которых на выходе мы получим исправный, готовый к эксплуатации жесткий диск.

Восстановление информации из жесткого диска — последовательность действий, в результате которых на выходе мы получим копию данных из этого жесткого диска.

Восстановление информации из жесткого диска

Как вы уже поняли, для того, чтобы восстановить данные из жесткого диска, нам вовсе не обязательно его ремонтировать. Как так — спросите вы? Вот пара примеров.

  1. Жесткий диск не может запуститься, как следствие — доступа к данным нет. В результате диагностики обнаружено, что часть критичной информации в микропрограмме диска не считывается и, как следствие, эта часть микропрограммы не запускается. Результат: диск не может стартовать в штатном режиме и не дает доступа к информации. Для того, чтобы получить к ней доступ, мы взяли другой, такой же, но полностью исправный, диск, скопировали из микропрограммы неисправного диска нужные для доступа к данным части, перенесли их в исправный диск. После этого запустили исправный диск и перенесли его управляющую плату электроники на неисправный HDD. Таким образом был получен доступ к данным, которые и были успешно скопированы на исправный накопитель. Неисправный диск при этом так и остался неисправным.
  2. Жесткий диск не может запуститься, так как одна из головок чтения-записи в его блоке магнитных головок неисправна. При запуске диск опрашивает головки, и если выявляются проблемы — запуск НЖМД блокируется (диск уходит в защиту). Мы производим логическую подмену неисправной головки на исправную, после чего диск запускается в штатном режиме и мы копируем данные, находящиеся по исправным головкам.

Ремонт жесткого диска

А вот с ремонтом все совсем по другому. Цель ремонта — получить исправное устройство. Как следствие, данные на ремонтируемом устройстве не являются целью проводящихся работ.

Ремонт включает в себя несколько этапов, после которых о данных на ремонтируемом накопителе говорить уже не приходится. Прежде всего, это многочисленные операции заводского самотестирования (selfscan, или selftest). Что это такое?

Самотестирование — заложенная заводом-производителем возможность жесткого диска провести самостоятельный ремонт. Заводское самотестирование требует предварительной настройки и обычно запускается специальной командой. После запуска, в зависимости от состояния диска и его объема, самотестирование продолжается от 12 часов до двух недель. Оно не требует вмешательства оператора, результатом самотестирования будет жесткий диск в двух состояниях: исправное (самотестирование закончилось без ошибок) или неисправное (какие-то части самотестирования прошли с ошибками).

В процессе самотестирования диск проходит многочисленные тесты, один из которых — тест записи. Микропрограмма записывает определенный набор данных в каждый сектор и неоднократно проверяет, как прошла запись, с какой скоростью, и т.п. Это, как вы понимаете, приводит к потере информации.

После ремонта проводится и другой деструктивный для данных процесс: выходное тестирование. Ремонт подразумевает гарантию на него, следовательно, ремонтник должен удостовериться, что ремонт проведен качественно, накопитель работает в пределах эксплуатационных допусков и не выйдет из строя через пару дней по причине скрытого износа.

Анонс от Seagate: скоро мы увидим жесткий диск емкостью 24 терабайт

На прошлой неделе генеральный директор корпорации Seagate, Дэйв Мосли (Dave Mosley) заявил, что внедрение революционной технологии HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording, или термомагнитная запись) позволит корпорации Seagate в ближайшем будущем значительно увеличить емкость выпускаемых жестких дисков, производя наращивание емкости не по 2 терабайта, а больше. Он анонсировал скорый выпуск накопителя на жестких магнитных дисках емкостью не 22, как ожидается, а сразу 24 Тб.

Главное, к чему стремится корпорация Seagate, планируя внедрение этой технологии — максимально увеличить объем накопителей, параллельно снижая их стоимость. Самая дорогая часть жёсткого диска — это магнитные пластины; если, используя технологию HAMR, удастся уменьшить их количество за счет увеличения плотности записи, то конечная стоимость устройства будет снижена и оно станет более привлекательным для потребителя.

Генеральный директор Seagate смотрит не только в сторону увеличения объемов и уменьшения стоимости новых накопителей большой емкости, он также думает о том, что применение технологии HAMR позволит уменьшить стоимость уже выпускающихся корпорацией Seagate накопителей 12 и 16 Тбайт. Вот что он сказал об этом: “If we can save a disk and two heads in a 16, we will look at doing that” [Если мы можем сэкономить пластину и две головки на емкости 16 Тбайт, мы будем работать в этом направлении].

Напоминаем, что в настоящее время ведется конкурентная борьба двух производителей накопителей информации: Seagate, которая продвигает технологию HAMR, и Western Digital, продвигающую технологию MAMR (Microwave Assisted Magnetic Recording — магнитная запись с помощью микроволн). Обе технологии имеют одинаковый принцип работы: уменьшение размера используемого для записи информации магнитного домена при одновременном увеличении плотности упаковки этих доменов. Различия заключаются в реализации: Seagate делает это с помощью нагрева лазером, а WD — с помощью микроволн. Какая из технологий окажется более перспективной и, что важнее — более надежной, покажет время. Пока же мы будем с нетерпением ожидать начала коммерческих продаж накопителей большой емкости на данных технологиях.

А вот и жесткие диски с искусственным интеллектом. Знакомтесь: Seagate SkyHawk AI

Прогнозы сбываются. Корпорация Seagate начала поставлять на рынок новые жесткие диски — Seagate SkyHawk AI емкостью 18 Тб с элементами искусственного интеллекта.

Новые диски предназначены для использования в системах видеонаблюдения высокой четкости и, как заявляет производитель, благодаря элементам искусственного интеллекта, включенным в специально разработанную Seagate микропрограмму ImagePerfect AI, производят запись без пропущенных кадров даже при самых интенсивных нагрузках — диски способны работать при 64 потоках видео высокой четкости (и 32 потоках данных ИИ).

Утверждается, что диски имеют среднее время наработки на отказ 2 млн часов (хм… ну, посмотрим) при средней загрузке 550 Тб в год — то есть, путем несложных вычислений, такой диск можно полностью переписать за год 30 раз. Не скажу, чтобы эта цифра меня впечатлила — если диск реально будет работать в системе видеонаблюдения с 64 потоками (то есть, 64 камеры) с разрешением Full HD, то полная перезапись диска такого объема должна произойти немногим меньше чем за 5 суток — то есть ресурс диска будет вырабатываться примерно в 2 раза быстрее расчетного. Опять же — посмотрим.

Естественно, что накопитель такой емкости выполняется по гелиевой технологии. И не менее естественно, что внутри расположено большое количество головок и магнитных пластин. При таких раскладах надежность этих дисков достаточно условна.

Ну и вишенка на торте — цена. Диски ST18000VE002 продаются в США по цене около 510 долларов за штуку.

Запилы и царапины поверхностей жесткого диска: почему они так опасны?

Меня часто спрашивают: а чем так опасны эти запилы и царапины на поверхности жесткого диска? Вы же профессионал, наверняка есть технологии, позволяющие вычитать данные и с запиленных или зацарапанных поверхностей — почему вы так их не любите?

Да, конечно, технологии имеются. Но давайте будем объективны: из области запила или царапины данные нам уже не достать, так как в этом месте магнитная поверхность разрушена (конечно же, вместе с данными). Кроме того, вокруг самой царапины определенная область (в каждом индивидуальном случае — своего, индивидуального, размера) не может быть прочитана в силу термического разрушения намагниченности (когда поверхность «пилится», она сильно нагревается и проходит точку Кюри). Наконец, третье, и самое главное — при запиливании или зацарапывании образуется масса мелких частиц (стружка, опилки), которые начинают летать внутри гермоблока и могут находить себе «пристанище» не только на внутреннем фильтре, но также и на поверхностях диска, головках и т.д.

Не стоит забывать и о том, что вычитывание информации с поврежденных поверхностей — значительно более дорогостоящая процедура, чем чтение неповрежденных пластин, в силу применения тех самых технологий (первое) и в силу необходимости использования большего количества запчастей (второе). Накопитель должен быть обязательно очищен от опилок и стружки, которая появилась в нем в результате запиливания.

Об опилках и стружке я и хочу поговорить поподробнее, на одном весьма показательном примере.

Запиленный жесткий диск

Специалист по восстановлению информации с многолетним стажем, такой, как я, относительно легко определяет жесткий диск, в котором происходит процесс запиливания или зацарапывания поверхностей, по звуку. Передать это словами сложно — нужно иметь опыт. Скажем так, звук жесткого диска, который начал запиливаться, начинает разительно отличаться от нормального в сторону шипений, свистов и частых ударов, сливающихся в резонирующие вибрации.

Такой накопитель поступил к нам на днях. При малейшем подозрении на запиливание или зацарапывание накопитель подвергается тщательному осмотру — особенно его блок магнитных головок. Осмотр выявил типичную картину быстро прогрессирующих повреждений.

Нижняя головка (head 0)

Как правило, запиливание диска начинается с одной поверхности, и затем, по мере накопления внутри гермозоны свободно перемещающихся частиц, перекидывается на другие. По статистике, этот процесс чаще начинается или с верхней, или с нижней головки — просто потому, что и та, и другая ограничены с одной стороны (верхняя — крышкой гермоблока, нижняя — его дном) — при соударении с таким ограничителем шансы головки на разрушение гораздо больше, чем при соударении расположенных друг напротив друга головок.

В нашем случае все началось с нижней головки. Образовалось два концентрических запила — первый в зоне парковки, второй — в служебной зоне. Головка, которая работала с этой поверхностью, является самой грязной. Опилками покрыта вся ее поверхность, включая слайдер и кронштейн. Пазы слайдера ими просто забиты.

Такие загрязнения очень опасны, так как при работе головка парит над поверхностью на расстоянии в несколько десятков или сотен нанометров — размер опилок значительно больше, а значит, контакт головки и поверхности (через частицы опилок) неизбежен, что обязательно приведет к увеличению разрушений.

Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Нижняя головка, с которой, собственно, и начались проблемы диска. Опилками покрыта вся ее поверхность.
Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Опилки в верхней части слайдера нижней головки накопителя.
Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Опилки на кронштейне нижней головки накопителя.

Головка 1

Следующая в пакете головка находится с другой стороны магнитной поверхности; это головка 1. Разрушения по ее поверхности намного меньше и имеют явно сгенерированную проблемами по головке 0 природу.

Нижняя поверхность, когда по ней начались разрушения, стала активно продуцировать опилки и стружку; большая часть этих «материалов» оставалась на неисправной поверхности и оседала на ее головке, но вскоре, после того, как объем выделяемых нижней поверхностью частиц превысил критическое значение, они начали распространяться внутри гермоблока. Часть их оседала на фильтре гермозоны, другая часть продолжала «путешествовать» внутри, оседая на головках, поверхностях и стенках гермозоны. По простой теории вероятности, чем ближе к разрушениям расположен объект, тем больше шанс того, что продукты разрушения покроют именно его; именно по этой причине на головке 1, самой близкой к нижней головке пакета, опилок больше, чем на других, расположенных дальше, головках.

Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Третья сверху головка накопителя (вторая снизу).
Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Опилки на слайдере второй снизу головки.

Головка 2

Расположенная над головкой 1, головка 2 — вторая в пакете сверху и третья снизу. Она находится в одной пазухе с головкой 1 и, по этой причине, должна иметь примерно одинаковые с ней разрушения. В действительности ее разрушения несколько больше.

Прежде всего, бросается в глаза пучок стружки, имеющийся на этой головке. Кроме того, хорошо видны скопления опилок в углублениях слайдера. Основание слайдера в его вершине относительно чистое (относительно предыдущей головки, конечно).

Стружка — это первый признак зарождающегося запила. Головка срезает с поверхности при соударении длинные ленты лубриканта; эта стружка скапливается в той части головки, которая соприкасалась с пластиной. Опилки образуются, когда эта стружка попадает в промежуток между слайдером и поверхностью; здесь стружка измельчается по принципу абразива, и разлетается отсюда по всему гермоблоку. Также, когда слайдер царапает уже те слои, которые находятся под лубрикантом, он выбивает из них опилки.

Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Следующая за верхней головка накопителя. Пучок стружки, в области вершины слайдера начинают собираться опилки.
Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Опилки в верхней части слайдера показанной выше головки.
Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Пучок стружки на показанной выше головке.

Головка 3 (верхняя)

Головка 3 — самая верхняя в пакете. До нее разрушительное воздействие запила должно дойти в последнюю очередь — собственно, так оно и случилось. Слайдер и кронштейн головки чистые от опилок, но имеется пучок стружки. Верхняя поверхность диска не имеет повреждений, следовательно, эта стружка прилетела сюда снизу, с других головок.

Очевидно, что разрушение третьей головки едва началось, поверхность пока еще чистая, но если бы диск продолжал работать, разрушение этой поверхности было бы вопросом времени. Весьма небольшого времени.

Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Верхняя головка накопителя. Сама головка чистая, но на слайдере накопился пучок тонкой стружки. Это означает, что по этой головке процесс запиливания еще не начался, но вот-вот начнется.
Восстановление данных в Бишкеке | Data Recovery Bishkek
Пучок тонкой стружки по верхней головке.

Заключение

Что можно сказать в заключение? Бывает, что пользователь, сам того не зная, делает восстановление информации невозможным. Описанный выше случай — один из таких.

Диск вначале начал себя странно вести, срывался с рекалибровки, подстукивал и исчезал из системы. Казалось бы — самое время обратиться к специалисту, но хозяин устройства решил иначе. Первое, что он сделал — это подключение диска через другие разъемы (как питания, так и интерфейса). Это не помогло. После этого была запущена утилита проверки диска (Windows CheckDisk), которая, конечно же, начала свою работу — но на физически неисправном диске завершить ее она не могла, циклично обращаясь в адреса, которые не могли быть прочитаны. Как результат — полуживой диск быстро исчерпал остаточный ресурс, нижняя головка упала на поверхность и начала запиливание. Ну а дальше, по мере накопления внутри гермозоны «пиломатериалов», повредились и остальные поверхности.

Вывод из той печальной истории достаточно прост. Если вы видите, что накопитель ведет себя не так, как обычно; если вы слышите из накопителя незнакомые звуки, которых не было раньше — это повод обратиться к специалисту — как минимум позвонить и поинтересоваться, что может означать текущее поведение диска. Это будет бесплатно и убережет вас от потери информации.

Заказчик сделал невозможным восстановление информации: Seagate в печальном состоянии на нашем столе

Радиальные царапины от неудачных попыток заказчика самостоятельно вывести задранные головки.

Очередной заказ на восстановление информации, увы, из категории «безнадежный». Диск прибыл во вскрытом состоянии и с весьма плачевным состоянием поверхностей. Головки сорвало в парковочной зоне (скорее всего, упор позиционера деформировался, что привело к удару слайдерами об ось шпинделя). В парковочной области образовался концентрический запил.

Такие типы запилов (тем более, в парковке) можно обойти. Это не просто, но возможно (модифицируется программа старта накопителя, который, вместо того, чтобы проводить полный цикл запуска с рекалибровкой, просто позиционирует головки в нужное нам место). Если бы проблема была только с запилом в парковочной зоне, за данные можно было бы еще повоевать.

Но, увы, заказчик решил самостоятельно демонтировать блок магнитных головок (для чего, сформулировать не смог). Работал без защиты от пыли и грязи, на обычном письменном столе. Как результат: отпечатки пальцев на поверхностях (что в целом не страшно и может быть убрано) и (что намного хуже) несколько радиальных царапин неправильной формы.

Радиальные царапины полностью исключают возможность использования донорского блока магнитных головок, так как при каждом вращении головки неизбежно попадут в область турбулентности, генерируемую царапиной, очень быстро перегреются и выйдут из строя. Кроме того, неизбежны микротравмы поверхности выбиваемой из этих царапин пылью.

Вердикт: восстановление данных невозможно.

Отпечатки пальцев на поверхности. Заказчик работал без соблюдения элементарной чистоты.

Очередная китайская подделка: жесткий диск якобы на 500 Гбайт

Восстановление информации в Бишкеке | Data Recovery Bishkek | Восстановление данных в Кыргызстане | DataRecovery.KG

Сегодня к нам в лабораторию поступил довольно любопытный диск. Нет, вначале мы подумали, что это будет рядовой, заурядный заказ — Western Digital на 500 Гбайт, ничего вроде бы особенного, но… При подключении диска к ПАК РС-3000, после вывода диска на интерфейс, оказалось, что его емкость 320 Гбайт, а серийный номер диска при идентификации отличается от того, который написан на этикетке.

Тщательный осмотр показал: гермоблок накопителя относится совсем к другому семейству. Судя по этикетке, диск должен быть Tahoe и иметь явственно выраженные ребра по краям крышки гермозоны. По факту же накопитель оказался из семейства Rider с соответствующим строением крышки.

Собственно, те, кто подделал накопитель, особенно и не скрывали своей активности. Торцевая этикетка накопителя, дублирующая серийный номер, даже не была отделена от печатной основы — мы легко удалили ее, и нашему взору предстала оригинальная, исходная этикетка с серийным номером.

Вполне логично спросить: а для чего наклеивать на накопитель емкостью 320 Гбайт этикетку, на которой указано 500? Кто знает… Судя по истории этого компьютера, был он куплен давно, в те времена, когда такая разница в емкости была существенной по деньгам. Поэтому, думается, меркантильный интерес тут самый оправданный.

Восстановление информации в Бишкеке | Data Recovery Bishkek | Восстановление данных в Кыргызстане | DataRecovery.KG
Восстановление информации в Бишкеке | Data Recovery Bishkek | Восстановление данных в Кыргызстане | DataRecovery.KG
Восстановление информации в Бишкеке | Data Recovery Bishkek | Восстановление данных в Кыргызстане | DataRecovery.KG

SMR. Просто о сложном

Типичный представитель дисков с технологией SMR — Seagate Mobile HDD

Вместо предисловия

Когда-то давно (относительно, конечно) в индустрии производства накопителей на жестких магнитных дисках настал переломный момент: для того, чтобы увеличить емкость выпускаемых дисков, производители перешли от параллельной магнитной записи к записи перпендикулярной. Технология появилась 12 лет назад и ее единственной задачей было продлить век жесткого диска, сделать его конкурентноспособным за счет увеличения емкости и уменьшения цены. Надо сказать, что с задачей технология справилась на славу: емкость жестких дисков за эти годы выросла почти в 10 раз, а цена упала до смешного: за 1 Тбайт дискового пространства нынче просят меньше 50 долларов США.

Однако и технологии NAND, на которых строятся твердотельные диски, не стояли на месте. Появились ёмкие SSD (100 Тбайт) с очень высокой производительностью. Жесткие диски оказались позади аж по целым двум показателям: по емкости (потолок того, что можно сейчас купить на рынке — 18 Тбайт; производители обещают в скором времени диски емкостью 20 Тбайт, но по сравнению со 100 Тбайт это звучит, мягко говоря, не очень оптимистично) и по производительности (современный жесткий диск ограничен пропускной способностью интерфейса SATA или SAS, тогда как твердотельные диски последних поколений работают на скоростях шины PCI Express).

Единственный (и, надо сказать, пока еще определяющий выбор покупателя) плюс жестких дисков — их цена. Накопитель HDD на 1 Тбайт стоит в 3 — 5 раз дешевле твердотельного диска той же емкости, ну а повышение емкости SSD кратно одному Тбайту повышает его цену в некоторых случаях на порядок.

За то время, что развивалась технология перпендикулярной записи, ее возможности были практически исчерпаны, и перед производителем встала новая задача: как продолжать наращивать емкость? Для этого существует три пути: уменьшить толщину магнитных пластин и, как следствие, сделать возможным установить их в гермоблок жесткого диска больше (при этом по очевидным причинам страдает надежность); уменьшить величину записываемого участка (увеличить плотность на треке) и сделать возможным записать больше данных на трек (развиваются две технологии — MAMR и HAMR); изменить метод записи для более плотного расположения непосредственно треков. Вот об этом, последнем, пути увеличения емкости мы и поговорим.

Производители ведут разработки, естественно, во всех направлениях. Одним из революционных изобретений последних лет стала технология SMR — Shingled Magnetic Recording, черепичная магнитная запись. Про нее эта статья.

Что такое SMR

Черепичная запись — принцип организации записи треков так, чтобы они частично перекрывались. Соответственно, упаковка треков в этом случае максимальная — фактически они лежат так плотно, что головка чтения-записи уже не может работать с каким-то одним треком, ей приходится работать сразу с несколькими. Это заметно увеличивает скорость чтения и записи (пишем-то сразу несколько треков, как и читаем), но только в том случае, если запись или чтение производится последовательно. Если нам нужно работать с большим количеством мелких файлов, а тем более — начать перезапись данных внутри уже имеющихся (например, удалить один маленький файл и записать на его место другой), скорость записи и чтения может проваливаться всерьез и надолго — вплоть до значений, близких к единичным IOPS на несколько минут.

Схема упаковки треков при PMR-записи
Схема упаковки треков при SMR-записи

На рисунках выше мы показали разницу между PMR (причем не важно, параллельной или перпендикулярной) и SMR записью.

Как видим, писать-читать SMR-головки могут только порциями треков, причем довольно солидными, на ширину головки. Эти порции треков называются лентами (ленты могут быть и шире однократного прохода головки, но всегда кратны ему). Если старый добрый жесткий диск с PMR-записью оперировал треками, то новый, с записью SMR, оперирует уже лентами (хотя треками, естественно, оперировать он тоже умеет — но об этом ниже).

Как работает SMR-диск

Давайте представим, как это работает. Пользователь решил записать на SMR-диск какой-то файл. Система передала его на интерфейс, из которого он загрузился в буфер диска. Здесь уже логика жесткого диска определила, на какую ленту (или на какие ленты) этот файл положить. Если лента до этого была пустая — прекрасно, значит просто кладем туда данные, и дело в шляпе. А вот если там уже что-то лежало, то диску предстоит целый набор нетривиальных действий: считать то, что уже лежит на ленте; загрузить считанное в буфер; объединить с тем, что добавляется на ленту; положить весь кусок (старое и новое) туда, куда требуется. Если же укладываются не последовательно большие порции данных, то процесс может реально занимать немало времени — именно поэтому у SMR-дисков большой объем буферного ОЗУ. Хоть как-то процесс ускорить.

При последовательной записи картина обратная. На скриншоте ниже показана запись 2 Тбайт данных на SMR-диск с интерфейсом USB 3.0 производства Western Digital емкостью 4 Тбайт. Как видим, скорость весьма приличная, хотя и не максимальная. Если бы пересылались большие файлы (в нашем примере идет передача огромного количества фотографий), скорость записи была бы еще больше.

Копирование 2 ТБайт данных на внешний накопитель (SMR, 4 Tбайт, Western Digital) с интерфейсом USB 3.0

Возникает вопрос: а как тогда работает такой диск, если требуется многократная перезапись небольших файлов в разных местах диска, ведь получается, что диску предстоит перелопатить кучу лент и это, естественно, займет немало времени?

Да, это сложная задача, с которой программисты прошивок SMR-дисков постарались справиться двумя способами. Первый — это наличие у диска стандартных PMR-областей, а второй — введение в микропрограмму фоновых процессов реорганизации лент, сходных с обычной дефрагментацией (собственно, в микропрограмме она так и называется — фоновая дефрагментация).

PMR-области используются в тех случаях, когда буферное ОЗУ переполняется, и требуется быстро освободить его под новые очереди задач; также эти области используются для процессов фоновой дефрагментации.

Фоновая дефрагментация: корень всех зол или благо?

Теперь немного подробнее о самой дефрагментации. В те моменты, когда SMR-диск не имеет задач от операционной системы, микропрограмма автоматически запускает процессы реорганизации лент. Диск сканирует ленты, определяет, где данные следует перенести для оптимизации скорости чтения, и производит перенос: считывается вся лента (или несколько лент), выкладывается в буфер (и дублируется на другой части диска, в SMR- или PMR-области), затем данные переставляются в нужном порядке, лишнее удаляется, и лента (или ленты) кладется обратно. И так в цикле, пока не будет реорганизован весь массив данных.

Соответственно, чем больше на диске данных (и чем больше их было записано недавно и, соответственно, беспорядочно), тем больше диску требуется времени на фоновую дефрагментацию. Поскольку довольно часто сейчас SMR-диски используются во внешних накопителях, может возникнуть ситуация, когда ваш внешний диск начинает жутко «тормозить». Если при этом он не издает посторонних звуков, не был замечен в падениях или ударах и является относительно свежекупленным, мы рекомендуем подождать. Почти наверняка в нем идут фоновые процессы реорганизации информации, и через некоторое время диск завершит их и перейдет в нормальный режим работы. Если же вы будете пытаться в это время записать в него новые данные, то это просто приведет к значительной потере времени: данные вы, конечно, запишете. Но заметно дольше, чем могли бы.

Логика работы SMR-дисков. Двойной транслятор, шифрование и TRIM

Логика SMR-диска устроена по-другому, не как PMR-диск. Если в стандартных PMR-дисках имеется только одна система трансляции (физическая адресация сектор — трек — головка в логическую адресацию LBA), то у SMR-дисков систем трансляции две. Это классический транслятор «сектор — трек -головка в LBA» и новый транслятор «сектор — трек — головка в ленте», причем оба этих транслятора взаимосвязаны. Потеря любого из них приведет к полной потере данных (на этом, кстати, построены технологии «быстрого стирания» SMR-дисков — обнуляем один из трансляторов и все, данных нет). Восстановление будет возможно лишь в том случае, если получится восстановить утерянный транслятор. Это уже задача для компаний по восстановлению информации, на текущий момент — достаточно сложная и дорогостоящая.

Кроме того, не стоит забывать и про шифрование. Оно уже давно и прочно обосновалось в устройствах хранения информации — ну а в SMR-дисках его использование время от времени преподносит пользователям своеобразные и далеко не всегда приятные сюрпризы.

Третья особенность SMR-дисков — TRIM. Гораздо проще и быстрее не перестраивать структуру лент, если это не требуется, а менять транслятор: удалили данные — ленты помечаются как пустые, и, соответственно, при запросе данных возвращают заполненные нулями сектора. Это, с одной стороны, удобно. А с другой — даже простой логический заказ (удаленные данные) после отработки TRIM может оказаться уже сложным, с необходимостью поднимать транслятор диска и извлекать данные из помеченных как очищенные лент. Поэтому прежде чем удалять информацию с SMR-диска — убедитесь, что эти данные вам больше не нужны. Иначе можно серьезно пострадать.

И как все это использовать?

Вполне закономерный вопрос, между прочим. Если вы дочитали до этого места, то уже поняли: SMR-диски очевидно лучше использовать под определенные задачи — по крайней мере, пока технология не обкатается и не будут решены описанные выше сложности. Ведь не спроста производители вдруг начали делить диски по типу использования: Survellance (для систем видеонаблюдения, то есть — для непрерывной потоковой записи), NAS (для дисковых массивов, то есть — для постоянной случайной записи и чтения), Gaming (для игр, то есть — для быстрого чтения больших объемов данных и предчтения их в буфер), Computing (для обычных персональных компьютеров, то есть — для стандартного повседневного использования).

Выбирая диск, обращайте внимание на его назначение, и покупайте именно такой, который максимально отвечает планируемому его использованию. Микропрограммы и физическая организация дисков могут оказаться (и обычно оказываются) оптимизированы под целевое использование, и диск для систем видеонаблюдения может оказаться совсем не подходящим для использования в бытовом компьютере.

В целом можно констатировать, что на текущий момент наиболее оптимально использовать SMR-диски в задачах, где производится последовательная запись и стирание данных — особенно больших объемов. С такими задачами в силу механизмов функционирования эти диски будут справляться намного лучше и быстрее PMR-дисков. Например, диски в системах видеонаблюдения, архивирования данных (системы резервного копирования, которые записывают резервную копию в виде одного файла), внешние накопители для хранения информации, и т.п. SMR-диски нежелательно использовать под установку операционной системы, под работу ПО (особенно, связанную с многочисленными постоянными переносами данных — например, в системах видеомонтажа или верстки документов типографского качества) и пр. Для этих задач мы рекомендуем или SSD, или HDD в традиционном PMR-исполнении.



Мы принимаем к оплате | We accept payments


Мы стажировались и работали в странах | We worked or practiced in following countries