SMR utiliza un sistema de mapeo para LBA que desean escribirse aleatoriamente para escribirlos solo secuencialmente. Al igual que la capa de traducción flash (FTL) de SSD, las unidades de disco duro SMR utilizan lo que a veces se denomina capa de traducción (STL) SMR (o Shingle), que es un concepto similar. Con SMR, sin embargo, se puede ganar mucho más si se informa al host de la tecnología SMR subyacente. La industria se encuentra en las etapas finales del proceso de estandarización para SMR con ZBC (Zoned Block Commands) como estándar para SAS y ZAC (Zoned ATA Commands) como estándar para SATA. Estos estándares definen un Dispositivo de Bloque Zonal en el que el espacio LBA se divide en Zonas independientes. Dentro de cada zona, las escrituras deben ser secuenciales. Para sobrescribir datos, primero es necesario restablecer la zona, similar a un bloque de borrado en un SSD. Lo que sucede cuando se envían escrituras no secuenciales a una zona varía según el tipo de implementación de SMR.
SMR utiliza un sistema de mapeo para LBA que desean escribirse aleatoriamente para escribirlos solo secuencialmente. Al igual que la capa de traducción flash (FTL) de SSD, las unidades de disco duro SMR utilizan lo que a veces se denomina capa de traducción (STL) SMR (o Shingle), que es un concepto similar. Con SMR, sin embargo, se puede ganar mucho más si se informa al host de la tecnología SMR subyacente. La industria se encuentra en las etapas finales del proceso de estandarización para SMR con ZBC (Zoned Block Commands) como estándar para SAS y ZAC (Zoned ATA Commands) como estándar para SATA. Estos estándares definen un Dispositivo de Bloque Zonal en el que el espacio LBA se divide en Zonas independientes. Dentro de cada zona, las escrituras deben ser secuenciales. Para sobrescribir datos, primero es necesario restablecer la zona, similar a un bloque de borrado en un SSD. Lo que sucede cuando se envían escrituras no secuenciales a una zona varía según el tipo de implementación de SMR.
Hay tres categorías en las que se incluyen las unidades SMR, o más exactamente, tres tipos de unidades de administración que los proveedores pueden emplear. Cada uno tiene su propio conjunto de ventajas y desventajas.
Unidad gestionada
El primer tipo se conoce como manejado por unidad, también conocido como transparente. En pocas palabras, la unidad SMR gestiona todas las solicitudes del host, como un HDD tradicional actual. Drive Managed tiene la ventaja de no necesitar un host que sea compatible con SMR, los SMR Drive Managed son compatibles con casi todo, lo que los hace más fáciles de implementar. La naturaleza dividida en zonas del SMR HDD subyacente está completamente oculta para el host. Este es el tipo de administración de SMR que esperamos ver generalmente disponible en el lanzamiento inicial del mercado de consumo, ya que no hay sistemas operativos o sistemas de archivos disponibles comercialmente que admitan unidades SMR al momento de escribir este artículo. Sin embargo, a medida que se realicen más pruebas y la tecnología SMR se generalice, veremos SO y pilas de software ampliamente disponibles que admiten SMR.
La desventaja de manejar la unidad es que el rendimiento es impredecible, ya que la unidad maneja sus procesos en segundo plano cuando es necesario, independientemente de las solicitudes de E/S. Además, dado que las escrituras aleatorias entrantes no se fusionan en escrituras secuenciales en el lado del host, la unidad está bajo mayor presión y, por lo tanto, tiene un rendimiento más bajo en cargas de trabajo sostenidas que si el host fuera consciente de SMR. Las unidades SMR administradas por unidades hacen frente a estas deficiencias aprovechando una especie de "zona de aterrizaje", donde las escrituras aleatorias se pueden administrar antes de escribirlas en el disco. Sin embargo, las formas de incorporar este espacio en las unidades SMR pueden variar ampliamente, lo que lleva a perfiles de rendimiento significativamente diferentes según el mercado objetivo de cada unidad y fabricante.
Host gestionado
El siguiente tipo de gestión se conoce como gestión de host. Con este tipo de administración, el host usa comandos e información de zona para optimizar el comportamiento de la unidad SMR mediante la administración de E/S para garantizar que las escrituras siempre sean secuenciales dentro de una zona. Si un host envía una escritura no secuencial dentro de una zona, la unidad la rechazará y devolverá un error. Esto le da a la unidad un rendimiento más predecible y es más probable que se vea inicialmente en aplicaciones empresariales y de hiperescala.
La desventaja de la administración de host es que las unidades SMR no son compatibles con los sistemas de host (HBA, controladores de dispositivos, sistemas de archivos, bases de datos, etc.) que no son compatibles con SMR. Eso significa que los sistemas de archivos deben adaptarse para admitir unidades SMR. Esto está ocurriendo, primero en el espacio de hiperescala donde los jugadores más grandes del mundo tienen la capacidad de modificar sus pilas de almacenamiento para dar cuenta de SMR, y ahora también en el espacio de código abierto convencional. El mantenedor de xfs, Dave Chinner, publicó un documento que describe las optimizaciones de SMR para xfs durante la conferencia Linux Vault en Boston a principios de marzo. En el mismo evento, Hannes Rienecke de Suse presentó un mecanismo de almacenamiento en caché de zona que puede permitir que los sistemas de archivos actuales funcionen con unidades SMR administradas por host. Es probable que estas inversiones, junto con el apetito por la capacidad, alienten a otros a adoptar las nuevas soluciones de código abierto y buscar modificaciones en sus sistemas para admitir unidades SMR.
Anfitrión consciente
El último tipo de gestión se conoce como host-aware. En pocas palabras, Host Aware es una combinación de los dos tipos de gestión anteriores. La unidad SMR se autogestiona, pero también implementa los nuevos estándares ZBC/ZAC y permite que el host utilice el nuevo conjunto de comandos para optimizar el comportamiento de la unidad. En este caso, si la unidad recibe una escritura no secuencial del host, aceptará la solicitud, pero el rendimiento de la solicitud puede ser impredecible. Host Aware tiene la ventaja de ser compatible con versiones anteriores y le da cierto control al host. Es probable que el reconocimiento del host sea el modelo elegido para la mayoría de los clientes y los sistemas empresariales tradicionales, y se hará cargo de todas las implementaciones administradas por unidades, mientras que la administración del host comienza a aparecer como la opción para las soluciones modernas de almacenamiento distribuido.
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