In de eenvoudigste bewoordingen is Shingled Magnetic Recording (SMR) een nieuwe harde-schijftechnologie waarmee de tracks op een plaat op elkaar kunnen worden gestapeld, net als dakshingles op een huis, om de dichtheid van de platen of tracks per inch ( TPI). De huidige technologie, Perpendicular Magnetic Recording (PMR), maakt gebruik van een parallelle baanlay-out. Door TPI te verhogen met SMR-technologie en de ruimte tussen tracks te verkleinen, biedt SMR een enorm potentieel voor algemene capaciteitswinsten op de harde schijf. Het eindproduct ziet er fysiek uit en voelt aan als een standaard PMR-schijf, met een hogere capaciteit in dezelfde fysieke voetafdruk. De architectuurwijziging betekent echter dat de gebruikerservaring vanuit een prestatieperspectief dramatisch anders zal zijn.
In de eenvoudigste bewoordingen is Shingled Magnetic Recording (SMR) een nieuwe harde-schijftechnologie waarmee de tracks op een plaat op elkaar kunnen worden gestapeld, net als dakshingles op een huis, om de dichtheid van de platen of tracks per inch ( TPI). De huidige technologie, Perpendicular Magnetic Recording (PMR), maakt gebruik van een parallelle baanlay-out. Door TPI te verhogen met SMR-technologie en de ruimte tussen tracks te verkleinen, biedt SMR een enorm potentieel voor algemene capaciteitswinsten op de harde schijf. Het eindproduct ziet er fysiek uit en voelt aan als een standaard PMR-schijf, met een hogere capaciteit in dezelfde fysieke voetafdruk. De architectuurwijziging betekent echter dat de gebruikerservaring vanuit een prestatieperspectief dramatisch anders zal zijn.
Het probleem met PMR-schaalbaarheid
Ingenieurs ondervinden problemen bij het schalen van de schijfcapaciteit met behulp van PMR vanwege fysieke beperkingen die inherent zijn aan het huidige opnameproces. Naarmate de oppervlaktedichtheid op een schijf wordt vergroot, neemt de grootte van een bit op de media af. Om voldoende signaal-ruisverhouding (SNR) te behouden om te kunnen lezen, moeten fabrikanten de korrelgrootte op de media verkleinen. Dat zorgt er op zijn beurt voor dat de energiebarrière voor het omdraaien van het bit afneemt, aangezien het volume van het materiaal dat het bit vasthoudt, afneemt. Een lage energiebarrière betekent dat de thermische energie van de omgeving de bit eerder omdraait, waardoor de gegevensintegriteit afneemt.
Om de energiebarrière te versterken, moet de coërciviteit van het materiaal worden verhoogd om het risico van omgedraaide magnetisatie te verminderen. Dit is echter een probleem omdat fabrikanten proberen de grootte van de schrijfkop te verkleinen om meer tracks op een schijf mogelijk te maken. Een kleinere schrijfkop betekent een kleiner schrijfveld en de industrie bevindt zich op het punt waarop het kleinere schrijfveld onvoldoende wordt om de magnetisatie op de media te veranderen, waardoor schrijven wordt voorkomen.
De impact van SMR
SMR lost dit probleem op door de schrijver niet naar beneden te schalen, in feite is de schrijverkop opzettelijk groter in een SMR-drive. De grotere schrijver betekent dat het de media effectiever kan magnetiseren (schrijven) zonder afbreuk te doen aan de leesbaarheid of stabiliteit (retentie).
Een visualisatie van hoe PMR en SMR verschillen, is nuttig om zowel de uitdagingen als de voordelen van SMR-technologie te begrijpen. Zoals opgemerkt, worden PMR-tracks parallel rond het oppervlak van de media gelegd, zoals hieronder te zien is.
Met SMR is het gemakkelijk te zien waar de schrijfbreedte geen probleem is, en hoe een smallere leeskop in de loop van de tijd de capaciteit kan verbeteren, zodat de capaciteitswinst alleen wordt beperkt door de mogelijkheid om de lezer te verkleinen en korrelgroottes.
Uitdagingen met SMR
Het is duidelijk dat met de SMR-lay-out een nieuw probleem wordt geïntroduceerd. De schrijfkop is breder dan een enkel spoor, wat betekent dat wanneer gegevens naar een SMR-harde schijf worden geschreven, de gegevens sequentieel moeten worden geschreven, zodat de schrijver geen gegevens op de overlappende sporen vernietigt.
Natuurlijk zijn veel besturingssystemen en bestandssystemen niet gewend om beperkt te zijn tot het achtereenvolgens schrijven naar harde schijven. Als gevolg hiervan moet een beheer- of vertaallaag worden gemaakt om willekeurige schrijfbewerkingen te verwerken en om te zetten in sequentiële schrijfbewerkingen.
Waar deze laag zich bevindt en hoe deze metadata beheert, is een nieuw probleem dat in detail zal worden besproken door methodologieën van SMR-gegevensbeheer te onderzoeken. Deze omvatten drie kernmethoden; Drive Managed, Host Aware en Host Managed.
Onze beoordelingen van SMR-producten:
