So stellen Sie fest, ob eine Festplatte die SMR-Technologie verwendet

In den letzten Monaten sind viele Materialien aufgetaucht, bei denen Hersteller die Verwendung von SMR-Technologie in ihren Geräten verbergen. Nachrichten von Festplattenkäufern , die Hersteller und dergleichen verklagen .



Tatsache ist, dass solche Geräte aufgrund der Art der Technologie für viele Anwendungsfälle, in denen Festplatten ihre Anwendung finden, schlecht geeignet sind. Dies drückt sich in einem katastrophalen Produktivitätsrückgang aus.



Um festzustellen, ob die SMR-Technologie auf der im Ladenregal liegenden Festplatte angewendet wird, müssen Sie die Modelllinien und ihre Merkmale kennen, wenn diese Informationen vom Hersteller nicht ausdrücklich angegeben werden. Es scheint keinen anderen Weg zu geben. Es funktioniert nicht mit 100% iger Wahrscheinlichkeit, dies anhand der deklarierten Eigenschaften der Festplatte zu bestimmen.



Wenn die Disc jedoch bereits in Ihre Hände gefallen ist, kann die Bestimmung der Verwendung der SMR-Technologie recht einfach sein. Als nächstes werde ich erklären, wie das geht.



Derzeit werden drei Ansätze zur Implementierung der SMR-Technologie verwendet:

• Drive Managed SMR,
• Host Managed SMR,
• Host Aware SMR.

Die Unterschiede zwischen ihnen sowie die SMR-Technologie im Allgemeinen werden in einem kürzlich auf Habré veröffentlichten Artikel beschrieben .





Mit Host Managed SMR und Host Aware SMR im "echten Leben" werden Sie höchstwahrscheinlich nicht auf etwas stoßen. Diese Modifikationen sind nicht zum Verkauf verfügbar oder werden in begrenzten Mengen und nur auf Anfrage geliefert. In einer normalen Situation hat ein Benutzer außerhalb des Unternehmens nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit, auf solche Festplatten zu stoßen.



Daher werden wir weiter nur auf Drive Managed SMR-Festplatten eingehen. Dies ist genau die Art von Disc, die Sie im Geschäft kaufen können, ohne zu wissen, dass SMR verwendet wird.

Eine schnelle Möglichkeit, die Verwendung von SMR in Festplatten anhand von Informationen zu Anbieterfamilien zu bestimmen

Wenn alle Festplattenhersteller diesbezüglich den Standard einhalten würden, könnte die Antwort auf die Frage der Verwendung von SMR für ein bestimmtes Gerät sehr leicht erhalten werden. Es würde ausreichen, den Status des entsprechenden Bits im Pass des Laufwerks zu überprüfen:







Heute geben jedoch nur Toshiba SATA-Laufwerke offiziell im Pass an, dass es sich um SMR handelt. Hierzu stellt der ATA-Standard die entsprechenden Bits in den Daten des Befehls Identify Device bereit. Alle anderen Hersteller ignorieren den Standard.



Die derzeit einzige mir bekannte Methode zur "sofortigen" Bestimmung der Verwendung von SMR basiert auf der Kenntnis der Besonderheiten von Anbieterfamilien und der Bestimmung der Zugehörigkeit einer Festplatte zu einer bestimmten Familie. Dieser Ansatz verwendet R.tester, wenn das entsprechende Flag gesetzt ist:

Ermitteln der Verwendung von Festplattenkacheln durch Testen

Es ist leicht festzustellen, ob eine Festplatte über SMR-Technologie verfügt, indem die in den Lese- / Schreibtestergebnissen enthaltenen Merkmale berücksichtigt werden. Dazu später mehr.

Lesetest

Wenn die Festplatte teilweise mit Daten belegt ist oder leer ist, sehen Sie im Lesetestdiagramm ein Bild, das nur für Modelle mit SMR typisch ist. Die Firmware „weiß“, dass nichts in den vom Programm angeforderten Sektor geschrieben wurde, und gibt Nullen aus, ohne von der Oberfläche zu lesen. Daher dieser Sprung in der Lesegeschwindigkeit oder nur eine phänomenale Geschwindigkeit, wenn die Platte leer ist:







Um Zeit zu sparen, kann das einfache lineare Lesen durch das springende Lesen ersetzt werden. In diesem Fall wird jeder nächste Block ab der Adresse gelesen, die die Adresse des vorherigen Lesens um die Sprunglänge überschreitet.



Das obige Diagramm spiegelt nur die Ergebnisse eines solchen Tests wider.

Test schreiben

Der naheliegendste Weg, um die Verwendung der SMR-Technologie zu demonstrieren, besteht darin, einen Aufnahmemodus auszuwählen, in dem sich der Cache so schnell wie möglich füllt und dessen Zerlegung in Bänder einen hohen Arbeitsaufwand für die Firmware erfordert.



Ich gehe davon aus, dass es sich bei den meisten SMR-Festplattenmodellen und den gängigsten Verbindungsmethoden um ein zufälliges Schreiben von Blöcken mit einer Größe von 2048 Sektoren handelt. Das Ersetzen eines zufälligen Datensatzes durch einen Datensatz gemäß einer Regel, nach der nacheinander geschriebene Blöcke in verschiedene Bänder fallen, erleichtert das Schicksal der Platte nicht wesentlich.



Ich habe die lineare Sprungnotation als Haupttestalgorithmus gewählt. Es ähnelt dem Lesen, wobei jeder nachfolgende Block an eine Adresse geschrieben wird, die die Adresse des vorherigen Datensatzes um die Länge des Sprungs überschreitet.



Ich halte die Grafik mit den Ergebnissen eines solchen Tests für am anschaulichsten. In der Tat ist bei der Anzeige der Abhängigkeit von der LBA die Adressachse auch die Zeitachse, wenn auch in einer nichtlinearen Skala.



Die Längen der Sprünge wurden so gewählt, dass ein bis fünf Blöcke in jedes Band fallen würden. Die empfohlene Standardbandgröße beträgt 524288 Blöcke. Hersteller ignorieren diese Empfehlung häufig, aber Sie können sie als Richtlinie für die grobe Bestimmung der Sprunglänge verwenden.



Die Datenmenge, die aufgezeichnet werden muss, damit sich SMR in seiner ganzen Pracht manifestiert, hängt vom Design der Festplatte und der Implementierung ihrer Firmware ab. Und auch von der Festplattenfülle und dem Vorhandensein von nicht gestreiften Daten im Cache, die in der vorherigen Zeit empfangen wurden. Und es kann sich buchstäblich um Größenordnungen unterscheiden. Eine Festplatte weist nach dem Schreiben von 3 GB einen dramatischen Leistungsabfall auf, die andere benötigt 300 GB.



Die resultierenden Grafiken können sich selbst für eine bestimmte Disc-Instanz erheblich unterscheiden, abhängig von verschiedenen scheinbar unbedeutenden Details. Beispielsweise kann das Ausmaß der Einrückung von Null LBA vor dem Beginn der Aufzeichnung stark beeinflusst werden.



Ganz zu schweigen von den Auswirkungen der Cache-Fülle, der Festplattenverteilung und der Unterschiede zwischen verschiedenen Herstellern und Modellen.



Hier haben sich beispielsweise die Testparameter nicht geändert, die Festplatte ist dieselbe. Jeder Start ist ein neues Bild. Darüber hinaus hatte die Festplatte zwischen den Starts jedes Mal genügend Zeit, um Hintergrundprozesse abzuschließen:















Und dies ist eine funktionierende Festplatte. Das Gesamtaufzeichnungsvolumen während des gesamten Satzes von Tests aus dem Skript betrug nur 30 Gigabyte!



Daher ist es nicht sinnvoll, sich die Parameter bestimmter Tests zu merken und die Formen der Diagramme zu vergleichen, um die Anwendung von SMR zu bestimmen. Es reicht aus, eine Vorstellung vom allgemeinen Bild zu haben, das qualitativ für alle SMR-Festplatten, auf die ich als Subjekt gestoßen bin, ungefähr gleich aussieht.



Hier ist eine weitere, die die Präsentation ergänzt. Ein anderes Plattenmodell, wieder die gleichen Testparameter:















Und jetzt verschiedene Parameter:















In den obigen Grafiken ist leicht zu erkennen, welche Merkmale zeigen, dass das Laufwerk SMR verwendet. Besonders wenn Sie wissen, dass die Ergebnisse ähnlicher Tests für Nicht-SMR-Geräte ungefähr so ​​aussehen:











Die Geschwindigkeit sinkt leicht, wenn der LBA zunimmt.



Oben sind die Diagramme der Schreibgeschwindigkeit aufgeführt, da dieser Parameter für ein breites Publikum verständlicher ist. Beispiele für Zugriffszeitdiagramme unter dem Spoiler, wen interessiert das? Es gibt auch ein charakteristisches Bild und es ist noch ausgeprägter.

Lesetest unmittelbar nach dem Schreibtest

Stellen Sie sich dies als eine andere Möglichkeit vor, die Verwendung von SMR zu bestimmen. Vergleichen Sie die Diagramme der Lesetests, die während der Ausführung eines Testskripts erhalten wurden. Einer vor dem Schreiben (es wurde auch im Abschnitt "Lesetest" angegeben), der andere danach. Die Testparameter sind gleich.

Weitere Informationen

Mein Kollege hat ein Video über das Design von SMR-Festplatten und die Besonderheiten ihrer Arbeit gemacht . Es stellte sich als ziemlich ungeschickt heraus, aber es wurde entschieden, dass es besser war, es jetzt in dieser Form zu veröffentlichen als in einer verbesserten in sehr ferner Zukunft.



Wenn Sie an Testdetails, Werten bestimmter Parameter, vollständigen Ergebnissätzen interessiert sind - schreiben Sie, ich werde es veröffentlichen. Ich habe diese Informationen nicht im Artikel veröffentlicht, da das Ziel darin bestand, eine qualitative Vorstellung von dem Bild zu vermitteln, nachdem ich es kurz und bündig gemacht hatte.