Technologie magnetického záznamu na bázi šindelů (SMR)
Technologie magnetického záznamu na bázi šindelů (Shingled Magnetic Recording, SMR) je novější metoda záznamu dat na hard disky. SMR zvyšuje kapacitu disku tím, že částečně překrývá magnetické stopy - podobně jako šindele na střeše, odtud název. Na druhé straně, konvenční magnetický záznam (Conventional Magnetic Recording, CMR), také známý jako Perpendicular Magnetic Recording (PMR), zapisuje data do samostatných stop, které se navzájem nepřekrývají.
Výhody disků se šindelovým zápisem SMR
- Vyšší kapacita ukládání: SMR disky mohou poskytnout větší kapacitu ukládání dat ve srovnání s konvenčními magnetickými disky (CMR). Je to důsledek překrývání stop, což umožňuje zapisování dat na mnohem menším prostoru. To umožňuje výrobcům produkovat disky s vyšší kapacitou bez nutnosti zvyšování fyzické velikosti disku.
- Efektivita nákladů na gigabajt: Díky schopnosti uložit více dat na stejnou fyzickou plochu mohou SMR disky nabídnout lepší efektivitu nákladů na gigabajt v porovnání s CMR disky. To může být přínosné pro uživatele s vysokými nároky na ukládání dat, kde náklady na ukládání mohou být významnou položkou rozpočtu.
- Menší energetické nároky: Vzhledem k tomu, že SMR disky mohou ukládat více dat na menší ploše, mohou také spotřebovávat méně energie na gigabajt dat než CMR disky. To může přinést úspory energie, což je důležité jak z hlediska nákladů, tak z hlediska environmentálního dopadu.
- Optimalizace pro specifické aplikace: SMR disky jsou optimalizovány pro určité typy aplikací, zejména pro ty, které vyžadují vysokou kapacitu ukládání dat a nízkou frekvenci změn dat. Příklady zahrnují archivaci dat, zálohování a aplikace typu "write once, read many" (WORM).
Chcete vědět víc? Který disk používá SMR a který CMR?
Nevýhody disků se šindelovým zápisem SMR
- Nižší rychlost zápisu: Vzhledem k tomu, že SMR disky ukládají data překrýváním stop, musí být data v sousedních stopách přečtena a znovu zapsána při každém zápisu nových dat. To může vést k nižší rychlosti zápisu ve srovnání s CMR disky, zejména v situacích, kde jsou data často měněna nebo aktualizována.
- Komplikace při obnově dat: Kvůli překrývání stop na SMR disku může být obnova dat z disku s tímto typem zápisu obtížnější. Pokud je jedna stopa poškozena, může dojít k ovlivnění schopnosti číst nebo obnovit data z dalších překrývajících se stop.
- Nekonzistentní výkon: SMR disky mohou mít nekonzistentní výkon v závislosti na způsobu použití. Pokud je disk naplněn až na svůj limit, výkon zápisu obvykle výrazně klesá. To je způsobeno tím, že jakmile je disk plný, musí disk přečíst a znovu zapsat více dat při každém zápisu nových dat.
- Nedostatek kompatibility s některými systémy: Ne všechny operační systémy nebo aplikace jsou navrženy tak, aby efektivně pracovaly s SMR disky. To může znamenat, že uživatelé mohou muset aktualizovat svůj software nebo hardware, aby mohli plně využívat výhody SMR.
Pro jaké účely je SMR vhodné a pro jaké naopak nevhodné
SMR disky jsou obzvláště vhodné pro aplikace, kde je důležitá velká kapacita ukládání a kde se data často neupravují, například pro archivaci dat nebo pro úložiště typu "write once, read many" (WORM).
Na druhou stranu, SMR disky nejsou ideální pro použití, které vyžaduje časté změny dat nebo vysokou rychlost zápisu, jako jsou například databáze nebo úložiště s vysokou frekvencí transakcí.
SMR vs. CMR v kontextu obnovy dat
Z hlediska náročnosti a prognóz obnovy dat může být SMR méně výhodné než CMR. Kvůli překrývání stop v SMR může být obtížnější (a v některých případech nemožné) obnovit data z poškozených nebo vymazaných datových stop. Stejně tak může být komplikovanější zachránit data z disku s CMR záznamem, který vykazuje vadné sektory nebo URE.
Unrecoverable Read Error (URE): URE se vyskytuje, když se úložné zařízení (jako je hard disk) pokusí přečíst data, ale z nějakého důvodu to nedokáže. Toto může být způsobeno řadou faktorů, včetně fyzického poškození disku, chyb v softwaru nebo problémů s firmwarem disku. URE je v podstatě situace, kdy disk hlásí, že nemůže úspěšně přečíst data, která by měla být dostupná.
Bad Block (Vadný blok/sektor): Bad block nebo vadný sektor je oblast na úložném zařízení, která je poškozená a nelze na ni zapisovat ani z ní číst data. Tento stav může být způsoben fyzickým opotřebením nebo poškozením, například poškozením substrátu datové plotny disku. Většina moderních úložných zařízení má vestavěné mechanismy pro detekci vadných bloků a jejich "vyřazování" z použití.
Profesionální obnova dat z havarovaného šindelového (SMR - Shingled Magnetic Recording) pevného disku je výrazně komplikovanější a technicky náročnější proces než u starších konvenčních CMR (Conventional Magnetic Recording) disků. Důvodem jsou zásadní odlišnosti v způsobu ukládání dat na fyzických plotnách u těchto dvou technologií.
U klasických CMR disků jsou magnetické stopy na plotnách zapisovány odděleně vedle sebe bez překrývání. V případě potřeby je možné přistupovat ke každé stopě individuálně a číst z ní data. To profesionální obnově dat z CMR disků velmi napomáhá. Pokud je poškozená pouze malá část ploten, mohou být nepoškozené stopy přečteny a data z nich získána běžnými prostředky.
Naproti tomu šindelové SMR disky pro zvýšení kapacity ploten zapisují magnetické stopy s částečným překrytím - v podobě střešních šindelů. To umožňuje vtěsnat na plotny více dat. Ovšem každá nová stopa částečně přepisuje stopy předchozí. Důsledkem je, že k úplnému přečtení jedné stopy už není možné přistupovat individuálně, ale je nutné zpracovávat několik po sobě navazujících stop najednou ve správném pořadí, jak byly zapisovány. Pokud je totiž poškozená jediná stopa uprostřed svazku, není už možné přečíst ani stopy před ní, ani za ní.
Proces obnovy dat z poškozeného SMR disku se tak výrazně komplikuje. Profesionální data recovery firmy musí využívat speciální pokročilé techniky, jako je např. magnetická zobrazovací technologie. Ta dokáže celé plotny disku přenést do digitálního obrazu na úrovni jednotlivých magnetických domén. Až poté je možné z naklonovaných a složených obrazů ploten pokusy dekódovat a složit pohromadě přečtené fragmenty dat ve správném pořadí.
Dalším významným specifikem SMR disků je jejich fungování s přechodnou vyrovnávací CMR zónou. Díky ní mohou být rychle prováděny menší zápisy typické při běžném používání. Kapacita CMR zóny je však omezená (typicky 10-30GB). Po jejím zaplnění disk spustí proces pomalého přesouvání dat ze zóny na vlastní šindelové stopy ploten. Při havárii disku během tohoto přesouvání může docházet k nekonzistencím a chybám v datech. Jejich oprava je mimořádně složitá.
Kompletní obnova dat z havarovaného šindelového SMR disku tak vyžaduje perfektní znalost konkrétního modelu a jeho funkčních vlastností, použití špičkových technologií a zkušené kvalifikované specialisty. V porovnání s CMR disky je celý proces značně zdlouhavější, pracnější a dražší. To jsou okolnosti, které je třeba mít na paměti při používání SMR disků pro ukládání důležitých dat.
