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PMR硬盘的终曲将至 未来是固态的天下

2023-06-16 10:00 作者:智趣东西  | 我要投稿

固态硬盘现在已经是电脑的标配之一了,机械硬盘的角色也发生了决定性的变化——它们现在已经转过身,变成了纯粹的“仓库”,只负责保存数据,例如电影、音乐、文件资料等等。不过,因为迫切需要增加容量,硬盘的技术也开始向SMR倾斜,现在最新的消息是,PMR将止步24TB容量(详见:《华为重申:新品手机目前仍只有4G(今日热点速览)》),未来大容量硬盘将是SMR的天下——与之对比,便宜又大碗、主打存储的廉价超大容量固态也要来了。


对于机械硬盘而言现在最重要的是继续扩大容量,毕竟在速度上无论如何也赶不上固态的车尾灯了,所以厂商就必须想尽办法提高硬盘容量。方法无外乎三种,第一是增加磁盘碟片的数量,第二是增加磁盘碟片面积,第三是增加每个磁盘上存储数据的密度。前两种方法几乎已经被堵死了,毕竟无论是3.5英寸还是2.5英寸的规格,都已经定型再无可能更改。现在只剩一条路可走了——想尽办法提高每个磁盘的存储密度。


PMR技术是什么

数据储存的需求一直持续增加,不管是直接、间接的储存行为都是造就海量数据的主要原因,早期硬盘发展由诺大体积缩小到5.25英寸、3.5英寸,之后逐步发展成3.5英寸、2.5英寸为主流硬盘规格(仅限机械硬盘)。之后硬盘容量提升方式不外乎就是在有限空间中提高数据密度、增加可用面积,所以增加盘片数就成了其中很重要的方式,PMR因此自2007年之后就成了硬盘很重要的基础技术。


PMR也称为传统磁记录(CMR),通过将代表数据位的磁性元素的磁极与磁盘表面垂直对齐来工作。磁道并排写入,不重叠。由于写入磁头通常大于读取磁头,因此HDD制造商会尽量缩小写入磁头的大小。由于PMR垂直式记录磁盘内,摆放磁粒的小格竖起来了,占用的空间变小了,所以相同的面积,单盘容量有了巨大的提升,达到了每平方英寸1108GB。


做到PMR这一步,严格意义上说已经非常困难了。但是,面对这数据存储需求的巨大鸿沟,仅仅是PMR依旧不够,所以在PMR基础上SMR诞生了。

SMR技术的由来

SMR是PMR的延伸,可提供更高的面密度。 SMR不会将每个磁道重叠写入,而是将每个新磁道与之前写入磁道的一部分重叠,非常像屋顶的瓦片。通过重叠磁道,写入磁头会变得更薄,从而增加面密度。这样一来,采用SMR技术的硬盘容量非常容易做得更大,毕竟在同等单位面积下“挤”出了新的存储空间。


实际上SMR的磁场摆放方式仍是采用PMR(垂直磁纪录)将磁场垂直摆放,只是透过磁道重迭增加容量。因此为了避免与SMR混淆,业界于是将原先传统磁道不会重迭的PMR改称为CMR (Conventional Magnetic Recording / 传统式磁纪录)技术。本质上,PMR就是CMR,只不过名称换了而已。


当采用SMR技术的硬盘上循序写入新数据时,这些如瓦片般堆栈的磁道仍可正常读取,并不影响读取性能。但是,一旦已写入的数据要修改或覆写时,写入磁头并不会直接在既有的磁道上进行磁录,以避免毁损相邻的磁道,编辑后的数据会先在磁盘上的空白处写入,原先旧数据的磁道会暂时维持不动,等到硬盘闲置时才会进行重新整理的机制,将原先磁道上的旧数据自动清除,并重新成为可用空间以供新数据写入。


因此,SMR硬盘的空闲时间就显得相当重要。如果SMR硬盘长时间进行密集的写任务,则会没有足够的空闲时间来重新整理磁道,暂时不动的既有数据磁道数量会越来越多。这就导致SMR硬盘必须一边写入新数据,一边重新整理旧磁道,进而对读写效能造成某种程度的影响。为了增加读写性能,往往配备相当大的缓存——因此当你看到很多硬盘都是128MB、256MB的缓存,就明白它是什么了。


显然,在频繁读写的使用需求下,SMR硬盘绝对不是一个好的选择。但是,在需要读远大于写的使用环境下,SMR硬盘便宜又大碗的特性倒是十分适宜。所以,我们必须要以自身使用需求出发,这才是最重要的。

容量分水岭水涨船高了

五年后,固态和机械硬盘的容量分水岭将很有可能以10TB为单位,30TB以上还是机械硬盘的天下, 30TB以下极有可能就是固态硬盘的天下了——最近就有消息爆料,某造已经根据协议拿到了232层长江存储的降级颗粒,目前正在处于工厂试产阶段。试产的产品规格是7.68TB、13.97TB SATA接口固态硬盘(对标8TB、16TB机械硬盘)。显然这是单纯为了存储而生的,顶替机械硬盘在即!除了超大碗的容量,最惊讶的其实是它的价格:前者1299元、后者1899元。


你,动心了吗?


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