SSD伪装HDD？西数SMR硬盘测速成绩解读
前一段时间有PCEVA论坛网友发帖分享了自己新买的笔记本机械硬盘性能飙车事件。俗话说，事出反常必有妖，2.5寸规格的机械硬盘是如何在HDTune基准中全程跑出250MB/s读取速度的？几乎没有坡度的速度曲线显然不符合机械硬盘的特点。在这个帖子下边的讨论中已经有网友给出了答案：西数WD10SPZX是一张采用了SMR叠瓦磁记录技术的机械硬盘。但肯定还有很多朋友搞不清其中原理，为什么SMR就能跑出这样逆天的高读速？为什么写入测试末段会出现神秘提速？SMR到底有是一个怎样的技术？带着这些问题，请看小编的详细解读。
SMR是什么？
SMR叠瓦磁记录本身已经不是一个新技术了，早在几年前它为进一步提升机械硬盘存储密度而生，是继4K高级格式化之后又一项略微牺牲性能以换取更大容量的举措。现在大家应该都明白，SMR本身不是一个对用户直接有利的技术，所以绝大多数硬盘厂商都不会刻意为SMR技术进行宣传，一些采用了SMR技术的硬盘也被包装成“PMR”硬盘来介绍。
PMR是垂直磁记录的意思，多年前就已经问世，目前它的潜力已经被挖掘殆尽了。而下一代提升存储密度的磁记录新技术主要包括HAMR（热辅助磁记录）和MAMR（微波辅助磁记录）。这里已经出现了很多的名词，想必大家都被搞糊涂了。我来帮大家简单认识一下它们的关系：
简单来说，现在的SMR也是PMR的一种，是在2007年左右垂直磁记录技术基础上做的改进。为了区分SMR与非SMR盘，就有人提出了CMR传统磁记录这个词汇，不过CMR并不被很多机械硬盘制造商所接受，它们依然使用PMR来称呼SMR的硬盘，其中就包括本文开头提到的西数WD10SPZX。
为什么SMR还能跑出妖艳的读速：
大家都知道SMR是会损害性能的，为什么WD10SPZX还能在HDTune中全程以250MB/s的读取速度完成测试？答案是它已经向固态硬盘学到了一招：FTL闪存转换层。只不过SMR硬盘里并没有闪存，它提供的是SMR与CMR混合机制，即外圈的一部分区域按照传统CMR的方式使用来确保高性能，其余绝大多数存储区域则是SMR模式工作以扩增存储容量。但是硬盘对外还是一个整体的形象，这就需要“磁盘转换层”来统一寻址和分配管理。
磁盘转换层的好处是，SMR硬盘可以把经常访问的热数据存储到容量较小但性能更高的CMR区域，对这些热数据的读写就会和过去传统硬盘一样高效。而其他冷态数据则保持在SMR的大仓库中沉淀下来。
正因为有了“磁盘转换层”的存在，硬盘的主控现在能够知道盘内哪些位置是空的没有数据的，哪些位置是经常访问的热数据。HDTune读取基准测试是直接对盘内一定量位置进行采样测试，主控一旦发现这些逻辑地址的数据内容是空的，就可以不必读取而直接返回零——恰如固态硬盘现在所做的一样。因为没有产生磁头大量实际读取，所以空盘条件下无论怎么测，WD10SPZX的读取速度始终是在跑主控测试，输出满速的带宽（主控可能只支持到SATA2.0，所以顺序读取速度封顶到257MB/s左右）。
如果想测试SMR机械硬盘真实的顺序读取速度，应该和固态硬盘测试一样首先把盘填满，然后再测读取速度。当然SMR盘的情况会比SSD更复杂，磁盘转化层的效率会随着数据碎片化程度的增长而下降。
为什么SMR的盘缓存都比较大？
有不少朋友都问到，SMR的盘缓存容量看起来很大，但并没有带来“更高级的”性能。配这样大的缓存，纯粹是为了给用户一点点的补偿吗？
看过性能向左，容量向右：机械硬盘发展及前景展望一文的朋友应该会明白，SMR的叠瓦磁记录机制导致了写入放大：由于磁道太窄，写入磁头不能直接对单一磁道写入。这就需要在写入前先将附近磁道的信息一并读取到硬盘的DRAM缓存当中，在缓存内进行修改，然后将多个磁道合并一次性写入。简单的一次写入操作演变为读取-改写-再写入，产生了类似固态硬盘的“写入放大”现象。SMR需要比普通CMR硬盘更大的缓存，以便提高缓存内修改合并的效率。
为什么写入测试末段会出现神秘提速？
一句话回答：因为那一段测试的是CMR高速区域。CMR区域通常位于外圈位置，并且没有叠瓦磁纪录的诸多限制和影响，所以写入速度可以一跃而升高到最高水平。
搭载有“磁盘转换层”的SMR机械硬盘运作原理跟AMD StoreMI有很多相似之处，只不过这里的高速层只是CMR区域，相比StoreMI中使用的SSD的性能还是逊色了太多。如果大家感兴趣的话可以回顾一下StoreMI的评测：http://bbs.pceva.com.cn/thread-142280-1-1.html
SMR的未来
明后两年随着HAMR和MAMR的推出，为了降低技术难度，硬盘厂商有可能会将SMR从采用HAMR/MAMR技术的硬盘中暂时移除。但从整个发展方向来看，机械硬盘还是更偏重容量，除非写入磁头的体积获得突破性缩小，否则SMR还是会越来越多的应用到机械硬盘当中。
随机写入是SMR硬盘的死穴，但有了“磁盘转换层”的帮助，还是能够将其用于轻负载的系统盘使用。当然最好的使用方式依然是配合固态硬盘，担当好自身仓库盘的职责就可以了。
前排，手里有一块全新的，闲置了一年 本帖最后由 Vayne 于 2018-9-26 19:09 编辑
那刚好问个问题，是不是本盘128M缓存，台盘256M缓存的，基本都是SMR了==
很明显的一点就是老板希捷酷鱼3T64M，现在新版3T256M==
原来如此，终于明白WD10SPZX是何方神圣了 坚决不买SMR的机械盘 感觉SMR这样操作挺龌龊的 现在SMR似乎HDD上用的已经很少了之前希捷归档盘几款还用过SMR 不错不错，很好的文章，受教了！ 原来速度是假的http://www.pceva.com.cn//mobcent//app/data/phiz/default/21.png
现在机械盘居然都想到了“slc缓存” 本帖最后由 sss668800 于 2018-9-26 23:09 编辑
aotclotrr 发表于 2018-9-26 21:02
感觉SMR这样操作挺龌龊的 现在SMR似乎HDD上用的已经很少了之前希捷归档盘几款还用过SMR ...
希捷的在售笔记本hdd，都是smr啊
从500G到5T的，楼上总结的貌似有点道理，都是128M缓存。。。
之前希捷2T 7mm出来很多人还在说希捷smr怎么样怎么样，结果西数的2T 7mm也是这么个鸟玩意。
一年多以前51nb甲壳虫就特地测试，拆解过这款硬盘，当时这个200m/s还当做卖点了，拆解的链接如下：
https://forum.51nb.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1757611&highlight=1t
https://forum.51nb.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1757714&highlight=1t
我还是考虑直接上LTO吧
预计再过几年会直接出40-50T等级的了 这个就和tlc qlc一样，厂商给什么你就只能买什么，那个稳就买哪个吧，性能有ssd顶着，机械只要容量稳定就好。 前几天看到那个帖子确实懵了一下，觉速度曲线像跑缓存的成绩，可缓存才200+的速度也太慢了，现在了解了 性能差不要紧，仓库盘只要价格便宜，安全可靠就行。 现在的2.5寸笔记本硬盘只要缓存128M的，似乎都已经是SMR的了吧？貌似台式机硬盘也是？
个人暂时还不敢买SMR硬盘，一旦重启或者掉电，数据就GG了…… 这个不敢当小白。还是老的稳妥
Apache 发表于 2018-9-27 19:04
这个不敢当小白。还是老的稳妥
很多人已经不知不觉用了很久了嘛
Essence 发表于 2018-9-27 19:05 static/image/common/back.gif
很多人已经不知不觉用了很久了嘛
知道这个了就不太敢用http://www.pceva.com.cn//mobcent//app/data/phiz/default/21.png
SSD技术的HDD{:1_474:}
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