之前在 Synology DS1618+ 下小測了 Seagate Ironwolf 8TB NAS 碟和 BarraCuda SMR 8TB 的備份速度表現.

參考這裡

BarraCuda 8TB 硬碟的傳輸效能還不錯. 這週要返還這兩顆借測的硬碟, 所以又加了一些其他測試.


型號如下:
Ironwolf 8TB: ST8000VN0022 (簡稱CMR1)
BarraCuda 8TB: ST8000DM004 (簡稱SMR1)

Seagate BarraCuda SMR 硬碟 RAID 實測


同樣的採用 Synology DS1618+. 做了 RAID1 rebuild & RAID5 resync 的測試.


RAID1 rebuild
分別用美光 MX500 SSD 和 Ironwolf NAS 碟(CMR1) 及 BarraCudda碟(SMR1) 組 RAID1, 然後將 CMR1 及 SMR1 硬碟拔除並重新插回, 使得 RAID1 rebuild, 並觀察其 disk i/o 狀態.
Seagate BarraCuda SMR 硬碟 RAID 實測

這是 CMR1 碟 rebuild 的情況, 可以發現寫入的速度大約在 100~150MB/sec 之間, 速度上較為平均.
Seagate BarraCuda SMR 硬碟 RAID 實測

這是 SMR1 碟 rebulid 的情況, 寫入大約在 100MB/sec 以下, 而且寫入的速度上下變化比前述 CMR1碟 '劇烈' 很多.
Seagate BarraCuda SMR 硬碟 RAID 實測


RAID5 resync
接著再來看看三顆碟組 RAID5, 如果其中一顆為 SMR 碟時, 其 disk i/o 的變化.
如下為三顆碟, 但其中一顆碟為 SMR 硬碟(BarraCuda 8TB), 在 raid 初始同步化時, 磁碟讀寫上下變化非常劇烈.
Seagate BarraCuda SMR 硬碟 RAID 實測

下面為同樣採用三顆碟組 RAID5, 但不使用 SMR 碟時, 其 disk i/o 讀寫就非常平均, 不若前述採用 SMR 碟時, 出現劇烈上下的情況.
Seagate BarraCuda SMR 硬碟 RAID 實測


這只是一個小小測試, 大致上可以看出, BarraCuda SMR 碟建議還是在單純的電腦單機使用, 在 Linux based NAS 底下, 採用 mdraid 不管是 RAID1 or RAID5, 其在 RAID rebuild or resync 表現在實測上出現了比傳統 CMR 硬碟 '劇烈'上下變化的狀況, 建議還是不要用在 raid system.
這篇硬碟博土針對 SMR 硬碟的說明, 很值得參考.

連結原文

FB: Pctine
UMP 實測

在前一篇文有提到這段:
--------------------------------------------------------------------------------------
現在的SMR硬碟機為了解決作系統運作時,他的虛擬記憶體所伴隨的隨機寫入可能產生的問題,因此,在SMR區域之前都有留一塊磁軌未重疊的磁區(Unshinged Magnetic Partition),他的大小已經足夠作業運作時的所需
--------------------------------------------------------------------------------------

在 DS1618+ 上裝上 Seagate BarraCuda 8TB 硬碟.


利用 fio 程式, 如下做了兩次測試,
第一次從硬碟的最前端做循序寫入測試, 寫入速度達到 150MB/sec 左右.
第二次特別跳過硬碟最前端的 64GB 儲存空間做寫入測試, 可以發覺, 寫入速度就降低到 110MB/sec.



上面的測試, 印證了在 BarraCuda 8TB SMR HDD 為了增進效能的特殊設計, 在前端特別保留了幾十GB, 一般為作業系統 Partition 使用, 所以採用了傳統的 CMR 紀錄方式, 而在後段則採用了 SMR 紀錄方式. 用以增加硬碟儲存空間.
FB: Pctine

pctine wrote:
之前在 Synology...(恕刪)

那就是說非7200轉的硬碟就不要碰了唷
其他牌子有可能也是SMR了

話說之前還有5900轉也是SMR的嗎??
小阿民 wrote:
那就是說非7200轉的硬碟就不要碰了唷
其他牌子有可能也是SMR了

話說之前還有5900轉也是SMR的嗎??...(恕刪)


我覺得這要看自身的預算及應用方式. SMR 的硬碟的價格比較便宜, 比較適合用來做為冷儲存之用.

前面的實測主要指的是不建議在 RAID 系統下使用, 另外是否採用 SMR 的技術, 可以參考原廠的規格書, 並非由轉速來判定, 像 Barracuda 和 BarraCuda Pro 系列, 有些為 SMR 紀錄方式, 但轉速也有 7200rpm 的.
FB: Pctine
pctine wrote:
UMP 實測在前一...(恕刪)
陣列後的硬碟 大多同步寫入
這時候就看誰的速度最慢 以最慢那顆為基準拖慢整體

陣列0
4x平均150MB/s = 600MB/s
投入一顆75MB/s就變成 4x75MB/s = 300MB/s

------------------------------

SMR
優點:將PMR磁區寬度減半 獲取更多磁軌 增加容量
缺點:磁頭大小一次複寫兩軌 需要將第二軌資料搬移複寫在別處 速度慢

SMR會抹除兩段資料軌
當第二軌上有原先檔案資料遭到抹除時 就需要將第二軌資料在別處寫回(慢的原因之一)

另一個問題 在初期SMR遇到的問題就是 一直抹除第二軌原有磁區上的資料
最糟的狀況就是 找不到空白區域寫入失敗
次糟的狀況就是一直循環到硬碟外圈 才能重整出可寫入區域

所以目前新的SMR是使用複合模式 在SMR磁區中加入局部較寬的磁軌當緩衝區
可以中斷抹除第二軌一直循環下去的問題 不用一直抹下去

待硬碟重整出空白磁區前 先寫在款衝

1.新資料覆蓋前 第二軌資料要先讀入快取
2.第二軌資料寫回空白磁區
3.寫入新資料

這樣就變成讀取舊資料 寫回舊資料 挪出完整空間寫入新資料
對比PMR不會抹除舊資料再寫回 只有寫入新資料單項工作 SMR就是比較慢


簡單講
遭到抹除的資料 還是要寫回去 加上寫入新資料
SMR新舊資料都要寫入 當然比只要寫入新資料的PMR慢
(SMR三個工作 對 PMR一個工作)

在初期空白磁區多的時候 減速不明顯
容量低 破碎檔案多時 寬磁區緩衝用光 重整次數過多 速度就會大幅下降
                              彈幕濃!
文字圖示

PMR
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴
            】(每個磁區間隔大小 寫入四個檔案)
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌
            】
【相相相相相相相相相相相
            】
【爭爭爭爭爭爭爭爭爭爭爭
            】

SMR
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】(相較於PRM 磁軌縮小 同樣轉盤可以塞進更多磁軌)
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】
【相相相相相相相相相相相】
【爭爭爭爭爭爭爭爭爭爭爭】
【           】
【           】
【           】
【           】

---------------------------------

SMR寫入方式一
1.
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】(每個磁區間隔大小 寫入四個檔案)
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】
【           】
【           】
2.
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】(以PMR來說 是移動半個磁軌距離)
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】
【           】
3.
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】
【相相相相相相相相相相相】
【相相相相相相相相相相相】
4.
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】
【相相相相相相相相相相相】
【爭爭爭爭爭爭爭爭爭爭爭】

---------------------------------

SMR寫入方式(當有檔案在時)
1.
【漁漁漁漁漁漁漁漁漁漁漁】(讀取)
【翁翁翁翁翁翁翁翁翁翁翁】(讀取)
【得得得得得得得得得得得】
【利利利利利利利利利利利】

2.找到其他空白位置寫入
【漁漁漁漁漁漁漁漁漁漁漁】
【翁翁翁翁翁翁翁翁翁翁翁】
(這邊是簡化 實際還是要照漁漁 翁翁 得得 利 的SMR寫入模式寫在其他空白區塊)
(不然就是先寫在混合的PMR區塊)
3.
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】(寫入)
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】(寫入)
【得得得得得得得得得得得】(讀取)
【利利利利利利利利利利利】(讀取)
4.找到其他位置寫入
【漁漁漁漁漁漁漁漁漁漁漁】
【翁翁翁翁翁翁翁翁翁翁翁】
【得得得得得得得得得得得】
【利利利利利利利利利利利】
(這邊是簡化 實際還是要照漁漁 翁翁 得得 利 的SMR寫入模式寫在其他空白區塊)
(不然就是先寫在混合的PMR區塊)
5.
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】(寫入)
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】(寫入)
【利利利利利利利利利利利】
6.
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】

【相相相相相相相相相相相】(寫入)
【相相相相相相相相相相相】(寫入)
7.
【鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴鶴】
【蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌蚌】
【相相相相相相相相相相相】
【爭爭爭爭爭爭爭爭爭爭爭】
(寫入)
完成

大概4醬子
                              彈幕濃!
skiiks wrote:
文字圖示PMR【鶴...(恕刪)
理想狀況就是SMR寫入模式一(單純寫入新檔 一個動作)
但是當硬碟用久 容量變小 檔案破碎後
SMR寫入模式二出現(讀舊檔 寫舊檔到別處 寫入新檔 三個動作)
除了寫入新檔案 又要讀取既有檔案 寫回既有檔案
重整次數越來越多時 拖慢的速度就會更多

也才有初期版本的SMR硬碟(沒有混合磁區的緩衝)
最後硬碟剩下10%左右時寫入速度剩下10~25MB/s 以及寫入失敗 連帶大量既有檔案損毀的狀況

不知道SMR混合磁區 可以避免這種狀況的程度如何
但基本上還是會有SMR寫入模式二出現 拖慢速度
SMR大容量慢速冷儲存 PMR減半容量較高速萬用 在兩者的適用性與CP值做取捨了
                              彈幕濃!

skiiks wrote:
理想狀況就是SMR...(恕刪)


你的假設是所有的磁軌都是從到尾一軌蓋一軌,事實上不然,SMR的磁軌安排是:一定磁軌就一個band 如:20 Trk/Band! 也就是說,再怎麼搬資料都只是在這個band 內搬!不會有你所謂的容量剩下某一個位準之下,會出現你的假設的問題!還有SMR也是PMR!

硬碟博土 wrote:
你的假設是所有的磁軌...(恕刪)


不知硬碟博土是否曾在雜誌擔任筆編過
多年前我在PC DIY上曾看您的文章
文章從硬碟過往介紹到當時最新的歷程
當時用的筆名即是硬碟博土

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