كيفية تحديد ما إذا كان القرص الثابت يستخدم تقنية SMR

في الأشهر الأخيرة ، صادف الكثير من المواد أن الشركات المصنعة تخفي استخدام تقنية SMR في أجهزتها. أخبار مشتري القرص الصلب يقاضون الشركات المصنعة وما شابه ذلك.



الحقيقة هي أنه نظرًا لطبيعة التكنولوجيا ، فإن هذه الأجهزة غير مناسبة بشكل جيد للعديد من حالات الاستخدام التي تجد فيها محركات الأقراص الثابتة تطبيقاتها. يتم التعبير عن هذا في انخفاض كارثي في ​​الإنتاجية.



لتحديد أن تقنية SMR مطبقة في القرص الموجود على رف المتجر ، إذا لم يتم الإشارة إلى هذه المعلومات صراحة من قبل الشركة المصنعة ، فأنت بحاجة إلى معرفة خطوط الطراز وميزاتها. يبدو أنه لا توجد طريقة أخرى. لن يعمل مع احتمال 100٪ لتحديد ذلك من خلال الخصائص المعلنة للقرص.



ولكن إذا كان القرص قد وقع بالفعل بين يديك ، فإن تحديد استخدام تقنية SMR يمكن أن يكون بسيطًا للغاية. بعد ذلك ، سأشرح كيفية القيام بذلك.



حاليًا ، يتم استخدام ثلاث طرق لتنفيذ تقنية SMR:

• إدارة SMR ،
• SMR المدار المضيف ،
• المضيف علم SMR.

تم وصف الاختلافات بينهما ، وكذلك تقنية SMR بشكل عام ، في مقال نُشر مؤخرًا على Habré.





مع Host Managed SMR و Host Aware SMR في "الحياة الواقعية" لن تصادفك على الأرجح. في البيع المجاني ، لا يتم تقديم هذه التعديلات أو يتم توفيرها بكميات محدودة وعند الطلب فقط. وفي الوضع الطبيعي ، يكون لدى المستخدم غير المشترك فرصة ضئيلة جدًا في مواجهة مثل هذه الأقراص.



لذلك ، سنتحدث فقط عن أقراص SMR المُدارة من Drive. هذا هو بالضبط نوع القرص الذي يمكنك شراؤه من المتجر ، دون أن تعلم أنه يستخدم SMR.

طريقة سريعة لتحديد استخدام SMR في محرك الأقراص الثابتة استنادًا إلى معلومات حول عائلات البائعين

إذا التزم جميع مصنعي محركات الأقراص الثابتة بالمعيار في هذا الصدد ، فيمكن الحصول بسهولة على إجابة سؤال استخدام SMR لجهاز معين. سيكون كافيًا أن ننظر إلى حالة البت المطابق في جواز سفر محرك الأقراص:







ولكن اليوم فقط محركات Toshiba SATA تشير رسميًا في جواز السفر إلى أنها SMR. لهذا ، يوفر معيار ATA البتات المقابلة في بيانات أمر تحديد الجهاز. جميع الشركات المصنعة الأخرى تتجاهل المعيار.



الطريقة الوحيدة المعروفة لي حاليًا هي طريقة التحديد "الفوري" لاستخدام SMR على أساس المعرفة حول ميزات عائلات البائعين وتحديد انتماء القرص الثابت إلى عائلة معينة. يستخدم هذا الأسلوب Rtester عند تعيين العلم المناسب:

تحديد استخدام بلاط القرص الصلب عن طريق الاختبار

من السهل تحديد أن القرص الصلب يحتوي على تقنية SMR من خلال رؤية انعكاس ميزاته الفطرية في نتائج اختبار القراءة والكتابة. المزيد عن هذا لاحقًا.

اختبار قراءة

إذا كان القرص مشغولاً جزئيًا بالبيانات ، أو كان فارغًا ، يمكنك رؤية صورة على الرسم البياني لاختبار القراءة الذي يعتبر نموذجيًا فقط للنماذج المزودة بـ SMR. البرنامج الثابت "يعرف" أنه لم تتم كتابة أي شيء للقطاع الذي يطلبه البرنامج ، ويعطي أصفارًا دون قراءة من السطح. ومن هنا جاءت هذه القفزة في سرعة القراءة ، أو مجرد السرعة الهائلة إذا كان القرص فارغًا:







لتوفير الوقت ، يمكن استبدال القراءة الخطية البسيطة بقراءة القفز. في هذه الحالة ، تتم قراءة كل كتلة تالية بدءًا من العنوان الذي يتجاوز عنوان القراءة السابقة بطول القفزة.



يعكس الرسم البياني أعلاه نتائج هذا الاختبار فقط.

اختبار الكتابة

تتمثل الطريقة الأكثر وضوحًا لإثبات استخدام تقنية SMR في اختيار وضع تسجيل تمتلئ فيه ذاكرة التخزين المؤقت بأسرع ما يمكن ، وسيتطلب تحللها إلى أشرطة قدرًا كبيرًا من العمل من البرنامج الثابت.



أفترض أنه بالنسبة لمعظم طرز أقراص SMR والطرق الأكثر شيوعًا لربطها ، سيكون هذا عبارة عن كتابة عشوائية للكتل من 2048 قطاعًا. إن استبدال سجل عشوائي بسجل وفقًا لأي قاعدة وفقًا للكتل المكتوبة بالتسلسل التي ستقع في أشرطة مختلفة لن يسهل كثيرًا مصير القرص.



اخترت تدوين القفز الخطي كخوارزمية الاختبار الرئيسية الخاصة بي. إنه مشابه للقراءة ، حيث تتم كتابة كل كتلة لاحقة على عنوان يتجاوز عنوان السجل السابق بطول القفزة.



أنا أعتبر الرسم البياني لنتائج هذا الاختبار هو الأكثر توضيحًا. في الواقع ، عند عرض الاعتماد على LBA ، فإن محور العنوان هو أيضًا محور الوقت ، وإن كان في نطاق غير خطي.



تم اختيار أطوال القفزات بطريقة تسقط من كتلة واحدة إلى خمس كتل في كل شريط. حجم الشريط القياسي الموصى به هو 524288 قطعة. غالبًا ما يتجاهل المصنعون هذه التوصية ، ولكن يمكن استخدامها كدليل لتحديد طول القفزة تقريبًا.



تعتمد كمية البيانات التي يجب تسجيلها حتى تظهر SMR بكل مجدها على تصميم القرص وتنفيذ البرامج الثابتة الخاصة به. وكذلك من امتلاء القرص ووجود بيانات غير مخططة في ذاكرة التخزين المؤقت تم الحصول عليها في الفترة الزمنية السابقة. ويمكن أن تختلف حرفيًا حسب المقدار. سيظهر أحد الأقراص انخفاضًا كبيرًا في الأداء بعد كتابة 3 جيجابايت ، وسيحتاج الآخر إلى 300 جيجابايت.



يمكن أن تختلف الرسومات الناتجة اختلافًا كبيرًا حتى بالنسبة لمثيل قرص معين ، اعتمادًا على تفاصيل مختلفة تبدو غير مهمة. على سبيل المثال ، يمكن أن يتأثر مقدار المسافة البادئة من صفر LBA قبل بدء التسجيل بشكل كبير.



ناهيك عن تأثير امتلاء ذاكرة التخزين المؤقت وتوزيع القرص والاختلافات بين مختلف الشركات المصنعة والنماذج.



هنا ، على سبيل المثال ، لم تتغير معلمات الاختبار ، القرص هو نفسه. كل إطلاق هو صورة جديدة. علاوة على ذلك ، بين عمليات البدء ، كان للقرص في كل مرة وقت كافٍ لإكمال عمليات الخلفية:















وهذا قرص يعمل. كان الحجم الإجمالي للتسجيل خلال مجموعة الاختبارات بأكملها من البرنامج النصي 30 غيغابايت فقط!



لذلك ، لا معنى لحفظ معلمات اختبارات محددة ومقارنة أشكال الرسوم البيانية من حيث تحديد تطبيق SMR. يكفي أن يكون لديك فكرة عن الصورة العامة ، والتي تبدو بنفس الجودة لجميع أقراص SMR التي صادفتها كموضوعات.



هنا واحد آخر لاستكمال العرض. نموذج قرص آخر ، مرة أخرى نفس معلمات الاختبار:















والآن معلمات مختلفة:















بالنظر إلى الرسوم البيانية أعلاه ، من السهل رؤية السمات التي توضح أن محرك الأقراص يستخدم SMR. خاصة إذا كنت تعلم أن نتائج الاختبارات المماثلة للأجهزة غير SMR تبدو كالتالي:











تنخفض السرعة قليلاً مع زيادة LBA.



أعلاه هي الرسوم البيانية لسرعة الكتابة ، حيث أن هذه المعلمة أكثر قابلية للفهم لجمهور واسع. أمثلة على مخططات وقت الوصول تحت المفسد ، المهتمين. هناك أيضًا صورة مميزة وهي أكثر وضوحًا.

اقرأ الاختبار مباشرة بعد اختبار الكتابة

فكر في هذا كطريقة أخرى لتحديد استخدام SMR. قارن الرسوم البيانية لاختبارات القراءة التي تم الحصول عليها أثناء تنفيذ نص اختبار واحد. واحد قبل الكتابة (تم تقديمه أيضًا في قسم "اختبار القراءة") ، والآخر بعده. معلمات الاختبار هي نفسها.

معلومة اضافية

قام زميلي بعمل فيديو عن تصميم أقراص SMR وخصائص عملهم . اتضح الأمر بشكل أخرق تمامًا ، لكن تقرر أنه من الأفضل طرحه بهذا الشكل الآن بدلاً من وضعه في صورة محسنة في المستقبل البعيد جدًا.



إذا كنت مهتمًا بتفاصيل الاختبار ، وقيم معلمات محددة ، ومجموعات كاملة من النتائج - اكتبها ، وسأنشرها. لم أنشر هذه المعلومات في المقال ، لأن الهدف كان إعطاء فكرة نوعية عن الصورة ، بعد أن فعلت ذلك بإيجاز.