SMR gebruikt een toewijzingssysteem voor LBA's die willekeurig willen worden geschreven om ze alleen opeenvolgend te schrijven. Net als SSD's Flash Translation Layer (FTL), gebruiken SMR HDD's wat soms een SMR (of Shingle) Translation Layer (STL) wordt genoemd, wat een vergelijkbaar concept is. Bij SMR valt echter veel meer te winnen door de host bewust te maken van de achterliggende SMR-technologie. De industrie bevindt zich in de laatste fase van het standaardisatieproces voor SMR, waarbij ZBC (Zoned Block Commands) de standaard is voor SAS en ZAC (Zoned ATA Commands) de standaard is voor SATA. Deze normen definiëren een Zoned Block Device waarin de LBA-ruimte is verdeeld in onafhankelijke zones. Binnen elke zone moeten schrijfbewerkingen opeenvolgend zijn. Om data te overschrijven is het nodig om eerst de zone te resetten, vergelijkbaar met een wisblok in een SSD. Wat er gebeurt wanneer niet-sequentiële schrijfbewerkingen naar een zone worden verzonden, is afhankelijk van het type SMR-implementatie.
SMR gebruikt een toewijzingssysteem voor LBA's die willekeurig willen worden geschreven om ze alleen opeenvolgend te schrijven. Net als SSD's Flash Translation Layer (FTL), gebruiken SMR HDD's wat soms een SMR (of Shingle) Translation Layer (STL) wordt genoemd, wat een vergelijkbaar concept is. Bij SMR valt echter veel meer te winnen door de host bewust te maken van de achterliggende SMR-technologie. De industrie bevindt zich in de laatste fase van het standaardisatieproces voor SMR, waarbij ZBC (Zoned Block Commands) de standaard is voor SAS en ZAC (Zoned ATA Commands) de standaard is voor SATA. Deze normen definiëren een Zoned Block Device waarin de LBA-ruimte is verdeeld in onafhankelijke zones. Binnen elke zone moeten schrijfbewerkingen opeenvolgend zijn. Om data te overschrijven is het nodig om eerst de zone te resetten, vergelijkbaar met een wisblok in een SSD. Wat er gebeurt wanneer niet-sequentiële schrijfbewerkingen naar een zone worden verzonden, is afhankelijk van het type SMR-implementatie.
Er zijn drie categorieën waarin SMR-drives vallen, of beter gezegd, drie soorten beheerdrives die leveranciers kunnen gebruiken. Elk heeft zijn eigen set van voor- en nadelen.
Aandrijving beheerd
Het eerste type staat bekend als drive managed, ook wel transparant genoemd. Simpel gezegd, de SMR-drive beheert alle verzoeken van de host, zoals tegenwoordig een traditionele HDD. Drive Managed heeft het voordeel dat er geen SMR-bewuste host nodig is. De Drive Managed SMR's zijn compatibel met bijna alles, waardoor ze het meest eenvoudig te implementeren zijn. De gezoneerde aard van de onderliggende SMR HDD is volledig verborgen voor de host. Dit is het type SMR-beheer waarvan we verwachten dat het algemeen beschikbaar zal zijn in de eerste uitgave voor de consumentenmarkt, aangezien er op het moment van schrijven geen commercieel verkrijgbare besturingssystemen of bestandssystemen zijn die SMR-drives ondersteunen. Naarmate er echter meer wordt getest en SMR-technologie alomtegenwoordiger wordt, zullen we algemeen beschikbare besturingssystemen en softwarestacks zien die SMR ondersteunen.
Het nadeel van een beheerde schijf is dat de prestaties onvoorspelbaar zijn, aangezien de schijf zijn achtergrondprocessen afhandelt wanneer dat nodig is, ongeacht de IO-verzoeken. Bovendien, aangezien inkomende willekeurige schrijfbewerkingen niet worden samengevoegd tot sequentiële schrijfbewerkingen aan de kant van de host, staat de schijf onder meer druk en presteert dus slechter bij aanhoudende werkbelasting dan wanneer de host SMR-bewust was. Door Drive beheerde SMR-schijven pakken deze tekortkomingen aan door gebruik te maken van een soort "landingszone", waar willekeurige schrijfbewerkingen kunnen worden beheerd voordat ze naar schijf worden geschreven. De manieren waarop deze ruimte op SMR-schijven wordt geïntegreerd, kunnen echter sterk variëren, wat leidt tot aanzienlijk verschillende prestatieprofielen, afhankelijk van de doelmarkt van elke schijf en fabrikant.
Host beheerd
Het volgende type beheer staat bekend als door de host beheerd. Bij dit type beheer gebruikt de host opdrachten en zone-informatie om het gedrag van de SMR-drive te optimaliseren door IO's te beheren om ervoor te zorgen dat schrijfbewerkingen altijd opeenvolgend plaatsvinden binnen een zone. Als een host een niet-sequentiële schrijfopdracht binnen een zone verzendt, zal de drive deze afwijzen en een foutmelding terugsturen. Dit geeft de drive meer voorspelbare prestaties en zou in eerste instantie eerder worden gezien in enterprise- en hyperscale-applicaties.
De keerzijde van hostbeheer is dat de SMR-schijven niet compatibel zijn met hostsystemen (HBA's, apparaatstuurprogramma's, bestandssystemen, databases, enz.) die niet op de hoogte zijn van SMR. Dat betekent dat bestandssystemen moeten worden aangepast om SMR-schijven te ondersteunen. Dit gebeurt, eerst in de hyperscale ruimte waar de grootste spelers ter wereld de mogelijkheid hebben om hun opslagstacks aan te passen om rekening te houden met SMR, en nu ook in de reguliere open source-ruimte. De beheerder van xfs, Dave Chinner, publiceerde begin maart tijdens de Linux Vault-conferentie in Boston een document met de SMR-optimalisaties voor xfs. Tijdens hetzelfde evenement presenteerde Hannes Rienecke van Suse Zone caching-mechanismen waarmee huidige bestandssystemen kunnen werken met door de host beheerde SMR-schijven. Het is waarschijnlijk dat deze investeringen, samen met de honger naar capaciteit, anderen zullen aanmoedigen om de nieuwe open source-oplossingen te adopteren en aanpassingen aan hun systemen na te streven om SMR-schijven te ondersteunen.
Host bewust
Het laatste type beheer staat bekend als hostbewust. In een notendop is hostbewust een combinatie van de twee bovenstaande soorten beheer. De SMR-drive is zelfbeheerd, maar implementeert ook de nieuwe ZBC/ZAC-standaarden en stelt de host in staat om de nieuwe commandoset te gebruiken om het drive-gedrag te optimaliseren. Als de drive in dit geval een niet-sequentiële schrijfbewerking van de host ontvangt, zal deze het verzoek accepteren, maar dan kunnen de prestaties van het verzoek onvoorspelbaar zijn. Hostbewust heeft het voordeel dat het achterwaarts compatibel is en geeft de host enige controle. Host-aware is waarschijnlijk het voorkeursmodel voor de meeste client- en traditionele bedrijfssystemen, waarbij alle schijfbeheerde implementaties worden overgenomen, terwijl host-beheerd de keuze begint te worden voor moderne gedistribueerde opslagoplossingen.
Wat is Shingled Magnetic Recording (SMR)?
