SMR 为希望随机写入的 LBA 使用映射系统，以便仅按顺序写入它们。 类似于 SSD 的闪存转换层 (FTL)，SMR HDD 使用有时称为 SMR（或 Shingle）转换层 (STL) 的概念，这是一个类似的概念。 然而，对于 SMR，通过让主机了解底层 SMR 技术可以获得更多。 该行业正处于 SMR 标准化过程的最后阶段，ZBC（分区块命令）是 SAS 的标准，ZAC（分区 ATA 命令）是 SATA 的标准。 这些标准定义了一个 Zoned Block Device，其中 LBA 空间被划分为独立的 Zones。 在每个区域中，写入应该是连续的。 为了覆盖数据，必须先重置区域，类似于 SSD 中的擦除块。 将非顺序写入发送到区域时会发生什么情况，具体取决于 SMR 实现的类型。
SMR 为希望随机写入的 LBA 使用映射系统，以便仅按顺序写入它们。 类似于 SSD 的闪存转换层 (FTL)，SMR HDD 使用有时称为 SMR（或 Shingle）转换层 (STL) 的概念，这是一个类似的概念。 然而，对于 SMR，通过让主机了解底层 SMR 技术可以获得更多。 该行业正处于 SMR 标准化过程的最后阶段，ZBC（分区块命令）是 SAS 的标准，ZAC（分区 ATA 命令）是 SATA 的标准。 这些标准定义了一个 Zoned Block Device，其中 LBA 空间被划分为独立的 Zones。 在每个区域中，写入应该是连续的。 为了覆盖数据，必须先重置区域，类似于 SSD 中的擦除块。 将非顺序写入发送到区域时会发生什么情况，具体取决于 SMR 实现的类型。
SMR 驱动器分为三类，或者更准确地说，管理驱动器供应商可以使用三种类型。 每个都有自己的优点和缺点。
驱动管理
第一种类型称为驱动器托管，也称为透明。 简单地说，SMR 驱动器管理来自主机的所有请求，就像今天的传统硬盘一样。 Drive managed 的优点是不需要 SMR 感知的主机，驱动器管理的 SMR 与几乎所有东西兼容，使它们最易于部署。 底层 SMR HDD 的分区性质对主机完全隐藏。 这是我们期望在最初的消费市场版本中普遍可用的 SMR 管理类型，因为在撰写本文时还没有支持 SMR 驱动器的商用操作系统或文件系统。 然而，随着更多测试的完成以及 SMR 技术变得更加普及，我们将看到广泛可用的支持 SMR 的操作系统和软件堆栈。
托管驱动器的缺点是性能不可预测，因为驱动器会在需要时处理其后台进程，而不管 IO 请求如何。 此外，由于入站随机写入不会合并到主机端的顺序写入中，因此与主机感知 SMR 的情况相比，驱动器处于更大的压力之下，因此在持续的工作负载中性能较低。 驱动器管理的 SMR 驱动器通过利用某种“着陆区”来解决这些缺点，随机写入可以在写入磁盘之前进行管理。 但是，将此空间整合到 SMR 驱动器上的方法可能千差万别，根据每个驱动器和制造商的目标市场，会导致显着不同的性能配置文件。
主机托管
下一类型的管理称为主机管理。 通过这种类型的管理，主机使用命令和区域信息通过管理 IO 来优化 SMR 驱动器的行为，以确保写入始终在区域内按顺序进行。 如果主机在区域中发送非顺序写入，驱动器将拒绝它并返回错误。 这为驱动器提供了更可预测的性能，并且更有可能最初出现在企业和超大规模应用程序中。
主机管理的缺点是 SMR 驱动器与不支持 SMR 的主机系统（HBA、设备驱动程序、文件系统、数据库等）不兼容。 这意味着需要调整文件系统以支持 SMR 驱动器。 这种情况首先出现在超大规模领域，世界上最大的参与者有能力修改其存储堆栈以考虑 SMR，现在也出现在主流开源领域。 xfs 维护者 Dave Chinner 在 XNUMX 月初于波士顿举行的 Linux Vault 会议期间发布了一份文件，概述了 xfs 的 SMR 优化。 在同一事件中，Suse 的 Hannes Rienecke 提出了一种区域缓存机制，可以让当前的文件系统与主机管理的 SMR 驱动器一起工作。 这些投资以及对容量的需求很可能会鼓励其他人采用新的开源解决方案并对其系统进行修改以支持 SMR 驱动器。
主机感知
最后一种管理类型称为主机感知。 简而言之，主机感知是上述两种管理的组合。 SMR 驱动器是自我管理的，但它也实施了新的 ZBC/ZAC 标准，并允许主机使用新的命令集来优化驱动器行为。 在这种情况下，如果驱动器从主机接收到非顺序写入，它将接受请求，但请求的性能可能无法预测。 主机感知具有向后兼容的优势，并为主机提供了一些控制权。 主机感知可能是大多数客户端和传统企业系统的首选模型，接管所有驱动器管理部署，而主机管理开始成为现代分布式存储解决方案的选择。
