根據(jù)統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)Trendfocus最新發(fā)布的數(shù)據(jù)，剛剛結(jié)束的一季度中，全球機(jī)械硬盤(HDD)出貨量環(huán)比下滑15%，同比下滑14%。這個(gè)數(shù)據(jù)讓人大跌眼鏡，雖然新冠疫情對(duì)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和供應(yīng)鏈產(chǎn)生重大影響，但是遠(yuǎn)程辦公的普及化和常態(tài)化對(duì)于消費(fèi)級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備設(shè)備來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是有刺激需求作用的，例如主流電商平臺(tái)一些高端大容量硬盤不是斷貨就是漲價(jià)。

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筆者認(rèn)為，機(jī)械硬盤的銷售下滑，更大的可能性是消費(fèi)者對(duì)表現(xiàn)糟糕的“疊瓦技術(shù)”用腳投票的結(jié)果，而不是新冠疫情的影響。

過(guò)去一周，西部數(shù)據(jù)2-6TB容量NAS紅盤的“疊瓦門”(在NAS這個(gè)用例中不合時(shí)宜地引入SMR磁盤技術(shù)節(jié)省成本，且未向用戶明說(shuō)，存在虛標(biāo)嫌疑)，引發(fā)了全行業(yè)甚至全社會(huì)的關(guān)注，因?yàn)?013年來(lái)入市的SMR技術(shù)已經(jīng)廣泛滲透到消費(fèi)級(jí)和企業(yè)級(jí)硬盤產(chǎn)品中，絕非西部數(shù)據(jù)一家的問(wèn)題。

從個(gè)人用戶視角，我們只關(guān)心三個(gè)問(wèn)題：

• SMR“疊瓦技術(shù)”有什么缺點(diǎn)?
• 選購(gòu)機(jī)械硬盤如何避開SMR的“大坑”?
• 市場(chǎng)上還有沒有能打的硬盤?

在解答上述問(wèn)題之前，我們先簡(jiǎn)要科普一下何為SMR?為何大家都“談SMR色變”：

何為SMR?

目前市場(chǎng)上銷售的硬盤存儲(chǔ)技術(shù)分PMR(CMR)和SMR兩大類，后者是為了增加磁片存儲(chǔ)密度和降低成本的“新技術(shù)”——疊瓦式寫入磁紀(jì)錄技術(shù)(SMR，Shingled Magnetic Recording)，又稱為存檔硬盤(冷儲(chǔ)存硬盤)。傳統(tǒng)的磁盤使用PMR技術(shù)，各磁道之間沒有重疊，而SMR技術(shù)則利用磁盤寫入磁道比讀取磁道更寬的特性，部分重疊寫入磁道，因此可以將更多磁道寫入磁盤(增加磁密度)。這意味著與普通驅(qū)動(dòng)器相比，更多的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在磁盤上。

但是天下沒有免費(fèi)的早餐，SMR的“占道停車和一分錢掰兩瓣的精打細(xì)算”，必然意味著性能、可用性甚至可靠性的損失，采用SMR技術(shù)的硬盤不適用于隨機(jī)寫IO用例，因?yàn)槠鋵懶阅鼙确荢MR驅(qū)動(dòng)器慢得多。

事實(shí)上，SMR磁盤的寫入行為更像是磁帶機(jī)或者DVD刻錄盤，不過(guò)讀取跟一般硬碟差不多，屬于WORM device type(一次寫入，多次讀取型)。

因此，不建議將它們用于具有大量隨機(jī)寫入工作負(fù)載的桌面主力盤或者NAS用例。甚至英國(guó)最大的大學(xué)太空研究小組UCL穆拉德太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)室在用采用SMR技術(shù)的西數(shù)紅盤添加RAID陣列都遇到無(wú)法重建和掉盤的問(wèn)題。

1. SMR的三種類型

• 驅(qū)動(dòng)器管理型(DM-SMR)，對(duì)操作系統(tǒng)是不透明的。這意味著ZFS無(wú)法“分散”寫入，這是ZFS使用最差的類型，因此盡量避開DM-SMR驅(qū)動(dòng)器。
• 主機(jī)感知(HA-SMR)，旨在使ZFS洞悉SMR流程。
• 主機(jī)管理的(HM-SMR)，不向后兼容，需要ZFS來(lái)管理SMR進(jìn)程。

2. SMR的主要缺點(diǎn)

很顯然，SMR的技術(shù)特性完全不適合用來(lái)作為臺(tái)式機(jī)的主力盤或者需要頻繁I/O讀取寫入的場(chǎng)景(例如NAS)。其主要缺點(diǎn)(問(wèn)題)如下：

• SMR的持續(xù)寫入性能要比PMR(CMR)差，不適合大量隨機(jī)寫入的工作負(fù)載。
• 多次亂序?qū)懭牒髸?huì)出現(xiàn)類似SSD的臟盤降速問(wèn)題，而且目前無(wú)解。
• 重復(fù)寫入時(shí)降速嚴(yán)重，甚至不到10MB/s。
• 同一磁軌重復(fù)寫入數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生大量壞道，目前無(wú)解。
• 多次重覆寫入可能會(huì)造成磁盤損毀!
• 隨機(jī)寫入可能會(huì)造成原始數(shù)據(jù)出錯(cuò)，拷貝出來(lái)后跟原始資料MD5比對(duì)出錯(cuò)。
• SMR在RAID重建或其他密集寫入操作期間導(dǎo)致嚴(yán)重問(wèn)題，甚至導(dǎo)致重新同步失敗。

如何避開SMR的大坑?

但是，成本更低，售價(jià)更低的SMR硬盤并非一無(wú)是處，我們今天的采購(gòu)建議，主要面向的是臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)盤和活躍存儲(chǔ)盤，也就是需要裝載游戲或者運(yùn)行密集多媒體處理任務(wù)的主力硬盤或者長(zhǎng)期下載或使用頻繁的NAS硬盤(包含RAID陣列)，這兩種應(yīng)用場(chǎng)景中，我們需要盡量避開SMR硬盤。

總之，目前我們采購(gòu)硬盤面臨一個(gè)奇葩的現(xiàn)象，那就是“買新不如買舊”。舊款PMR比新款SMR的好!不管哪一家的SMR硬盤都建議暫時(shí)先不要買，手里有PMR硬盤先用，等PMR硬碟完全停產(chǎn)再說(shuō)，千萬(wàn)不要貪便宜買SMR硬盤來(lái)當(dāng)NAS盤或系統(tǒng)盤。

1. 下面進(jìn)入正題，哪些硬盤是SMR硬盤?

由于廠家存在虛標(biāo)問(wèn)題，因此，目前市場(chǎng)上并沒有完全權(quán)威的官方清單，以下是安全牛從網(wǎng)絡(luò)上收集整理的部分SMR硬盤型號(hào)，準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步驗(yàn)證，放出來(lái)方便大家參考，如有錯(cuò)漏請(qǐng)?jiān)诹粞灾性鲅a(bǔ)或指正：

2. 采用SMR技術(shù)的希捷硬盤

• 酷魚Barracuda 2TB–7,200rpm–SATA6–ST2000DM008
• 酷魚Barracuda 4TB–5,400rpm–SATA6–ST4000DM004
• 酷魚Barracuda 8TB–5,400rpm–SATA6–ST8000DM004
• Desktop HDD 5TB–5,900rpm–SATA6–ST5000DM000
• 希捷銀河企業(yè)級(jí)硬盤Exos 8TB–5900rpm– SATA 6–ST8000AS0003
• Archivev2 6TB–5,900rpm–SATA6–ST6000AS0002
• Archivev2 8TB–5,900rpm–SATA6–ST8000AS0002

細(xì)思極恐的是，酷魚8TB(ST8000DM004)、5TB臺(tái)式機(jī)硬盤(ST5000DM000)的產(chǎn)品介紹和產(chǎn)品手冊(cè)中都未提及SMR。

緩存達(dá)到256MB的希捷酷魚硬盤，使用SMR的可能性很大。

(希捷酷魚硬盤數(shù)據(jù)表：

https://www.seagate.com/www-content/datasheets/pdfs/3-5-barracudaDS1900-11-1806US-en_US.pdf)

此外Anandtech認(rèn)為希捷2.5寸的酷魚硬盤也使用了DM-SMR技術(shù)(購(gòu)買移動(dòng)硬盤的用戶也要留神)。

3. 采用SMR技術(shù)的西部數(shù)據(jù)硬盤

編號(hào)為“WDx0EFAX”的NAS硬盤(其中小寫的x與容量匹配)、緩存容量256MB的藍(lán)盤，基本都是采用DM-SMR的產(chǎn)品。

有用戶斷言2.5英寸的西數(shù)1TB和2TB藍(lán)盤也采用了DM-SMR。

4. 采用SMR技術(shù)的日立(HSGT)硬盤

一向“守身如玉”的兩款日立硬盤也被SMR技術(shù)攻破，分別是Ultrastar DC HC620 15TB和14TB。

我們針對(duì)三種應(yīng)用場(chǎng)景/訴求推薦三款非SMR的硬盤產(chǎn)品：

• 臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)盤：東芝X300 6TB
• 臺(tái)式機(jī)存儲(chǔ)盤：東芝P300 3TB
• NAS存儲(chǔ)盤：希捷酷狼 8TB

最后，關(guān)于個(gè)人用戶是否有必要采購(gòu)企業(yè)級(jí)/氦氣硬盤的問(wèn)題，我們簡(jiǎn)要建議如下：

企業(yè)級(jí)硬盤性能參數(shù)往往更好看，但噪音大，而且往年Backblaze數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示企業(yè)級(jí)硬盤的平均故障率甚至還要略高于消費(fèi)級(jí)硬盤，因此如果沒有特別的需求，個(gè)人用戶優(yōu)先購(gòu)買消費(fèi)級(jí)硬盤或者NAS專用盤。

至于氦氣硬盤，價(jià)格比空氣硬盤貴20%左右，優(yōu)點(diǎn)是發(fā)熱小能耗低，但這點(diǎn)些微的改進(jìn)對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)也許更有價(jià)值，至于可靠性方面，氦氣硬盤誕生不到5年，因此還沒有明顯的數(shù)據(jù)證明氦氣硬盤的壽命或可靠性有肉眼可見的提升。

【本文是51CTO專欄作者“安全牛”的原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請(qǐng)通過(guò)安全牛（微信公眾號(hào)id:gooann-sectv）獲取授權(quán)】

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