避之如虎?　SMR硬盤真的有那么恐怖嗎

在SSD硬盤強勢崛起的今天，HDD硬盤憑借超大容量及較低的價格，始終占據著市場的一席之地，對于BT下載、高清乃至企業/家庭NAS玩家而言，HDD硬盤更是不可或缺的存在，而當下，全民追打SMR硬盤卻讓整個HDD硬盤市場風聲鶴唳。

西部數據紅盤NAS翻車事件

自去年下半年開始，SMR硬盤討論熱度持續攀升，全民“科普”事件讓SMR成為DIY配件市場避之如虎的存在。

在眾多SMR硬盤“翻車”事件中，西部數據紅盤一度成為輿論的漩渦。在西部數據自身HDD硬盤陣營中，紅盤本就定位于NAS市場，可被玩家扒出來西數在紅盤中混用SMR、CMR兩種磁記錄技術。這個消息在2020年4月引發存儲市場消費者激烈討論，隨后，西部數據確認紅盤的確存在SMR、CMR混用，具體來說，2TB～6TB是SMR，8～14TB是CMR。

可問題是在被網友爆出問題之前，西數一直將其標注為使用CMR常規磁記錄技術。悄悄使用SMR的型號包括2TB到6TB容量的西數紅盤，8TB到14TB的型號暫時不受影響（依然是CMR）。

由于西數的隱瞞，許多用戶在NAS中安裝紅盤這一專為NAS設計的硬盤后遇到了嚴重性能問題，如寫人性能下降嚴重、陣列重建緩慢、硬盤因響應超時而被剔除陣列等等。

全民追打SMR硬盤

原本不少人以為這無非就是西部數據一個品牌的特例，可隨著討論的深入，在洶涌的輿論壓力下，東芝、西數、希捷都不得不承認旗下的硬盤存在CM R、SMR混用。

希捷、西數公布的SMR硬盤系列主要是如下部分：

Barracuda 2TB-7，200rpm-SATA 6gig-ST2000DM008

Barracuda 4TB-5，400rpm-SATA 6gig-ST4000DM004

Barracuda 8TB-5，400rpm-SATA 6gig-ST8000DM004

Desktop HDD 5TB-5，900rpm-SATA6gig-STS000DM000

Exos 8TB-5900rpm-SATA 6gig-ST8000AS0003

Archive v2 6TB-5，900rpm-SATA6gig-ST6000AS0002

Archive v2 8TB-5，900rpm-SATA 6gig-ST8000AS0002

東芝使用SMR技術的硬盤有4個系列的，如下所示：

Toshiba DT02（3.5寸）：SMR用于4 TB及6TB

Toshiba P300：SMR用于4TB及6TB

Toshiba MQ04（2.5寸）：SMR用于1TB及2TB

Toshiba L200：SMR用于1TB及2TB

值得注意的是，之這前使用SMR技術的硬盤主要是3.5寸，而在東芝這里，2.5寸的硬盤也使用了SMR技術，即使容量只是1TB、2TB這樣的低容量的。

在這場全民“避坑”行動中，甚至有網友總結出了西數及東芝硬盤官方公布的辨別SMR與否的技巧——東芝硬盤：型號DT02：5400轉，4、6TB為SMR（相關產品主要是P300系列）

西數硬盤：紅盤中2TB～6TB是SMR，8～14TB是CMR。

廠商獨寵SMR硬盤

相對于消費者的“厭惡”，廠商們似乎對SMR硬盤情有獨鐘。以西部數據為例，根據西數（Western Digital）的最新路線圖，2026年HDD硬盤的容量將達到60TB，是現在的4倍多。不過壞消息就是60TB也得靠SMR疊瓦式磁盤技術，不然就只有50TB容量，所以在未來SMR硬盤還會受到重視，未來一半的硬盤都要上SMR技術。

根據西數發布的最新路線圖，SMR技術在未來還會快速發展，2020年之前占比可以忽略不計，但從2021年開始大幅增長，到了2024年時差不多50%的硬盤都要上SMR技術了。

當希捷、西數、東芝、三星幾大家成為HDD硬盤市場“僅存”玩家的時候，對大容量、低價的追求讓SMR技術地位反而越來越牢固。

SMR技術的得與失

當下，人們使用的HDD（機械硬盤）源于60多年前的IBM溫氏硬盤，記錄數據的是硬盤中的磁盤。大家應該經常聽到CMR（傳統磁記錄）、PMR（垂直磁記錄）與SMR（疊瓦磁記錄）這三個名詞，說的就是磁記錄技術的類型。

SMR硬盤與傳統CMR硬盤最大的不同就是他將CMR硬盤的空置磁道利用起來，讓寫入磁道緊密排列，重疊排列，就像屋頂的瓦片一樣，每一片瓦片都要壓著其他瓦片一點。SMR最大的好處就是大幅提5RT存儲密度，目前的SMR技術足足使HDD硬盤的容量提升25%，容量的提升也就意味著成本的降低，所以各大廠商都積極推動SMR硬盤的普及。

但SMR硬盤在容量提升的同時，也付出了性能上的代價。影響主要是改寫數據時的性能。對寫入而言，原本冗余的磁道空間被收回去了，這就導致了采用了SMR技術的硬盤寫入數據的時候，要先把所要改寫磁道的數據緩存起來，一邊要寫當前磁道的數據，還要將后面磁道的數據糾正，所以一般采用SMR技術硬盤都配置有一個大緩存，但即使有大緩存也避免不了寫入性能的降低。

因為SMR技術的特性，在有數據的軌道上繼續往附近區域擦寫數據時，會直接將已有數據重寫。而導致的直接結果就是這片區域多次的擦寫帶來的掉速。這種掉速就相當于SSD的MLC顆粒與TLC顆粒，如果把PMR技術比作MLC固態，SMR就等于開了SLC模擬的TLC固態。

此外，如果在寫入數據時意外斷電，本來硬盤上保存好的數據在寫入其他數據時被一起重新寫入而導致數據丟失。因為SMR的大范圍擦寫特性使硬盤并不能很好應付這個反復重寫的過程，所以一般廠商都會加入大緩存來緩解讀寫壓力。但眾所周知，緩存其實是RAM，RAM斷電后內部數據會完全清空。那么在寫入數據這個過程，用戶硬盤上本來保存的數據跟著新寫入的數據一起同時轉存至緩存暫時保存著，這時候一斷電，新數據與舊數據就一起消失了，這樣的潛在隱患對于很多用戶而言是難以接受的。

NAS RAID玩家眼中的毒藥

SMR技術提高了機械硬盤單碟容量，使得整個盤的容量提高到了一個新高度，減少了磁頭與盤片的故障率。同時，引入了充氦技術，功耗降低，發熱量也隨之降低，大容量的HDD價格也會隨之走低，對于主流市場消費者而言或許并沒有太大感覺，但對于NAS RAID用戶而言，SMR技術真的不太友好。

西部數據（WD）、希捷（Seagate）和東芝（Toshiba）三大廠此前被指控未能在某些HDD型號的用戶文檔中提及相應的短板，而是普遍宣傳SMR硬盤可在網絡附加存儲（NAS）環境中使用，導致一些不明真相的消費者期待其在RAID配置下具有更高的性能。在此情況下，中小企業和消費市場有大量專為承受大量工作負載而構建的NAS驅動器，尤其還需要通過RAID磁盤陣列來確保數據的可靠性和完整性、同時兼顧較高的促成農戶性能，而SMR技術顯然更側重于提升存儲密度和降低存儲成本。

SMR硬盤的存儲密度較傳統CMR磁盤要更高，但寫入性能也有些拉胯。遺憾的是，廠商未能在指導文檔中明確指出這一點，除非購買者明確知道自己的需求，不然很容易被傳統印象給誤導。

對于有穩定性和隨機讀寫要求很高的NAS來說，使用SMR硬盤會嚴重影響性能，并且根據網友反饋也會提高硬盤故障率，這樣也就不難理解為何NAS用戶視SMR硬盤為“毒物”了。

SMR硬盤也有自己的市場

當消費市場對SMR硬盤一臉嫌棄表情時，其難道一點用處都沒有嗎？實際上，除了NAS圈的用戶，SMR硬盤本身是擁有自己的適用場景的。

SMR硬盤用了更少的碟片達到了更大的存儲容量，從成本上來看，對廠家和消費者都是有利的。從性能和使用上看并不適合NAS，對隨機讀寫要求較大的場景，當做系統盤、軟件盤、游戲盤和下載盤都是不適合的，而惟一適用的場景貌似只剩下不用頻繁修改數據的倉庫盤了。

在國產固態硬盤越來越便宜的今天，甚至連2TB機械硬盤的生存空間都有可能遭到擠壓，但是機械硬盤在壽命和穩定性方面目前還是具有優勢的。比較重要的文件或者數據放在機械硬盤里安全性肯定要高于放在固態硬盤里。倉庫盤的定位或許聽起來有些尷尬，但從實用性帶來的剛需市場，的確讓SMR硬盤擁有立足的根基，畢竟在成本和容量壓力下，SMR硬盤經濟適用性一直存在。

硬盤廠商們的小算盤

大家最常聽到的和PMR硬盤相對應的就是SMR硬盤，但這其實是不準確的。由于SMR疊瓦技術會令機械硬盤的隨機讀寫性能雪上加霜，很多情況下廠商并不愿將其明確標識出來，希捷為了推廣自家的SMR硬盤是最早宣傳PMR概念的廠商，目的就是為了讓消費者混淆PMR和CMR。

與PMR相對的應該是HAMR和MAMR，而后面兩者已經鴿了很多年了，所以把SMR硬盤宣傳成PMR所謂的垂直式硬盤其實是沒有任何毛病的，因為本質上CMR和SMR都屬于PMR（垂直磁記錄），導致消費者以為PMR等于CMR，但廠商的意思是PMR還可以等于SMR。

SMR硬盤內部本身是有細分的，SMR盤對寫入的順序性約束可在硬件側由硬盤本身來管理，也可以在主機側由軟件來管理，前者被稱為DM SMR（Drive Managed SMR disk，驅動器自管理的SMR盤），后者將SMR內部的組織結構通過新增接口向上層軟件暴露，根據是否允許隨機寫又可以細分為兩類：如果SMR盤只允許上層進行順序追加寫，不允許隨機寫，那么稱為HM SMR（Host Managed SMR，主機管理的SMR盤）;如果SMR盤并不嚴格限制隨機寫操作，那么稱為HA SMR（Host Aware SMR，主機感知的SMR盤）。

廠商們的小算盤其實并不小，畢竟數據原油無論是流動還是存儲，都需要巨大的存儲資源支持，但面對SMR硬盤的缺點，恐怕唯有技術才是廠商們破局的根本。

技術改變SMR硬盤命運

在容量和成本優勢面前，SMR硬盤崛起是遲早的事兒，而其潛在的問題在不斷的技術更迭面前，也并非完全無解的。

最新消息顯示，西數正在開發一種名為Zonefs的文件系統，這是基于西數在分區存儲研究的成果，它的目標不是取代EXT4、Btrfs、XFS和ZFS這樣的通用文件系統，而是通過取代原始設備區塊文件訪問來簡化分區存儲設備的支持。

簡單來說，西數近年來一直在研究分區存儲（Zoned Storage），它將硬盤的LBA空間分成多個區塊，只能從每個區塊的開頭順序寫入數據，而且數據不能任意覆蓋。這種數據存儲技術可以改變SMR、SSD硬盤存儲、寫入數據的方式，不會再像現在這樣有很多隨機的數據寫入問題了，要寫就是從頭開始順序寫入，SMR及SSD硬盤的缺點都可以改善。

今年2月份，西數宣布將把ZoneFS文件系統提交到Linux源碼中去，5月初發布的Linux 5.6內核正式融入了這個代碼，未來SMR硬盤的可靠性問題應該會有所改善。

當然，至于這樣的“軟”改善是否能得到玩家認可就不好說了.畢竟沒多少人愿意拿自己的數據做小白鼠的。