避之如虎? SMR硬盘真的有那么恐怖吗

在SSD硬盘强势崛起的今天，HDD硬盘凭借超大容量及较低的价格，始终占据着市场的一席之地，对于BT下载、高清乃至企业/家庭NAS玩家而言，HDD硬盘更是不可或缺的存在，而当下，全民追打SMR硬盘却让整个HDD硬盘市场风声鹤唳。

西部数据红盘NAS翻車事件

自去年下半年开始，SMR硬盘讨论热度持续攀升，全民“科普”事件让SMR成为DIY配件市场避之如虎的存在。

在众多SMR硬盘“翻车”事件中，西部数据红盘一度成为舆论的漩涡。在西部数据自身HDD硬盘阵营中，红盘本就定位于NAS市场，可被玩家扒出来西数在红盘中混用SMR、CMR两种磁记录技术。这个消息在2020年4月引发存储市场消费者激烈讨论，随后，西部数据确认红盘的确存在SMR、CMR混用，具体来说，2TB～6TB是SMR，8～14TB是CMR。

可问题是在被网友爆出问题之前，西数一直将其标注为使用CMR常规磁记录技术。悄悄使用SMR的型号包括2TB到6TB容量的西数红盘，8TB到14TB的型号暂时不受影响（依然是CMR）。

由于西数的隐瞒，许多用户在NAS中安装红盘这一专为NAS设计的硬盘后遇到了严重性能问题，如写人性能下降严重、阵列重建缓慢、硬盘因响应超时而被剔除阵列等等。

全民追打SMR硬盘

原本不少人以为这无非就是西部数据一个品牌的特例，可随着讨论的深入，在汹涌的舆论压力下，东芝、西数、希捷都不得不承认旗下的硬盘存在CM R、SMR混用。

希捷、西数公布的SMR硬盘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

东芝使用SMR技术的硬盘有4个系列的，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，之这前使用SMR技术的硬盘主要是3.5寸，而在东芝这里，2.5寸的硬盘也使用了SMR技术，即使容量只是1TB、2TB这样的低容量的。

在这场全民“避坑”行动中，甚至有网友总结出了西数及东芝硬盘官方公布的辨别SMR与否的技巧——东芝硬盘：型号DT02：5400转，4、6TB为SMR（相关产品主要是P300系列）

西数硬盘：红盘中2TB～6TB是SMR，8～14TB是CMR。

厂商独宠SMR硬盘

相对于消费者的“厌恶”，厂商们似乎对SMR硬盘情有独钟。以西部数据为例，根据西数（Western Digital）的最新路线图，2026年HDD硬盘的容量将达到60TB，是现在的4倍多。不过坏消息就是60TB也得靠SMR叠瓦式磁盘技术，不然就只有50TB容量，所以在未来SMR硬盘还会受到重视，未来一半的硬盘都要上SMR技术。

根据西数发布的最新路线图，SMR技术在未来还会快速发展，2020年之前占比可以忽略不计，但从2021年开始大幅增长，到了2024年时差不多50%的硬盘都要上SMR技术了。

当希捷、西数、东芝、三星几大家成为HDD硬盘市场“仅存”玩家的时候，对大容量、低价的追求让SMR技术地位反而越来越牢固。

SMR技术的得与失

当下，人们使用的HDD（机械硬盘）源于60多年前的IBM温氏硬盘，记录数据的是硬盘中的磁盘。大家应该经常听到CMR（传统磁记录）、PMR（垂直磁记录）与SMR（叠瓦磁记录）这三个名词，说的就是磁记录技术的类型。

SMR硬盘与传统CMR硬盘最大的不同就是他将CMR硬盘的空置磁道利用起来，让写入磁道紧密排列，重叠排列，就像屋顶的瓦片一样，每一片瓦片都要压着其他瓦片一点。SMR最大的好处就是大幅提5RT存储密度，目前的SMR技术足足使HDD硬盘的容量提升25%，容量的提升也就意味着成本的降低，所以各大厂商都积极推动SMR硬盘的普及。

但SMR硬盘在容量提升的同时，也付出了性能上的代价。影响主要是改写数据时的性能。对写入而言，原本冗余的磁道空间被收回去了，这就导致了采用了SMR技术的硬盘写入数据的时候，要先把所要改写磁道的数据缓存起来，一边要写当前磁道的数据，还要将后面磁道的数据纠正，所以一般采用SMR技术硬盘都配置有一个大缓存，但即使有大缓存也避免不了写入性能的降低。

因为SMR技术的特性，在有数据的轨道上继续往附近区域擦写数据时，会直接将已有数据重写。而导致的直接结果就是这片区域多次的擦写带来的掉速。这种掉速就相当于SSD的MLC颗粒与TLC颗粒，如果把PMR技术比作MLC固态，SMR就等于开了SLC模拟的TLC固态。

此外，如果在写入数据时意外断电，本来硬盘上保存好的数据在写入其他数据时被一起重新写入而导致数据丢失。因为SMR的大范围擦写特性使硬盘并不能很好应付这个反复重写的过程，所以一般厂商都会加入大缓存来缓解读写压力。但众所周知，缓存其实是RAM，RAM断电后内部数据会完全清空。那么在写入数据这个过程，用户硬盘上本来保存的数据跟着新写入的数据一起同时转存至缓存暂时保存着，这时候一断电，新数据与旧数据就一起消失了，这样的潜在隐患对于很多用户而言是难以接受的。

NAS RAID玩家眼中的毒药

SMR技术提高了机械硬盘单碟容量，使得整个盘的容量提高到了一个新高度，减少了磁头与盘片的故障率。同时，引入了充氦技术，功耗降低，发热量也随之降低，大容量的HDD价格也会随之走低，对于主流市场消费者而言或许并没有太大感觉，但对于NAS RAID用户而言，SMR技术真的不太友好。

西部数据（WD）、希捷（Seagate）和东芝（Toshiba）三大厂此前被指控未能在某些HDD型号的用户文档中提及相应的短板，而是普遍宣传SMR硬盘可在网络附加存储（NAS）环境中使用，导致一些不明真相的消费者期待其在RAID配置下具有更高的性能。在此情况下，中小企业和消费市场有大量专为承受大量工作负载而构建的NAS驱动器，尤其还需要通过RAID磁盘阵列来确保数据的可靠性和完整性、同时兼顾较高的促成农户性能，而SMR技术显然更侧重于提升存储密度和降低存储成本。

SMR硬盘的存储密度较传统CMR磁盘要更高，但写入性能也有些拉胯。遗憾的是，厂商未能在指导文档中明確指出这一点，除非购买者明确知道自己的需求，不然很容易被传统印象给误导。

对于有稳定性和随机读写要求很高的NAS来说，使用SMR硬盘会严重影响性能，并且根据网友反馈也会提高硬盘故障率，这样也就不难理解为何NAS用户视SMR硬盘为“毒物”了。

SMR硬盘也有自己的市场

当消费市场对SMR硬盘一脸嫌弃表情时，其难道一点用处都没有吗？实际上，除了NAS圈的用户，SMR硬盘本身是拥有自己的适用场景的。

SMR硬盘用了更少的碟片达到了更大的存储容量，从成本上来看，对厂家和消费者都是有利的。从性能和使用上看并不适合NAS，对随机读写要求较大的场景，当做系统盘、软件盘、游戏盘和下载盘都是不适合的，而惟一适用的场景貌似只剩下不用频繁修改数据的仓库盘了。

在国产固态硬盘越来越便宜的今天，甚至连2TB机械硬盘的生存空间都有可能遭到挤压，但是机械硬盘在寿命和稳定性方面目前还是具有优势的。比较重要的文件或者数据放在机械硬盘里安全性肯定要高于放在固态硬盘里。仓库盘的定位或许听起来有些尴尬，但从实用性带来的刚需市场，的确让SMR硬盘拥有立足的根基，毕竟在成本和容量压力下，SMR硬盘经济适用性一直存在。

硬盘厂商们的小算盘

大家最常听到的和PMR硬盘相对应的就是SMR硬盘，但这其实是不准确的。由于SMR叠瓦技术会令机械硬盘的随机读写性能雪上加霜，很多情况下厂商并不愿将其明确标识出来，希捷为了推广自家的SMR硬盘是最早宣传PMR概念的厂商，目的就是为了让消费者混淆PMR和CMR。

与PMR相对的应该是HAMR和MAMR，而后面两者已经鸽了很多年了，所以把SMR硬盘宣传成PMR所谓的垂直式硬盘其实是没有任何毛病的，因为本质上CMR和SMR都属于PMR（垂直磁记录），导致消费者以为PMR等于CMR，但厂商的意思是PMR还可以等于SMR。

SMR硬盘内部本身是有细分的，SMR盘对写入的顺序性约束可在硬件侧由硬盘本身来管理，也可以在主机侧由软件来管理，前者被称为DM SMR（Drive Managed SMR disk，驱动器自管理的SMR盘），后者将SMR内部的组织结构通过新增接口向上层软件暴露，根据是否允许随机写又可以细分为两类：如果SMR盘只允许上层进行顺序追加写，不允许随机写，那么称为HM SMR（Host Managed SMR，主机管理的SMR盘）;如果SMR盘并不严格限制随机写操作，那么称为HA SMR（Host Aware SMR，主机感知的SMR盘）。

厂商们的小算盘其实并不小，毕竟数据原油无论是流动还是存储，都需要巨大的存储资源支持，但面对SMR硬盘的缺点，恐怕唯有技术才是厂商们破局的根本。

技术改变SMR硬盘命运

在容量和成本优势面前，SMR硬盘崛起是迟早的事儿，而其潜在的问题在不断的技术更迭面前，也并非完全无解的。

最新消息显示，西数正在开发一种名为Zonefs的文件系统，这是基于西数在分区存储研究的成果，它的目标不是取代EXT4、Btrfs、XFS和ZFS这样的通用文件系统，而是通过取代原始设备区块文件访问来简化分区存储设备的支持。

简单来说，西数近年来一直在研究分区存储（Zoned Storage），它将硬盘的LBA空间分成多个区块，只能从每个区块的开头顺序写入数据，而且数据不能任意覆盖。这种数据存储技术可以改变SMR、SSD硬盘存储、写入数据的方式，不会再像现在这样有很多随机的数据写入问题了，要写就是从头开始顺序写入，SMR及SSD硬盘的缺点都可以改善。

今年2月份，西数宣布将把ZoneFS文件系统提交到Linux源码中去，5月初发布的Linux 5.6内核正式融入了这个代码，未来SMR硬盘的可靠性问题应该会有所改善。

当然，至于这样的“软”改善是否能得到玩家认可就不好说了.毕竟没多少人愿意拿自己的数据做小白鼠的。