Công Nghệ DMSMR Đến Từ Western Digital

Công Nghệ DMSMR Đến Từ Western Digital

Công nghệ Ghi từ tính được quản lý bằng tấm lợp (DMSMR) khác với Ghi từ tính thông thường (CMR) và có thể được triển khai theo nhiều cách khác nhau. Bài viết này sẽ đi sâu vào việc khám phá những đặc điểm nổi bật của công nghệ DMSMR và cách mà Western Digital đã áp dụng thành công công nghệ này để đáp ứng nhu cầu của người dùng hiện đại.

Địa chỉ khối logic gián tiếp

Trong CMR, mỗi rãnh được viết riêng biệt với các rãnh lân cận liền kề. Trong phương pháp này, có sự tương tác tối thiểu giữa các bản nhạc. Các lĩnh vực dữ liệu có thể được ghi và viết lại nhiều lần. Hơn nữa, vị trí LBA (Địa chỉ khối logic) là tuyệt đối và không thể di chuyển sau khi định dạng.

Ngược lại, trong ổ đĩa SMR, các rãnh dữ liệu được sắp xếp bằng cách chồng lên rãnh trước đó (do đó có tên là “Shingle”). Theo cách này, các đường ray được xếp gần nhau hơn nhiều, giúp tăng mật độ diện tích. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng kiến ​​trúc này, dữ liệu từ rãnh "down shingle" sẽ bị xóa khi ghi, do đó khiến việc đặt dữ liệu mới vào vị trí đã ghi trước đó là không thể nếu không phá hủy dữ liệu cũ từ rãnh trượt xuống. Để thực hiện việc ghi mới, toàn bộ phân đoạn dữ liệu (Vùng SMR) cần được ghi lại để bảo toàn dữ liệu khác.

SMR

Đây là nơi mà mọi thứ trở nên thú vị. Để ghi lại dữ liệu, tất cả dữ liệu trong cùng phân đoạn dữ liệu (vùng SMR) sẽ được di chuyển đến nơi khác. Khi làm như vậy, địa chỉ tuyệt đối của dữ liệu sẽ được ánh xạ lại. Kiểu chuyển động này được gọi là Chuyển động LBA gián tiếp. Nó chi phối cách thiết bị hoạt động với công nghệ ghi cơ bản này và cách thiết bị có thể được điều chỉnh sao cho thuận lợi cho các ứng dụng và khối lượng công việc khác nhau bằng cách sắp xếp vị trí, cách thức và thời điểm đặt dữ liệu.

Dữ liệu động và vùng

Cách tiếp cận của chúng tôi đối với DMSMR rất năng động. Chúng tôi chỉ định các kích thước vùng SMR khác nhau cho các mục đích và ứng dụng khác nhau. Sử dụng công nghệ máy học và nhận dạng mẫu trong hệ thống của chúng tôi, ổ đĩa sẽ phát hiện các loại dữ liệu để chúng tôi có thể kết hợp các loại dữ liệu tương tự lại với nhau nhằm tối đa hóa hiệu suất. Ví dụ: nhật ký và siêu dữ liệu để lập chỉ mục hoặc ghi nhật ký ghi khối nhỏ sẽ được đặt ở nơi nào đó thuận lợi hơn cho việc thu gom rác, trong khi việc chuyển khối lớn sẽ được đặt vào các vùng lớn.

Một ví dụ khác là chỉ định số lượng lớn các vùng nhỏ cho I/O ngẫu nhiên thuần túy, như trong trường hợp ứng dụng NAS. Ở đây, chúng tôi có thể đệm dữ liệu để đối chiếu nhằm chuyển vào vùng đích cuối cùng hiệu quả hơn hoặc chúng tôi có thể chọn để dữ liệu ở đó để lưu trữ vĩnh viễn, từ đó cắt giảm nhu cầu về nhiều hoạt động nền hơn.

Cấu hình của các vùng ván lợp lớn và/hoặc nhỏ mang lại cho chúng tôi khả năng duy trì chuyển động của dữ liệu như một phần của hoạt động nền và chỉ khi cần thiết. Điều này chỉ có thể thực hiện được nhờ tính chất gián tiếp LBA của kiến ​​trúc SMR. Số lượng cấu hình rất lớn, tính linh hoạt vẫn cao hơn.

Những lợi ích mới xuất hiện

Cách xử lý vị trí dữ liệu thông minh này đã mang lại một số lợi ích thú vị:

Tính toàn vẹn dữ liệu — Bởi vì các ổ đĩa DMSMR đưa dữ liệu xuống một cách tuần tự, nên ECC theo dõi (tích lũy thông tin chẵn lẻ trên cơ sở mỗi bản nhạc) có thể được đặt ở cuối mỗi bản nhạc dữ liệu. Nó cho phép ổ đĩa sửa tới 8K byte dữ liệu trên mỗi rãnh trong quá trình đọc, với hiệu suất gần như nhanh chóng. Khả năng xử lý ngoại lệ này đặc biệt có lợi trong trường hợp bị sốc, rung quạt, lỗi phát triển hoặc các môi trường hoạt động kém lý tưởng khác. Sự phát triển sức mạnh bảo vệ dữ liệu trong quá trình đọc này xuất hiện một cách tự nhiên trong kiến ​​trúc SMR.

Hơn nữa, có những kỹ thuật mà ổ SMR có thể triển khai khi gặp lỗi lệnh trong khi ghi, trong cùng một môi trường hoạt động không lý tưởng: Nó có thể đặt dữ liệu với khoảng cách rãnh lớn hơn khi khả năng theo dõi kém hoàn hảo, hoặc bằng cách nhanh chóng khắc phục dữ liệu bị hỏng do ghi sai hướng và di chuyển chúng đi nơi khác. Nó cũng có thể thực hiện khôi phục việc hủy bỏ ghi một cách liền mạch bằng cách ghi lại cùng một dữ liệu trên các bản nhạc khác nhau.

Thông lượng – Thuộc tính của kiến ​​trúc SMR cũng cho phép chúng ta kết hợp dữ liệu trong bộ đệm một cách tự do hơn, một lần nữa chủ yếu là do gián tiếp LBA. Hiệu suất có thể tốt khi một loạt thao tác ghi ngẫu nhiên được tuần tự hóa thành một vùng cục bộ. Tuy nhiên, sự bùng nổ hiệu suất này cũng phải trả giá: dữ liệu cần được di chuyển để cải thiện hiệu suất đọc gần như tuần tự. Tuy nhiên, với lượng thời gian nhàn rỗi thích hợp, chẳng hạn như trong môi trường NAS điển hình, lợi ích này có thể dễ dàng thu được với khối lượng công việc phù hợp.

Cân nhắc về DMSMR

Di chuyển dữ liệu yêu cầu thời gian nhàn rỗi - Một trong những chủ đề được thảo luận nhiều nhất trong ổ DMSMR là di chuyển dữ liệu. Về bản chất gián tiếp LBA, đây là mặt khác của cùng một đồng xu. Để có thể di chuyển dữ liệu một cách tự do đòi hỏi ổ đĩa phải có thời gian rảnh để thực hiện các tác vụ này ở chế độ nền. Nếu không có khả năng duy trì trước dung lượng ổ đĩa, ổ đĩa, trong những điều kiện cụ thể, có thể mất nhiều thời gian hơn để hoàn thành lệnh khi tài nguyên của nó cạn kiệt.

Một phép tương tự đơn giản: Hãy tưởng tượng ổ đĩa như một nhà kho sắp xếp tất cả bộ nhớ cho bạn. Khi ngày càng có nhiều thùng carton với nhiều kích cỡ khác nhau chất đống, chúng ta cần thêm thời gian để sắp xếp lại chúng. Càng trì hoãn công việc, chúng ta càng có ít không gian để di chuyển và dọn dẹp. Nếu chúng ta không cho phép khoảng thời gian này, sự vô tổ chức sẽ dẫn đến không gian chật chội, hiệu quả thấp và thời gian phản hồi kém để xác định đúng thùng carton.

Khối lượng công việc được chỉ định — Ổ đĩa của chúng tôi được thiết kế để hoạt động trong các môi trường cụ thể. Phần sụn được thiết kế riêng cho trường hợp sử dụng ứng dụng cụ thể và do đó được thiết kế với các kích thước vùng, chính sách đệm và xóa cực kỳ khác nhau về cách dữ liệu được cam kết.

Chúng tôi thu thập nhiều dữ liệu hiện trường để hiểu sâu về khối lượng công việc, mức sử dụng dữ liệu, thời gian nhàn rỗi, tỷ lệ đọc/ghi và các đặc tính khác để có thể thiết kế chương trình cơ sở được tối ưu hóa cao cho các phân khúc cụ thể (ví dụ: máy tính cá nhân, NAS, v.v.). Vì ổ đĩa của chúng tôi được tối ưu hóa cho các mục đích cụ thể nên hiệu suất có thể bị ảnh hưởng nếu được sử dụng cho mục đích không được thiết kế.

Một sự thay đổi mô hình

Công nghệ DMSMR tương đối mới và đang phát triển khi chúng tôi tiếp tục nâng cao hiệu suất cũng như các khả năng ổ đĩa khác. Mặc dù kiểu thiết kế được xây dựng có mục đích này rất thú vị vì tính linh hoạt của nó nhưng nó đương nhiên đi kèm với rất nhiều câu hỏi. Chúng tôi có kế hoạch thường xuyên cung cấp thông tin chi tiết về công nghệ và hướng dẫn trường hợp sử dụng.

Tóm lại, công nghệ DMSMR của Western Digital không chỉ đáp ứng nhu cầu lưu trữ dữ liệu ngày càng lớn mà còn nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của các hệ thống lưu trữ. Với khả năng tối ưu hóa không gian lưu trữ và quản lý dữ liệu thông minh, DMSMR là lựa chọn lý tưởng cho cả doanh nghiệp và người dùng cá nhân trong kỷ nguyên số hóa. Western Digital, với tầm nhìn và sự đổi mới không ngừng, đã và đang dẫn đầu trong việc cung cấp những giải pháp lưu trữ tiên tiến, hứa hẹn sẽ tiếp tục mang đến nhiều đột phá hơn nữa trong tương lai.

---