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CMR 與 SMR 硬碟有何分別?(監控硬碟為何指定 CMR)
CMR(Conventional Magnetic Recording,傳統磁記錄)以互不重疊的同心磁軌寫入數據,寫入性能穩定;SMR(Shingled Magnetic Recording,疊瓦式磁記錄)讓新磁軌部分重疊舊磁軌,以更高磁軌密度換取更大容量,但持續寫入速度明顯較慢。本頁講解兩種技術的原理、SMR 的三種管理模式,以及監控錄影為何必須指定 CMR 硬碟。
CMR:互不重疊的傳統磁軌
CMR(傳統磁記錄) 是硬碟一直沿用的記錄方式:數據寫在一圈圈互不重疊的同心磁軌上,寫入任何一條磁軌都不會影響相鄰磁軌,因此任何位置都可以隨時直接改寫,寫入性能穩定、可預測。現代 CMR 硬碟採用垂直磁記錄(PMR)技術——磁化方向垂直於碟片表面——相比早期的縱向記錄可提供高數倍的儲存密度,自 2005 年起成為硬碟主流。
正因「CMR 建基於 PMR」,市場上有時把 CMR 與 PMR 混用;但嚴格而言 PMR 指磁化方向,CMR 指磁軌互不重疊的排列方式,SMR 同樣建基於垂直磁記錄,故此判斷硬碟類型時應以廠商標明的 CMR/SMR 為準。Western Digital 已在其官方網誌 公開旗下各系列硬碟的記錄方式清單;部分 NAS 廠商如 Synology 亦提供PMR 與 SMR 硬碟的技術說明 ,選碟前宜先行核對。
SMR:像屋頂瓦片般重疊的磁軌
寫入磁頭若做得太窄,便無法在記錄層產生足夠強的磁場。SMR(疊瓦式磁記錄) 的解決方法是:保留較寬的寫入磁頭,但讓新寫入的磁軌部分覆蓋上一條磁軌,只留下較窄的部分供讀取——磁軌如屋頂瓦片般層層疊置,磁軌密度與容量因而提升。
代價是寫入變得複雜:向一條磁軌寫入會波及其相鄰磁軌,若相鄰磁軌載有有效數據便須一併重寫,單一寫入請求可能觸發一連串相鄰磁軌的重寫。為限制重寫規模,SMR 硬碟把碟面劃分為多個只可順序追加寫入的區域(zone),寫滿後須整區重寫,運作邏輯類似固態硬碟的快閃區塊。硬碟可以 DRAM、快閃記憶體甚至碟面上預留的 CMR 區域作快取緩衝,但持續寫入大量數據時,速度仍明顯慢於 CMR 硬碟。