Depuis plusieurs mois, Western Digital propose des disques durs Red exploitant la technologie d’écriture SMR avec un chevauchement des pistes. Le fabricant n’en fait pas mention sur ses fiches techniques, mais nous confirme la situation et nous livre quelques détails.
Comme nous l’avions expliqué dans notre dossier sur les technologies HAMR et MAMR, un HDD intègre des plateaux contenant des pistes circulaires et des têtes de lecture/écriture qui se déplacent juste au-dessus. Un fonctionnement proche du bras d'une platine vinyle, mais avec un champ magnétique pour le stockage des données.
PMR/CMR vs SMR : session de rattrapage
À leurs débuts, les disques durs utilisaient un procédé LMR (longitudinal Magnetic Recording ou enregistrement magnétique longitudinal) où la magnétisation de chaque bit était alignée horizontalement. Puis est venu le temps du PMR (Perpendicular Magnetic Recording ou enregistrement magnétique perpendiculaire) avec une rotation à 90° pour augmenter la densité. On parle aussi parfois de CMR (Classic Magnetic Recording).
Depuis plusieurs années, la technologie SMR (Shingled Magnetic Recording) est utilisée par certains fabricants. Dans ce cas, les pistes sont en partie superposées afin d'augmenter encore plus la densité des plateaux. Si cela ne change rien pour la lecture, ce n'est pas le cas de l'écriture : il faut réinscrire les données sur les pistes se chevauchant, entraînant un phénomène d'amplification en écriture. Synology en détaille le fonctionnement par ici.
Selon les cas, les disques durs SMR peuvent être « host managed » (il faut un contrôleur compatible), « drive managed » (leur firmware s'occupe de gérer l’écriture et donc la superposition des pistes) ou bien « host aware » afin d’être gérée par le firmware ou l'hôte selon les cas.
La question s'est récemment posée de savoir si Western Digital utilisait ou non la seconde méthode sur ses disques de la gamme Red pour NAS. Un choix qui serait fait sans mention sur les fiches techniques de la marque. Celle-ci nous confirme la situation, évoquant une pratique « transparente » pour l’utilisateur. Vraiment ?
Quatre disques durs WD Red sont en SMR
« Les disques durs WD Red d’une capacité de 2 à 6 To utilisent actuellement la technologie SMR gérée par appareil [DMSMR pour Device Manages SMR, ndlr] afin de maximiser la densité », nous explique Western Digital. Au contraire des versions de 8 à 14 To se reposant sur du CMR.
Western Digital ajoute que « le DMSMR ne doit pas être confondu avec le SMR géré par l'hôte [HMSMR pour Host Managed SMR, ndlr], qui est conçu pour les applications des datacenters » qui ont des exigences de charge de travail et d'intégration propres au monde des serveurs.
Dans le cas présent, un disque dur DMSMR est donc « vu » par le système et utilisable comme n’importe quel autre disque dur. Mais est-ce sans conséquences ?
Western Digital rappelle les « limites » des Red
Le fabricant se veut rassurant : « la charge de travail typique d’un NAS pour les particuliers ou les petites entreprises est intermittente, laissant suffisamment de temps d'inactivité aux disques DMSMR pour effectuer les tâches de gestion des données en arrière-plan selon les besoins, en proposant une expérience optimale pour les utilisateurs ».
Mais si cela ne change rien en lecture, la chanson est différente en écriture :
« Lorsque les données écrites doivent être modifiées ou écrasées, la tête d'écriture n'enregistre pas directement les données sur la piste magnétique existante, afin d'éviter d'endommager la piste magnétique adjacente. Les données modifiées sont écrites sur une zone vide du disque, tandis que la piste magnétique d'origine avec les anciennes données reste temporairement inchangée.
Lorsque le disque dur est inactif, le mécanisme de réorganisation prend le relais, où les anciens bits de données de la piste magnétique d'origine sont automatiquement effacés et sont de nouveau disponibles pour les nouvelles données ».
Les Red sont certifiés par Western Digital pour une charge de travail annualisée de 180 To, copiés depuis ou vers le NAS, et recommande à ses clients de ne pas dépasser cette limite. Pour des charges plus importantes – jusqu’à 300 To/an – le constructeur met en avant sa série Red Pro ou Ultrastar pour les datacenters.
Red 2 à 6 To : WDx0EFRX (CMR ?) et WDx0EFAX (SMR ?)
Mais il y a un problème, de taille : le constructeur ne donne aucune information sur l’utilisation de la technologie SMR sur son site et dans sa fiche technique. On y remarque par contre que certaines références – de 2 à 6 To comme par hasard – sont doublées avec les WDx0EFRX et WDx0EFAX, le x désignant la capacité en To :
Quelques différences sont à noter entre ces séries : le cache des WDx0EFAX est de 256 Mo avec un débit maximum de 180 Mo/s quelle que soit la capacité, contre respectivement 64 Mo et 175 à 147 Mo/s pour les WDx0EFRX. La consommation électrique et le niveau de bruit varient aussi entre les deux familles.
Cette double référence n’existe pas sur la fiche technique des disques durs WD Red Pro qui seraient tous en CMR. La présence d’un cache quatre fois plus important laisse penser que les WXD0xEFAX sont des SMR, contrairement au WDx0EFRX, mais cela reste à confirmer. Nous attendons des réponses plus précises sur le sujet.
Mais sur sa page dédiée à la compatibilité des des HDD/SSD, Synology apporte de l’eau à notre moulin en indiquant clairement que les WD20EFAX et WD60EFAX sont des disques SMR. Ce sont les seuls modèles Western Digital de 3,5" à être présentés comme des SMR :
RAID : mixer des disques SMR et CMR n’est pas une bonne idée
Là encore, Western Digital se veut rassurant : « Lors de nos tests des disques WD Red, nous n'avons trouvé aucun problème de reconstruction RAID dû à la technologie DMSMR ».
Mais tous les clients et Synology ne semblent pas de cet avis. Pour rappel, le fabricant de NAS recommande à ses utilisateurs « d'établir un RAID sur tous les disques PMR ou sur tous les disques SMR. Si un RAID est établi sur les disques PMR et SMR, les performances globales de lecture/écriture peuvent être affectées par les disques SMR lors des tâches de remplacement ».
Pas d’incompatibilité stricte donc, mais une perte de performances. Malheureusement, dans le cas de ces modèles signés Western Digital, il sera difficile (voire impossible) de connaître la référence précise avant de passer commande. Nous avons demandé au fabricant depuis quand des disques durs Red utilisent la technologie SMR, si d’autres modèles allaient suivre et s’il comptait afficher clairement cette mention sur son site et ses brochures.
Nous mettrons à jour cette actualité lorsque nous aurons obtenu des réponses.
Commentaires (15)
#1
Intéressant et à contrôler du coup…
Par contre, vous indiquez que WD n’utilise la techno SMR que pour des 2 à 6To sans doute sous des ref type WDx0EFAX.
Vu que j’ai 4 WD80EFAX-68KNBN0 et 2 WD80EFZX-68UW8N0… je me suis demandé si il y avait des infos sur mes WD80EFAX-68KNBN0!
Et ouf, ils semblent bien être en CMR.
#2
Il reste quelques questions en suspend au final, pour une même capacité entre SMR et CMR, y a t il un plateau de moins ? Vu les fiches technique ça ne transparait pas. Et si il y a le même nombre de plateaux, les SMR seraient de moins bonne qualité et leurs tailles serait augmenté par la technologie de chevauchement. Ils devraient donc être moins cher, non ?
Commercialement c’est à la limite de la tromperie sur la marchandise.
Cette technologie ne pose pas de problèmes en cas de secteur défectueux ou d’usure plus rapide ? Quand le disque est presque plein les performances en écriture doivent s’effondrer non ?
#3
Il n’y a donc que les petites capacités qui sont touchés ?
Promis juré, pas de 8/10/12to ?
#4
Pffff abusé, moi qui avait pris des 3to pour éviter ce genre de techno en me disant que ça devait être utilisé que pour les grosses capacité … C’est moche
#5
il semblerait que j’ai un seagate 4To en smr :(
d’après https://blocksandfiles.com/2020/04/15/seagate-2-4-and-8tb-barracuda-and-desktop-hdd-smr/
est-ce que la taille du cache peut etre un indice ? mais j’ai pas compris dans quel sens en lisant l’article (est-ce qu’a capacité / référence similaire, les disques smr ont + ou - de cache que les versions “classiques” ?)
#6
Je ne sais pas pour vous mais moi la seule source d’information fiable que je connaisse pour savoir si un disque est “SMR” ou “PMR” c’est la “hard disk platters and density database” :
https://rml527.blogspot.com/2010/09/hdd-platter-capacity-database.html
Elle est mise à jour quasi quotidiennement et tout un chacun peut contribuer
Perso ça fait quelques années que je compare des SMR et PMR, je pense qu’aucun problème pour mettre du SMR dans un nas 1 ou deux baies, ces disques sont juste passagèrement très lent (30Mo/s, presqu’aussi lents que des SSD QLC
) mais en RAID 5 ou 6 melanger du SMR et PMR c’est être certain que les SMR vont être éjectés du pool.
#7
Et pour les grosses capacités, ils disent quelque chose sur les disques externes ?
J’ai fini par shucker quelques WD MyBook 12To quand ils étaient vers 17€ le tera. Et pour du stockage en RAID5, ça fonctionne très bien (pour l’instant ;) )
Mais je continue à me demander pourquoi ces disques sont aussi peu cher par rapport aux disques internes… SMR maybe ?
Franchement, j’ai rien contre le SMR. Mais je n’ai que du mépris pour des constructeurs qui n’assument pas ce qu’ils vendent. WD et Seagate sont dans le même bateau ici.
Il y a qq années sur un Seagate 2To 2”1⁄2 de 7mm d’épaisseur, j’avais eu beaucoup de mal a trouver l’information. Il en est tout de même fait mention dans le product manual (le PDF qui fait 40 pages). Mais sinon motus et bouche cousue.
Il est mort après de très bon et loyaux services, mais pas “long”, et même un peu court pour être franc ( < 3 ans). Si je me souvient bien, il n’avait aucune erreur d’écriture, mais n’arrivait plus a rien lire (j’ai un peu oublié les détails, mon cerveau doit aussi être en SMR ;) Il me semble que badblocks pouvait écrire sur l’intégralité du disque sans générer la moindre erreur, mais était incapable d’y lire le moindre octet)
#8
En gros les disques de toutes marques jusqu’à 1,66 To/ plateau sont en CMR/PMR, et ceux à partir de 2 To / plateau sont en SMR.
En nombre de plateaux sur des WD Red de 4 To tu as :
(et ils devraient donc être 33% moins cher.. mais non haha)
Pour que les performances s’effondrent sur un disque en SMR en “drive managed” tu n’as pas besoin de le remplir, au contraire un remplissage d’un disque vierge va à une vitesse tout-à-fait normale.
Non c’est sur les petites écritures aléatoires que la vitesse s’effondre totalement (les lectures ne sont pas touchées).
Imagine que tu as un quelques secteur de 4K à réécrire par ci par là.
Sur un disque classique en PMR, chaque commande de réécriture d’1 secteur de 4K entraine.. 1 seule vraie commande de réécriture de secteur 4K.
Mais sur le disque en SMR, les cylindres sont écrits les uns par dessus les autres en tuile, par groupe de plusieurs dizaines de pistes qui se recouvrent légèrement, ces groupes de pistes sont séparés par des “zones blanches” de séparation.
A chaque écriture d’un seul bloc de 4K au milieu d’un groupe de pistes contenant au moins 1 bloc avec des données, le disque en PMR doit lire tous les blocs entre deux zones blanches et ça même si le disque n’est rempli qu’à 5%.
Donc dans le pire des cas pour écrire un bloc de 4K, ton disque doit :
inutile de dire que ça fait s’effondrer les perfs d’écriture aléatoires.
#9
Ouais bin après vérification, les 2 derniers WD Red 4To que j’ai acheté il y a 1 mois sont en SMR.
Après, honnêtement tant que ça ne remet pas en cause la fiabilité de mixer, ça me dérange pas, mais WD pourrait être plus clair sur le sujet en effet.
#10
Idem je suis aussi tombé dans le panneau
#11
Honte à WD mais cela semble toucher tous les constructeurs :
https://zfsonlinux.topicbox.com/groups/zfs-discuss/T759a10612888a9d9-Me469c98023e1a2cb059f9391
#12
C’est d’autant plus ballot de cacher la nature SMR d’un disque, que ça empêche de paramétrer correctement un RAID.
Avec par exemple l’info sur la taille des zones et leurs organisation, ça pourrait aider a paramétrer la taille des chunk du RAID et leur éventuel alignement.
Ça doit pouvoir se déterminer via des tests d’écritures chronométrés, mais ça doit être une tanné à faire. Très peu pour moi, en tout cas.
Elles sont vraiment pénible ces boites qui ont honte de ce qu’elles font et ne peuvent pas s’empêcher d’essayer de le cacher.
Des disques avec 25% d’espace en plus pour le même prix, avec de bonnes infos pour pouvoir déterminer si c’est adapter à son besoin, ce sera sans doute trop simple pour eux
#13
Bon ben je vais continuer à acheter des 8/10/12To moins hein
De toutes façons j’ai pas le choix, j’ai plus de place dans mon boitier
#14
t’as des références pas chères pour du 8To ?
j’ai un seagate externe que j’utilise sur un nextcloud (pi) et ceux qui l’ont ouvert, d’après les commentaires amazon, ont trouvé une ref en SMR :(
je comprend mieux pourquoi je l’ai entendu gratter alors que “iotop” n’indiquait aucune activité, je suppose qu’il se “reconstruisait” en interne
j’ai eu le malheur de vouloir faire un rsync, au début y’avait rien dessus, le rsync depuis l’autre disque a donc été rapide, mais au deuxième coup, il a pris des plombes, je suppose qu’a chaque fois qu’il y avait une mini différence, il devait réécrire tout le bloc :s et bonjour la latence …
quand je vois le prix des ironwolf, en plus c’est du 7200tr/min pour ce que je vois sur amazon / meteriel.net/grosbill … , j’ai pas besoin de ça :s
#15
Je n’achètes que des WD RED NAS PRO désolé…
De ce que je vois, le WD80EFAX-xxKNBNx 8TB n’est pas SMR