Эксперты в подборе IT-оборудования
Массив из четырёх дисков по 4 ТБ, один вышел из строя. Замену купили той же линейки, поставили, запустили восстановление. Прошли сутки, потом вторые, а прогресс едва сдвинулся. Контроллер исправен, партия не бракованная: у нового диска черепичная запись, SMR.
Короткий ответ на вопрос «SMR или CMR»: для RAID, NAS, ZFS и любого массива, куда постоянно пишут, берут CMR. SMR-диск нормально работает одиночным хранилищем под архив и копии, которые записываются крупными порциями и редко перезаписываются. Ниже разберём, почему так, как узнать тип записи у диска, который уже стоит в сервере, и что делать, если SMR оказался в массиве.
Быстрый выбор
RAID 1, 5, 6, 10, ZFS, mdadm, офисный NAS → CMR.
Массив под виртуальные машины, 1С, почту, файловый сервер → CMR.
Отдельный диск для еженедельной копии или архива → SMR подойдёт.
Не знаете, какой тип у диска → проверьте модель по списку производителя (как это сделать - ниже).
Обе технологии записи хранят данные на тех же магнитных пластинах, разница в том, как уложены дорожки.
CMR (Conventional Magnetic Recording, обычная магнитная запись) - это способ записи, при котором дорожки на пластине не перекрываются. Головка переписывает сектор, соседние данные остаются на месте. Технология записи CMR стоит в большинстве жёстких дисков для NAS и серверов.
SMR (Shingled Magnetic Recording, черепичная запись) - это способ записи, при котором каждая дорожка частично ложится на соседнюю. На ту же пластину помещается больше данных, терабайт выходит дешевле. Расплачиваться приходится на перезаписи. Название точное: как в ряду черепицы, одну плитку из середины не заменить, не сняв те, что лежат сверху. Чтобы изменить данные на одной дорожке, диск переписывает целую группу дорожек, которая называется зоной.
| CMR | SMR (управляется самим диском) | |
|---|---|---|
| Дорожки | лежат раздельно | внахлёст |
| Цена за терабайт | выше | ниже за счёт плотности записи |
| Чтение | обычное | такое же |
| Последовательная запись на пустой диск | обычная | в даташите выглядит так же |
| Перезапись и мелкая случайная запись | ровная скорость | быстро, пока не кончился буфер, потом провалы |
| Восстановление массива | часы | может растянуться на дни |
| Где встречается | NAS-линейки, серверные диски | недорогие настольные 3,5", ноутбучные 2,5", часть внешних USB-дисков |
Отдельно про путаницу с PMR. PMR (Perpendicular Magnetic Recording, перпендикулярная запись) описывает, как намагничены участки пластины. Этот принцип используют и CMR-, и SMR-диски, так что PMR и SMR не противоположности. Магазины и даже производители часто пишут «PMR» в значении «без черепицы». Надёжнее искать в даташите строку, где тип записи назван прямо: CMR или SMR.
У SMR-диска из магазина внутри есть область с обычной, нечерепичной записью. Это буфер, производители называют его media cache. Новые данные сначала падают туда, а раскладывать их по черепичным зонам диск будет потом, в простое. Размер буфера в даташитах обычно не пишут.
Пока буфер не заполнен, диск ведёт себя как обычный. Что происходит под долгой записью:
| Шаг | Что делает диск | Что видит сервер |
|---|---|---|
| 1. Запись началась | складывает данные в буфер | обычная скорость |
| 2. Буфер заполнен | переносит данные из буфера в зоны, переписывая зоны целиком | скорость падает до единиц или десятков МБ/с |
| 3. Запись продолжается | переносит старое и принимает новое одновременно | долгие паузы в ответах |
| 4. Нагрузка ушла | в простое разгребает буфер | через время диск снова «быстрый» |
Отсюда популярная ошибка проверки. На новый диск скопировали 20 ГБ, скорость отличная, диск признан годным. Буфер просто ещё не кончился. Проблема видна на долгой записи в десятки и сотни гигабайт подряд. Именно такая запись и идёт при восстановлении массива.
SMR бывает трёх видов, и для выбора дисков в офис важен только первый:
| Вид | Что видит операционная система | Где встречается |
|---|---|---|
| DM-SMR (Drive-Managed, управляет диск) | обычный диск, о зонах ничего не знает | настольные, ноутбучные, внешние диски, WD Red 2-6 ТБ |
| HA-SMR (Host-Aware) | обычный диск, но умеет отдавать системе сведения о зонах | промежуточный вариант |
| HM-SMR (Host-Managed, управляет хост) | зонированное устройство, писать можно только последовательно | облачные и архивные модели, например WD Ultrastar DC HC680 |
HM-SMR в обычный RAID или ZFS не поставить: такому диску нужно программное обеспечение, которое само раскладывает данные по зонам. Когда в споре звучит «облака же используют SMR», речь как раз про HM-SMR и собственный стек хранения. К диску из магазина для офисного NAS это не относится.
Восстановление массива (ребилд, в ZFS - resilver) - многочасовая запись на новый диск без пауз. Ровно та нагрузка, при которой DM-SMR исчерпывает буфер и уходит в переукладку. Простоя, в котором диск навёл бы порядок, нет: контроллер продолжает писать.
Нагляднее всего это показал замер ServeTheHome весной 2020 года. Массив RAIDZ из четырёх дисков по 4 ТБ заполнили примерно на 60 %, один диск заменили и запустили восстановление. С CMR-дисками (WD Red WD40EFRX, Seagate IronWolf, HGST) resilver занял меньше 17 часов. С SMR-диском WD Red WD40EFAX - почти 230 часов, больше девяти суток. Процесс завершился без ошибок, тест повторили на втором экземпляре с тем же результатом. Всё это время массив работал без запаса прочности: отказ ещё одного диска в RAIDZ1 означал бы потерю пула.
Для CMR время ребилда можно прикинуть заранее. Грубая формула: объём диска делим на среднюю скорость записи. Аппаратный RAID и mdadm проходят диск целиком, ZFS копирует только занятые данные.
| Ёмкость диска | Средняя скорость (допущение) | Ребилд без нагрузки, оценка |
|---|---|---|
| 4 ТБ | 150 МБ/с | около 7,5 часа |
| 8 ТБ | 170 МБ/с | около 13 часов |
| 16 ТБ | 200 МБ/с | около 22 часов |
| 24 ТБ | 220 МБ/с | около 30 часов |
Для аппаратного RAID и mdadm это нижняя граница, у ZFS на полупустом пуле может выйти быстрее. Под рабочей нагрузкой контроллеры и mdadm уступают ей скорость, и ребилд идёт дольше. В замере ServeTheHome даже CMR-массив восстанавливался дольше, чем обещает формула. С SMR формула не работает вовсе: скорость после заполнения буфера непредсказуема, в том тесте разница с CMR получилась в 13-14 раз.
Western Digital в своём заявлении 2020 года прямо написала, что при resilver в ZFS идёт долгая случайная запись, DM-SMR-дискам не остаётся времени простоя на внутреннюю переукладку, и производительность падает. Для ZFS производитель рекомендовал CMR-линейки WD Red Plus и Red Pro. iXsystems, разработчик TrueNAS, описала случай хуже: WD40EFAX с прошивкой 82.00A82 под тяжёлой записью начинал возвращать ошибки IDNF, и ZFS считал его вышедшим из строя.
Под ту же нагрузку попадает всё, что долго пишет: приём снапшотов через zfs receive, репликация на резервный пул, первичное заполнение нового NAS. Подбором recordsize или размера кэша ARC это не лечится, ограничение сидит в прошивке диска. Если с ZFS вы пока знакомы по верхам, начните с разбора файловой системы ZFS.
У программного RAID в Linux своя беда. Ядро по умолчанию ждёт ответа от диска 30 секунд (параметр /sys/block/sdX/device/timeout), потом сбрасывает устройство, и mdadm может исключить диск из массива. У аппаратных контроллеров свои лимиты ожидания. Если SMR-диск надолго ушёл в переукладку, исправный диск рискует выпасть из массива посреди восстановления. Как устроены оба подхода, разобрано в статье программный или аппаратный RAID.
Частая ошибка: «возьму диск с TLER, и контроллер не будет его выкидывать».
TLER (у Seagate называется ERC) ограничивает время, которое диск тратит на попытки прочитать проблемный сектор, обычно около 7 секунд. Так контроллер вовремя получает ошибку и не считает диск зависшим. Паузы SMR возникают на записи в исправный диск, и TLER на них не влияет. WD Red EFAX - NAS-диск с этой функцией, и в тестах 2020 года она его не спасла.
Смешанный массив проблему не снимает. Запись в полосу считается завершённой, когда её подтвердили все диски этой полосы, поэтому один SMR среди CMR тормозит весь массив. Как переходный этап, пока SMR-диски меняют по одному, смешанный состав допустим, порядок - в конце статьи. Чем уровни RAID отличаются по нагрузке на диски при восстановлении, смотрите в материале что такое RAID и какие бывают уровни.
Сама по себе черепичная запись не брак. Она плохо переносит перезапись, а на чтении и редкой последовательной записи ведёт себя как обычный диск и стоит дешевле. Вопрос в сценарии.
| Сценарий | Что брать | Почему |
|---|---|---|
| Офисный NAS на 2-4 диска (RAID 1, RAID 5, SHR у Synology, ZFS) | CMR | в массив пишут каждый день, и однажды будет ребилд |
| Файловый сервер, RAID под виртуальные машины, 1С, почту | CMR или SSD | мелкая случайная запись - худший режим для SMR |
| Репозиторий резервных копий со слиянием инкрементов и синтетическими полными копиями (например, в Veeam) | CMR | такие операции часами пишут и пересобирают крупные файлы копий |
| Отдельный диск, куда раз в сутки или неделю пишется копия одним потоком | SMR подойдёт | между заданиями диск успевает отдохнуть |
| Архив, холодная копия, редко меняемые данные | SMR подойдёт | если это не единственная копия |
| Видеорегистратор | линейки для видеонаблюдения, тип записи сверять | SMR встречался и там: у Toshiba DT02-V на 4 и 6 ТБ |
| Диск, извлечённый из внешнего USB-бокса | проверить модель до установки в NAS | в части внешних дисков стоят ноутбучные SMR-накопители |
Если резервная копия - единственная копия данных компании, для неё нужна своя backup станция на CMR-дисках, а SMR можно отдать под архив.
Есть и довод, о котором редко вспоминают при покупке: восстановить данные с отказавшего SMR-диска сложнее и дороже. Помимо обычной таблицы адресов у него есть второй уровень трансляции, который знает, где данные лежат физически: в буфере или уже в зоне. Если эта таблица повреждена, диск может отдавать пустые сектора, а лаборатории оценивают такие случаи дороже, чем аналогичный ремонт CMR.
Сверяйте точный партномер: название линейки ничего не гарантирует. Весь скандал 2020 года вырос из того, что WD Red на 2-6 ТБ тихо перевели на SMR, а название осталось прежним. Подробно эту историю и выбор остальных параметров мы разбирали в статье как выбрать диски для NAS. Надпись «для NAS» на коробке сама по себе не гарантия.
В даташите ищите строку «Recording technology». Скорость из спецификации не поможет: у SMR-диска Seagate BarraCuda на 8 ТБ заявлено до 190 МБ/с, на бумаге это обычный диск. Если в описании магазина нет партномера, а продавец не может его назвать, считайте, что тип записи неизвестен.
У DM-SMR-диска точного признака в операционной системе нет, поэтому сначала выясняем модель, потом сверяем её со списком производителя. Команды:
Linux
smartctl -i /dev/sda - строка Device Model
smartctl -i -d megaraid,0 /dev/sda - диск за контроллером MegaRAID (номер после запятой - ID диска на контроллере)
lsblk -d -o NAME,MODEL,SIZE - модели всех дисков разом
Windows
Get-PhysicalDisk | Select-Object FriendlyName, SerialNumber, MediaType, Size
Если диски стоят за аппаратным RAID-контроллером, модель показывает его утилита (storcli, ssacli) или веб-интерфейс управления сервером, например iDRAC или iLO. Там же удобно следить за состоянием дисков; что значат основные атрибуты, разобрано в статье про SMART-мониторинг дисков.
В Linux есть атрибут /sys/block/sda/queue/zoned, и соблазнительно решить, что он всё покажет. У DM-SMR-диска там будет none, ровно как у CMR. Значения host-aware и host-managed бывают только у HA- и HM-SMR, которые сами сообщают системе о зонах. Столбец ZONED в выводе lsblk берёт данные оттуда же.
Косвенный признак - поддержка TRIM. Жёсткому диску с обычной записью эта команда ни к чему, а часть DM-SMR-моделей её поддерживает, чтобы не переукладывать удалённые данные. Проверка: hdparm -I /dev/sda | grep -i trim. Строка нашлась - повод перепроверить модель по списку. Не нашлась - это ничего не доказывает.
Если модель не находится ни в одном списке, остаётся нагрузка. На диск долго пишут случайными блоками и смотрят, не падает ли скорость ступенькой через несколько минут.
Тест уничтожит все данные на диске. Только на пустом диске, вынутом из массива. Вместо sdX - ваш диск, проверьте дважды.
fio --name=smr-check --filename=/dev/sdX --rw=randwrite --bs=64k --direct=1 --ioengine=libaio --time_based --runtime=3600 --status-interval=60
У CMR скорость случайной записи невысокая, но ровная весь час. DM-SMR первые минуты может писать даже быстрее, потом скорость проваливается и скачет.
На б/у диске результат плавает: он зависит от того, насколько заполнен буфер после прошлой работы. Короткий прогон на 5-10 минут не показывает ничего, об этом было выше.
Western Digital, Seagate и Toshiba опубликовали списки SMR-моделей весной 2020 года, после скандала. Выжимка по официальным документам:
| Производитель | SMR (управляется диском) | Без SMR по заявлению производителя |
|---|---|---|
| Western Digital | WD Red 3,5" на 2, 3, 4 и 6 ТБ (WD20EFAX, WD30EFAX, WD40EFAX, WD60EFAX); WD Blue 3,5" на 2 и 6 ТБ (WD20EZAZ, WD60EZAZ); WD Blue 2,5" на 1 и 2 ТБ (WD10SPZX, WD20SPZX); WD Black 2,5" на 1 ТБ (WD10SPSX) | остальные ёмкости клиентских дисков; WD Red Plus и WD Red Pro |
| Seagate | BarraCuda на 2, 3, 4, 6 и 8 ТБ (ST2000DM005, ST2000DM008, ST3000DM007, ST4000DM004, ST6000DM003, ST8000DM004) | IronWolf и IronWolf Pro |
| Toshiba | P300 на 4 и 6 ТБ (HDWD240UZSVA, HDWD260UZSVA); L200 на 1 и 2 ТБ; DT02 и DT02-V на 4 и 6 ТБ | N300 |
Списки выходили в 2020 году, модельные ряды с тех пор менялись. Перед покупкой сверяйте партномер со свежим даташитом.
В серверных линейках SMR тоже есть, но это отдельные модели с пометкой в документации. Например, WD Ultrastar DC HC680 на 26-28 ТБ в даташите прямо описан как HM-SMR для облачных заказчиков, которые переписывают под него своё программное обеспечение. Случайно купить такой диск в офисный NAS сложно, а если купите, обычный RAID на нём не заработает.
С большими ёмкостями путаница меньше. Seagate с 2025 года продаёт Exos M на 30 ТБ на платформе HAMR (запись с нагревом пластины лазером), а в январе 2026 года выпустила 32-терабайтные Exos, IronWolf Pro и SkyHawk AI и прямо указала для них CMR. Так что большой объём сам по себе не означает SMR, но даташит проверять всё равно нужно.
Вернёмся к массиву из начала статьи и достроим типичный сценарий. Массив собран на четырёх WD Red WD40EFRX, один диск выпал. Заказали такой же по названию, WD Red на 4 ТБ, приехал WD40EFAX. Поставили и запустили ребилд в понедельник утром, когда весь офис работает с файлами. Одна буква в партномере превращается в неделю деградированного массива.
Если SMR-диски уже в массиве, паниковать и выбрасывать их не нужно. Массив, который годами живёт без восстановления, может так и продолжать. Проблема проявится в худший момент, поэтому готовиться лучше заранее:
echo 180 > /sys/block/sdX/device/timeout для каждого диска массива. Настройка действует до перезагрузки.Когда какие диски менять на плановой основе и как это оформить, описано в регламенте замены дисков на сервере.
Не совсем. PMR - перпендикулярная запись, её используют и CMR-, и SMR-диски. В карточке товара «PMR» чаще всего означает «без черепицы», но надёжнее смотреть строку с типом записи в даташите.
Производители не публикуют данных о том, что черепичная запись чаще ломает сам диск. Риск SMR связан с массивом: восстановление идёт дольше, и всё это время данные без защиты. Вдобавок информацию с отказавшего SMR-диска в лаборатории достать сложнее.
Работать зеркало будет. Но при замене диска на новый пишется весь объём, и восстановление на SMR растягивается. Для сервера или NAS лучше CMR, для зеркала с редко меняемым архивом SMR терпим.
У WD - обычные WD Red на 2-6 ТБ с индексом EFAX, часть WD Blue 3,5" и 2,5", WD Black 2,5" на 1 ТБ. У Seagate - BarraCuda на 2-8 ТБ. WD Red Plus, Red Pro, IronWolf и IronWolf Pro производители заявляют как CMR. Полная таблица выше.
Запись видео близка к последовательной, и с ней SMR справляется лучше, чем с базой данных. Но регистратор пишет много потоков и по кругу затирает старый архив. Берите линейки для видеонаблюдения и сверяйте тип записи по даташиту: у Toshiba SMR встречался и среди них.
По теме: HBA или RAID-контроллер: что выбрать · чем отличаются жёсткие диски для серверов
Собираете файловый сервер или NAS для офиса?
Инженеры ITTELO подберут конфигурацию и диски под вашу нагрузку, соберут и протестируют сервер перед отгрузкой, с гарантией и поддержкой после продажи. На рынке серверов 11+ лет.
