SMR还是CMR？如何选择最合适的硬盘

Vũ Khôi

Wotech Electronics 博客作者

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SMR还是CMR？如何为不同的使用需求选择最合适的硬盘？

叠瓦式磁记录（Shingled Magnetic Recording，SMR）还是传统磁记录（Conventional Magnetic Recording，CMR）？许多人在为自己的特定用途寻找合适硬盘时，都会自问这个问题。因为不同的数据写入方式表现各异，因此每种方式有时更好、有时更差，取决于使用目的。

在本指南中，我们将阐明目前存在哪些数据写入方式、它们的工作原理，以及各自适合哪些应用场景。

机械硬盘（HDD）的常见数据写入方式（CMR与SMR）

机械硬盘的基本数据写入机制，是磁头将数据写入盘片（platter）——即数据存储的地方。常见的写入方式有两种：CMR 和 SMR，两者之间有明确的区别。所谓 CMR，指的就是传统磁记录机制，即使用纯 PMR（垂直磁记录）技术的硬盘。

SMR 是叠瓦式磁记录（Shingled Magnetic Recording）的缩写，是第二种数据写入方式。

CMR

PMR 是垂直磁记录（Perpendicular Magnetic Recording）的缩写，是一种磁化（写磁）方向在盘片磁道上纵向与横向正交进行的写入方式。PMR 是 LMR（水平磁记录，Longitudinal Magnetic Recording）技术的下一代，其数据密度可达前代 LMR 技术的三倍，读写磁头为此进行了专门优化，垂直定位能力也为此方案做出了贡献。这一方案的研发目标，是在普通 3.5 英寸硬盘上实现超过 750GB 的容量。借助 PMR 技术，我们可以把数据直接写入硬盘上的最终存储位置，而无需先填满先前的数据。

SMR

SMR，即叠瓦式磁记录（Shingled Magnetic Recording）的缩写，采用重叠写入数据的方式，因为它基于这样一个事实：写入磁头（write head）大于读取磁头。因此，写入磁头可以把数据写到与前一道磁道非常接近的位置，同时保证数据仍可被读取。然而，下一道磁道的数据会被覆盖，也就是说，在成功完成一次写入之后，下一道磁道可能被覆盖。如果进展不如预期，就会反复进行这种"数据重写"。这可能显著拖慢数据写入速度。不过，这项技术的优点在于：它能达到比 PMR 更高的存储密度。

除了标准的控制器缓存之外，SMR 硬盘还在外侧磁道设有一个盘上缓存。这正是 PMR 技术发挥作用的地方。数据写入后，会尽快从控制器传输到 SMR 区域。一方面，这一流程节省了磁盘空间；但另一方面，它与 CMR 技术有一个重大区别：如果盘上缓存先被填满，而控制器还来不及把数据传输到 SMR 区域，那么必须先释放/清空缓存，或者等缓存被覆盖之后，新数据才能写入。正因如此，对于大文件来说，可能会出现传输一定数据量后速度下降的情况，因为缓存被填满，必须先清空。

SMR和CMR技术分别适合哪些使用场景？

如果用于数据存档，或为数据存储型 PC 配备大容量硬盘，SMR 硬盘是合适的选择。它们提供更大的存储容量和更好的能效表现，因此是长期数据存储目标的理想方案。总体而言，如果硬盘需要频繁执行写入任务，SMR 硬盘并不完全合适，因为这可能导致缓存溢出。在这种情况下，必须使用采用 CMR 写入方式的硬盘。

当数据以较大或极大的传输速率进行存储时，CMR 硬盘才是合适之选。这包括音乐流媒体（music streaming）、网络存储服务器（NAS）的图像处理，以及监控摄像头系统（CCTV）等应用。

结论：SMR适合长期数据存储，CMR适合需要频繁重复写入的场景

如今，一些厂商为了节省成本，已用 SMR 技术取代 CMR 技术；但反过来，其随机写入性能会比 CMR 技术慢得多，尤其是在组建 RAID 阵列的情况下。

SMR 可以看作是 HDD 厂商为提升存储密度（相较使用"传统" CMR 技术的 HDD）而采用的一种相当新颖的策略。然而，这项技术的缺点在于：在某些特定任务中，其性能明显慢于 CMR。

两种技术（SMR 和 CMR）各有优势和适用领域。总而言之，当你想要容量更大、成本更低、且通常功耗更低的硬盘，用于纯数据存储设备时，可以选用 SMR 技术。

而对于需要频繁写入、以高速传输大数据的场景——即传输速度至关重要的场合，CMR 硬盘是首选。

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文章来源：https://www.reichelt.com/magazin/en/smr-cmr-which-hard-drive-is-best-for-which-purpose/

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