失传技术研究所小讲堂 篇一百零九：为什么我不建议各位买1T含以上的移动硬盘？

创作立场声明：其实SMR再可怕不买就完了，我不买你怎么炸关我啥事，想要大容量速度兼顾找老二手盘组RAID0都比它靠谱

前作：失传技术研究所小讲堂 篇一百零八：网盘时代结束，自家储存买什么硬盘靠谱？

尝试更个短篇，简单介绍一点观点的理论基础

之前PXER群的群友又双叒叕来跟我说什么自己移动硬盘要废了，来找我抱怨，我说：

之所以之前和各位说宁可上500G 640G 750G硬盘作为移动硬盘，多半上顾虑SMR。SMR作为一种竭泽而渔的技术只适合用来当一次性磁带使用，或者说刻录盘，它的特性决定了它根本不适合用来做系统盘哪怕仓库盘，它更适合用来作为并不怎么保靠不怎么重要丢了也行那种数据的冷储存备份（俗称冷备），仓库盘都可能会经常需要删删改改，SMR基本写进去就别想改，之前貌似也说过原因，这里再说一次也无妨：SMR硬盘说传统硬盘在工艺瓶颈下的一种竭泽而渔走火入魔的走偏门图捷径的提升有限工业水平下机械硬盘容量的方法，相比传统CMR或者说PMR（与SMR并没有对应关系）硬盘来说，SMR硬盘有以下特点：

传统的CMR硬盘也就是2015年前我们大多数人使用的机械硬盘的磁道说这个样子的，有点像老式软盘的感觉，其实都说差不多一个意思，不过软盘也好硬盘也好相比光盘都是在盘子上存信息，只是用光刻还是用磁头的区别。

传统硬盘的写入宽度和读取需要的宽度是这种关系：

无论软盘、硬盘还是光盘，其实基本上磁道或者光盘轨道都是这样一个机制，轨道间距没有图上这么夸张，而且也不能说是被浪费

而SMR是这个样子：

这个结构很容易让人想起以前DVD出现之前的DVCD或者SVCD（SVCD并不是，它只是VCD的规格升级）

DVCD的容量是普通VCD的二倍，原理也简单：把光盘的轨道密度增加一倍，不改变激光参数，所以达到完美的兼容性。普通CDROM是采用激光自动定位轨道的，所以在轨道密度增加一倍，普通CDROM光驱依然能正确寻找并定位轨道位置

这种做法虽然在没有改变激光器规格的情况下就能把光盘的容量提高到二倍，但是显然的数据的读取更容易出错而且光驱的激光头在长时间的反复读取下（出错了就要重读，就好像CPU加长流水线超频之后算错数了就要重头再算一样简单）很快就去世了

SMR盘其实也是一样的道理，它把传统的磁轨道间距缩短，密度加大，甚至轨道和轨道叠起来盖着写，这就好像叠瓦片一样，所以就叫叠瓦盘了。

相比过去巨磁电阻效应的发现或者PMR的出现以及工艺进步带来的硬盘容量提升，叠瓦盘明显属于杀鸡取卵、竭泽而渔、黔驴技穷的邪道，过去DVD全面普及之前VCD折腾过DVCD这么一出，SMR硬盘之后是什么，QLC还是PLC固态硬盘？

（扩展阅读：巨磁电阻效应及其应用）

巨磁阻效应GMR（Giant Magneto Resistance）是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁阻是一种量子力学效应，它产生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料有最小的电阻。当铁磁层的磁矩为反平行时，与自旋有关的散射最强，材料的电阻最大。

磁盘片上的磁涂层是由数量众多的、体积极为细小的磁颗粒组成，若干个磁颗粒组成一个记录单元来记录1比特（bit）信息，即0或1。磁盘片的每个磁盘面都相应有一个磁头。当磁头“扫描”过磁盘面的各个区域时，各个区域中记录的不同磁信号就被转换成电信号，电信号的变化进而被表达为“0”和“1”，成为所有信息的原始译码。

最早的磁头是采用锰铁磁体制成的，该类磁头是通过电磁感应的方式读写数据。然而，随着信息技术发展对存储容量的要求不断提高，这类磁头难以满足实际需求。因为使用这种磁头，磁致电阻的变化仅为1%～2%之间，读取数据要求一定的强度的磁场，且磁道密度不能太大，因此使用传统磁头的硬盘最大容量只能达到每平方英寸20兆位。硬盘体积不断变小，容量却不断变大时，势必要求磁盘上每一个被划分出来的独立区域越来越小，这些区域所记录的磁信号也就越来越弱。

1997年，全球首个基于巨磁阻效应的读出磁头问世。正是借助了巨磁阻效应，人们才能够制造出如此灵敏的磁头，能够清晰读出较弱的磁信号，并且转换成清晰的电流变化。新式磁头的出现引发了硬盘的“大容量、小型化”革命。

PMR硬盘、SMR硬盘并不是对应关系

PMR LMR分别是垂直磁记录和水平磁记录，水平磁记录相比垂直磁记录在简单改变磁头磁场方向布局的情况下就能大幅度提高数据记录密度，是锦上添花的一种技术，在巨磁电阻效应的加持下，一块3.5英寸甚至2.5英寸的硬盘上可以存放500G左右的数据

虽然在巨磁电阻效应和PMR垂直记录技术的的加持下，一块3.5英寸甚至2.5英寸的硬盘上可以存放500G左右的数据，但是即使是过去的非SMR老硬盘里面，500G以上靠单盘也是绝对不可能的，绝对不可能的，不信你可以把你手上500G以上的非SMR机械硬盘拆开看看，里面至少有两张盘，有的甚至能有三四张。

相比SMR，有对应的概念叫CMR传统磁记录

SMR硬盘什么都好，就是数据叠着写一旦写错了想要改写就**了，毕竟你手上拿的笔只能写入这么宽，有问题再想改就没那么容易了，而且硬盘本身来说即使是磁记录也是有寿命的，老软盘各位不知道有印象没，写几次写废的我就见到过，2000年之后产的软盘不少都是假的，对付用只能写一两次就废了，读取倒是不限次数，但是做工的低劣导致这种玩意基本不能承受反复写入的。硬盘虽然没有这个问题或者说几乎不需要考虑写入寿命的问题，但是一个地方来回反复写入两个磁道都在一个位置上这样反复写入就真的那么容易吗？

不知道各位学没学过磁化曲线，没学过可以自己试试自学看看。简而言之这种SS型曲线和生活中大部分的物理现象一样，对外来的变化是产生抗拒的。新硬盘盘片本身是空白的，没有经过写入或者说磁化的操作吧，相对来说就比写过的好写，而写过的地方再改写就没那么容易了，你要提供比原来强得多的磁场才能把磁化过的地方重新按你想要的方向磁化。过去硬盘不是经常有低级格式化一干几个小时其实就是把整个硬盘的分区给全磁化物理写入整个走一遍。这样在重新写入的时候，硬盘会比较快就是这个原理。（当我们在操作系统中删除一个文件时，系统并没有真正删掉这个文件的数据，它只是把这些数据占用的地址标记为‘空’，即可以覆盖使用。但这只是在文件系统层面的操作，硬盘本身并不知道那些地址的数据已经‘无效’，除非系统通知它要在这些地址写入新的数据）

而SMR硬盘磁道叠磁道一个地方来回写入就很难做到和没怎么写过的地方一样快了，因为毕竟你每次相当于都在擦写，那个速度就不用提了，不少SMR硬盘连7200转的普速都达不到，还在用5400转的低速（其实5400转也不见得就慢，之前我IBM T23上还在用4500转的硬盘一样速度不错），当然实际写入速度也会非常感人：

17.8M每秒其实相当于在普通USB2.0模式下移动硬盘经过内网SMB协议走网络文件共享的速度，也不算特别慢，但是相对SMR硬盘动辄上T的容量，这个速度就很豹笑了，要做全盘数据对拷，花费的时间得按天计。如果你不小心在SMR硬盘上删东西了，那速度还会更慢

这是因为SMR删除文件之后，在原地没法像pmr一样简单覆盖写入，所以就需要把附近还没删除的数据先读取出来之后找个安全的地方再写入，通常SMR硬盘会需要擦除整条空着的磁轨，一次正好可以读取一个磁轨的数据给数据搬家，所以SMR硬盘通常会有64M以上的大缓存，128 256都是常见的参数，而且容量普遍不大（比同容量企业盘的缓存大得多） TRIM是告诉NAND闪存固态存储设备要擦除哪些数据的SATA接口指令。当相关页面的数据可以被覆盖时，操作系统会发给SSD一个TRIM指令。SSD控制器等到主机开始删除和再次写入操作的时候，执行安全擦除操作。因为在写入操作过程中不用花时间去擦除原本的数据，写入速度要快得多。

闪存不允许覆盖，只能先擦除再写入，要得到‘空闲’的闪存空间来进行写入，SSD就必须进行GC(垃圾回收)操作。在没有Trim的情况下，SSD无法事先知道那些被‘删除’的数据页已经是‘无效’的，必须到系统要求在相同的地方写入数据时才知道那些数据可以被擦除，这样就无法在最适当的时机做出最好的优化

所以通常SMR硬盘会支持TRIM（早期型号不支持）技术，这技术可是为了应付不能覆盖写入的SSD NAND闪存准备的，换句话说，SMR硬盘在机械盘上搞出来了固态硬盘的缺陷，然后顺手就把解决方案给引入了还挺自豪。不少SMR盘为了解决这些烂摊子一样的缺点，和固态硬盘搞虚拟SLC缓存一样，在硬盘盘体上也保留了PMR（CMR）缓存甚至直接混合全盘，既有PMR也有SMR，PMR分区就有PMR的速度和可靠性，SMR就和吃奥利给一样的用户体验。这其实也体现了SMR根本就不算什么新技术，毕竟就是调下硬盘磁头的写入策略而已。

说句难听的，我要是会改硬盘固件我都能把我手上的500G改成1T，硬盘生产商明明也知道这个事，但是他们还敢把SMR硬盘卖的这么贵，这就是问题

SMR盘的这些特性其实都不是问题，可靠性不良？上分布式储存，区块链备份存档，不怕你爆炸。速度慢？加，缓存管沟，甚至你乐意可以给你加个SSD当缓存。写入寿命短？一次性使用，写完就拔掉存上，系统盘？别想了，别说系统盘，仓库盘移动硬盘都给你扬了，你就给我老老实实的当冷库盘，大号刻录盘，写完就拉倒一存，需要的时候再拿出来。

作为移动硬盘，数据经常需要删删改改那就别上什么SMR呗，毕竟移动硬盘，震动、突然断电、需要的时候要能拿起就走这是家常便饭，SMR这种写完不能改，要改得折腾半天的特性显然不适合复制粘贴以外的应用场合，我反正自己的移动硬盘我都不要1T含以上的，就是有这个顾虑。

数据不备份被SMR火化了怪我了，你这样就是PMR盘炸了不也一样损失吗，只不过SMR容量大，可靠性更差，更容易GG，更容易BOOM而且数据相对比较难恢复，这才是大多数大佬不喜欢SMR的原因。是，SMR用一两年就拉缸当废品出的有的是，之前我隔壁群有个建站的大佬出这个我都回绝了，这玩意我是用不上，也不敢碰，能躲开就躲开。

SMR最大的问题并不是这些那些，而是它很贵。SMR盘要是1T也能和现在320G一个价格（14一张盘，就这个价），我肯定不说话，问题就在于SMR盘用了这些坑蒙拐骗的技术之后，还在卖着比原先重盘双盘还贵，那凭什么，就凭你128M缓存长的像个夜壶似的？老子宁可捡垃圾去。

很多人在明白这些道理之后很快就决定加钱上大容量企业级硬盘了，反正也没贵多少，至于垃圾佬，320G14一块真香，谁管你SMR不SMR。回家组RAID或者做冷备还不是美滋滋。

然而我群友说，他这硬盘根本不是SMR，是13年的。我说那就对了，即使不是现在1T以上基本都是SMR的那个时代，过去500G以上的硬盘也都是重盘，两张硬盘盘片叠起来塞一个硬盘里的，里面有两个磁头安在同一个磁臂上了，一个电机拉两个盘片，两个厕所，同一时间，同一磁头，分别下胃…… 总之东芝的老本子盘2.5寸我是知道，我基本看到了就当比没有能强点了，老东芝的机械盘不像固态盘还行，噪音大功耗高，发热不小还没速度，说实在的能用希捷哪怕三星的我都不带用东芝的。日系机械盘最好的是日立，就像台湾省造电脑的龙头是ACER一样，东芝有点像华硕，都是后面打杂的慢慢成精了。日立不造硬盘之后，老底子给了东芝东芝才能苟到现在，在那之后很长时间其实东芝的硬盘也一直都是噪音制造者，我反正是除非没得选，不然肯定不会特意找它。我怀疑日立到底传没传东芝自己原来那些那些老家底，到320G的时代其实东芝的本子盘还是那个样子，不死不活的好像除了日系的机器没有笔记本会用这个了（我见过的原装东芝硬盘的笔记本是东芝自家的L600机器用这个，那肯定了 自家的本子不用自家硬盘用谁的），国产的硬盘我记得联想是上西数来着，索尼不知道好像也是西数，真不给面子。西数的1T我也见过炸的，但是就是掉盘掉的厉害，分区完了之后写入然后就掉盘了，但是我现在100块钱左右收的750G一直都用着挺好，收了这么多个了挂在NAS上24*7还没翻过车。

老日立的继承者其实还有一个是被收购以后改名叫HGST了，这个牌子的盘现在据说也不错，据说也不全是SMR，不知道各位有没有印象，我反正就见过一个本子盘我就不说话了，我本子现在能上固态都上固态了。现在固态120G就不说了，老TLC价格和白给一样，240G和480G好像也没那么贵到买不起吧，笔记本上固态有好处，至少抗摔了。而且做工好的固态，即使突然写入时断电也能有足够的保护设计防止丢分区数据的，其实各位不用那么纠结这个机械盘，没准真的是在进入历史的垃圾堆之前最后的疯狂。如果PLC出来之后QLC的价格跳水了，我就建议各位直接上QLC固态满足1T以上的需求了，就这样。