給大家科普下什么是疊瓦盤？順便告訴你疊瓦盤為什么不能買？
雖說現(xiàn)在是固態(tài)硬盤的天下，但傳統(tǒng)機(jī)械硬盤并沒有退出舞臺(tái)，如果說有大量數(shù)據(jù)，比如照片、視頻等我們還是要用到大容量的機(jī)械硬盤的。
在大家購買機(jī)械硬盤的有沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題，之前買的機(jī)械硬盤一般都是64MB緩存，而現(xiàn)在很多硬盤都升級(jí)到了256MB緩存了，但價(jià)格并沒上上漲，這是為什么呢？會(huì)不會(huì)有人覺得256MB比64MB更大了，說明硬盤性能更強(qiáng)了，呵呵，如果這么想那就錯(cuò)了！256MB緩存的硬盤比64MB緩存硬盤不僅性能沒有上升反而是下降！這個(gè)256MB緩存的機(jī)械硬盤就是SMR瓦楞堆疊盤。
一、機(jī)械硬盤發(fā)展史
1.LMR水平式記錄磁盤
我們要知道，機(jī)械硬盤的主要構(gòu)造有馬達(dá)、磁盤、磁頭臂、磁頭，硬盤運(yùn)行的時(shí)候磁頭懸浮在磁盤上方幾納米，磁頭上的讀取磁頭可以讀取磁盤上磁粒的極性，磁粒極性向右的時(shí)候?yàn)?，極性向左的時(shí)候?yàn)?，這樣來達(dá)到讀取數(shù)據(jù)的目的。寫碰頭可以改變磁粒的極性，達(dá)到改寫或定入數(shù)據(jù)的目的。這種叫做LMR水平式記錄磁盤。
2.PMR垂直式記錄磁盤
而隨著制造工藝的升級(jí)，寫入磁頭做的更小，碰粒極性由原來的水平改為了垂直，極性向上為1，向下為0，這種叫做PMR垂直式記錄磁盤，因?yàn)榇帕Ｗ優(yōu)榇怪睂?dǎo)致占用空間更小，所以單位面積的數(shù)量就變多了，磁盤容量也就有非常很明顯的提升。LMR水平式記錄磁盤的存儲(chǔ)密度僅有133GB/平方英寸，而PMR垂直式記錄磁盤可以達(dá)到1108GB/平方英寸，
3.SMR瓦楞式堆疊磁盤
這幾年在PMR垂直記錄磁盤下又出現(xiàn)了一個(gè)新的分支，那就是SMR瓦楞式堆疊磁盤，它是基于PMR又改進(jìn)的，利用了疊瓦磁道的原理，在數(shù)據(jù)密度上比傳統(tǒng)的PMR又有了巨幅的提高。之前沒有使用疊瓦磁道技術(shù)的傳統(tǒng)PMR磁盤就被稱之為CMR磁盤，相對(duì)應(yīng)的就是采用了疊瓦磁道技術(shù)的SMR磁盤。CMR和SMR都屬于PMR垂直式記錄磁盤范疇。
市面上的普通機(jī)械硬盤正在逐漸的從傳統(tǒng)的CMR過渡到SMR瓦楞式堆疊磁盤，雖然SMR瓦楞式堆疊磁盤是在CMR基礎(chǔ)上改進(jìn)的，但是它的性能相對(duì)于CMR來說不僅沒有提升反而降低了很多，特別是寫入操作跟CMR磁盤比實(shí)在是太垃圾了！
二、傳統(tǒng)機(jī)械硬盤工作原理
為什么SMR瓦楞式堆疊磁盤性能比之前的CMR性能下降了呢？我們首先弄清楚機(jī)械硬盤原理。為了能精準(zhǔn)的定位數(shù)據(jù)在磁盤的具體位置，磁盤被劃分了無數(shù)個(gè)磁道，磁道又被劃分成多個(gè)扇區(qū)。在讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候先定位數(shù)據(jù)所在的扇區(qū)的磁道的位置，磁頭先擺動(dòng)到數(shù)據(jù)所在的磁道的上方，然后等待著數(shù)據(jù)所在的扇區(qū)轉(zhuǎn)過來，就可以讀取數(shù)據(jù)了。這就是機(jī)械硬盤的尋道和尋址功能。為了方便大家理解，我截取磁道表面上一部分，把它放大并拉成一條條直線。
在普通的機(jī)械硬盤中，由于寫磁頭比讀磁頭寬，所以寫磁頭寫入數(shù)據(jù)后再用讀磁頭讀取數(shù)據(jù)時(shí)，只有讀磁頭掃過的中間部分是有效的。讀磁頭只需要窄窄數(shù)據(jù)帶就可以讀取數(shù)據(jù)了，但寫入磁頭無法做的再小了，所以磁道的上下方的空余部分其實(shí)是沒用的。而且CMR磁盤為了保證寫磁頭不干擾到相鄰磁道，磁道與磁道之間還有一定的間隔，這就導(dǎo)致了數(shù)據(jù)密度變的更低了，很多空間就被浪費(fèi)了。
三、SMR瓦楞式堆疊磁盤工作原理
為了再次增加磁盤的存儲(chǔ)密度，在CMR磁盤的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步改進(jìn)，于是就有了SMR瓦楞式堆疊磁盤。SMR瓦楞式堆疊磁盤解決了CMR寫磁頭太寬導(dǎo)致的磁道浪費(fèi)，也解決了磁道干擾導(dǎo)致的磁道間隙。之所以把它叫做瓦楞式堆疊磁盤，是因?yàn)樗汛诺老穹宽數(shù)耐咂粯右粋€(gè)蓋一個(gè)的堆疊在一起。下面我給大家圖解下疊瓦磁盤的讀寫原理。
1.瓦楞式堆疊磁盤寫入操作工作原理
先看下疊瓦磁盤的寫入操作是怎么進(jìn)行的，由于瓦又疊磁盤的磁道是堆疊在一起的，而寫磁頭比較寬，所以寫入數(shù)據(jù)的時(shí)候把下面的磁道也一起寫入了，下一個(gè)磁道寫入的時(shí)候覆蓋了上一個(gè)磁道重復(fù)寫入的數(shù)據(jù)的同時(shí)又把下一個(gè)磁道又重復(fù)寫入了。依此類推把數(shù)據(jù)全部寫入磁道。
2.瓦楞式堆疊磁盤讀取操作工作原理
再看一下疊瓦磁盤的讀取操作是怎么進(jìn)行的，讀取磁頭比較窄，像普通磁盤一樣正常讀取就可以了。
這里就可以發(fā)現(xiàn)，疊瓦磁盤的數(shù)據(jù)密度為什么比普通磁盤要大的多的原理了。
3.瓦楞式堆疊磁盤改寫操作工作原理
最后來看疊瓦磁盤的改寫操作是怎么進(jìn)行的，這也是為什么疊瓦磁盤比普通磁盤性能下降很多的關(guān)鍵！要知道普通磁盤磁道之間是有間隙的，所以改寫數(shù)據(jù)就跟寫入數(shù)據(jù)一樣，隨便操作。但是疊瓦磁盤就不一樣了，由于疊瓦磁盤磁道堆疊的特性，改寫某一磁道的數(shù)據(jù)勢(shì)必會(huì)影響下一個(gè)磁盤的數(shù)據(jù)，所以必須要有一個(gè)緩沖區(qū)先把下一磁盤的數(shù)據(jù)放入緩沖區(qū)，改寫完目標(biāo)數(shù)據(jù)后，再從把緩沖區(qū)把數(shù)據(jù)重新填回來。（這里也就解釋了為什么SMR磁盤的緩存從64MB升級(jí)到了256MB，因?yàn)楦膶憯?shù)據(jù)時(shí)需要大量的緩沖區(qū)。）通過圖解可以發(fā)現(xiàn)，本來操作一次就可以完成的任務(wù)，放在疊瓦磁盤身上必須操作四次才能實(shí)現(xiàn)，所以我才會(huì)說疊瓦磁盤性能很垃圾。
當(dāng)然了，當(dāng)我們要改寫某一磁道的數(shù)據(jù)時(shí)并不是要把它后面所有的磁道都挨個(gè)重寫，要不然如果是改寫最外圈的磁道豈不是要把整個(gè)碟片全部重寫?。∧菢拥脑拰?shí)在是太太太麻煩了。所以整個(gè)磁盤并不是從頭到尾全部采用疊瓦技術(shù)的，而是以扇區(qū)為最大單位，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)的磁道都是疊瓦，各個(gè)扇區(qū)之間留有間隔、互不干擾。我們改寫某一磁道數(shù)據(jù)只會(huì)影響所在扇區(qū)內(nèi)的磁道，其它扇區(qū)不受影響的。
到這里想必大家對(duì)SMR瓦楞式堆疊磁盤的認(rèn)識(shí)基本差不多了吧，很多人會(huì)問我SMR磁盤對(duì)于CMR磁盤有什么優(yōu)缺點(diǎn)呢？它存在的意義是什么呢？
四．SMR瓦楞式堆疊磁盤的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)
（一）.SMR瓦楞式堆疊磁盤的優(yōu)點(diǎn)：
1.?SMR瓦楞式堆疊磁盤由于采用了磁道堆疊技術(shù)，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度更高，同等容量的磁盤碟片數(shù)量更少，磁盤的體積會(huì)更小，更輕便。
2.?因同等容量的磁盤碟片數(shù)量更少，也就大大減少了成本，所以價(jià)格上也會(huì)比CMR磁盤更便宜。
（二）SMR瓦楞式堆疊磁盤的缺點(diǎn)：
1.??因改寫磁道中間數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)影響其它磁道的數(shù)據(jù)，像上圖所示，改寫一條磁道的數(shù)據(jù)需操作四次才能完成，大大增加了工作量，所以在改寫數(shù)據(jù)時(shí)比CMR磁盤性能上有很大的差距，特別是剩余空間越少時(shí)讀寫越慢，慢到令人發(fā)指。
2.??磁盤讀寫的次數(shù)與其壽命是有關(guān)的，疊瓦盤在改寫數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行的讀寫次數(shù)遠(yuǎn)超CMR磁盤，所以它的壽命相比CMR磁盤更短。
3.?CMR磁盤普遍是7200轉(zhuǎn)，而到了疊瓦盤則變成了5400轉(zhuǎn)，因?yàn)榀B瓦盤數(shù)據(jù)密度變大，轉(zhuǎn)速務(wù)必要降低，而轉(zhuǎn)速直接影響讀寫速度，所以即便數(shù)據(jù)密度變大了由于轉(zhuǎn)速的降低使其讀寫性能不增反降。
通過對(duì)比，大家可以發(fā)現(xiàn)SMR疊瓦盤的優(yōu)點(diǎn)其實(shí)沒什么意義，就是價(jià)格低了一丟丟，體積更小對(duì)于臺(tái)式機(jī)來說沒什么用，畢竟都是裝在機(jī)箱里的，當(dāng)然了筆記本除外，因?yàn)楣P記本空間有限，為了能在2.5英寸的體積內(nèi)盡可能的提高數(shù)據(jù)密度只能裝疊瓦盤了。但要說到SMR的缺點(diǎn)，恐怕不少人接受不了的，它的讀寫性能跟CMR磁盤比確實(shí)是下降了太多。所以大家采購硬盤的時(shí)候盡量避免買到SMR疊瓦盤。
五、怎么避免買到SMR瓦楞式堆疊磁盤
至于怎么分辨SMR也很簡(jiǎn)單，選購機(jī)械硬盤的時(shí)候盡量選擇7200轉(zhuǎn)64MB緩存的，不要選5400轉(zhuǎn)256緩存的就可以了。一般來說1TB內(nèi)的硬盤都是CMR機(jī)械硬盤，只有2TB以上才會(huì)有SMR疊瓦盤。
六、總結(jié)
既然SMR疊瓦盤缺點(diǎn)這么多，廠家為什么還要大批量生產(chǎn)呢，其實(shí)主要還是為了減少成本，當(dāng)然對(duì)于我們消費(fèi)者來說就不是什么好事了。其實(shí)SMR疊瓦盤也不是不能用，如果我們只是拿來當(dāng)倉庫用（比如說備份一下手機(jī)上的照片視頻、作為公司企業(yè)的備份硬盤、存儲(chǔ)監(jiān)控錄像等等），只要不去頻繁的讀寫，也不去玩幾十個(gè)G的游戲，不去做大型的視頻剪輯的話，只用來辦公、上上網(wǎng)、看看電影啥的，其實(shí)也感覺不出和CMR硬盤有啥不同來。如果不想用SMR疊瓦盤但偏偏不小心買到了的話也不用急，大不上再買一個(gè)固態(tài)，用雙硬盤，把系統(tǒng)和常用軟件放在固態(tài)，不常用的放在SMR盤里就可以了。
