Как работает жесткий диск: основы технологии магнитной записи

Жесткий диск (HDD) хранит информацию на вращающихся пластинах с ферромагнитным покрытием — это и есть магнитные диски. Специальная считывающе-записывающая головка перемещается над поверхностью диска, не касаясь ее, и намагничивает крошечные участки. Этот процесс записи преобразует электрические сигналы в магнитные поля, которые и представляют собой биты записи данных.

Ключевой параметр любого HDD — плотность записи. Он показывает, сколько данных можно разместить на единице площади участка диска. Чем выше плотность, тем больше емкость накопителя при тех же физических размерах. Производители постоянно ищут новые методы записи, чтобы увеличить этот показатель. От выбранного способа записи и типа записи напрямую зависят скорость и точность записи данных, а значит, и общая производительность устройства.

Что такое CMR и SMR: разбираем технологии простыми словами

Технология CMR (PMR): что такое перпендикулярная магнитная запись?

Технология CMR (Conventional Magnetic Recording) — это современный стандарт записи, который основан на технологии PMR (Perpendicular Magnetic Recording). Сегодня эти понятия фактически синонимы. Суть перпендикулярной магнитной записи в том, что магнитные домены на диске ориентированы вертикально, как столбики. Это позволяет располагать дорожки для данных вплотную друг к другу, но без перекрытия.

Такой тип записи обеспечивает стабильную и высокую скорость записи при любых операциях, поскольку головке не нужно затрагивать соседние дорожки при изменении данных. Диски PMR (или CMR-диски) работают предсказуемо, что делает их идеальным выбором для сложных задач. Развитие технологий PMR позволило создавать надежные накопители для широкого круга задач.

Преимущества CMR:

• Высокая и предсказуемая скорость случайной записи: производительность не падает при перезаписи файлов.
• Надежность в RAID-массивах: стабильно работает в системах с интенсивной нагрузкой.
• Идеально для ОС и приложений: обеспечивает быстрый отклик системы.

Недостатки CMR:

• Более высокая цена за терабайт: технология менее экономична в производстве.
• Ограниченная плотность записи: сложнее создавать диски сверхвысоких объемов.

Технология SMR (черепичная запись): больше емкость, но есть нюансы

Технология SMR (Shingled Magnetic Recording) получила свое название из-за принципа записи, похожего на укладку черепицы. Дорожки данных частично перекрывают друг друга, что позволяет значительно увеличить плотность записи. За счет данной технологии производители создают SMR диски огромной емкости, например, дисков объемом 20 ТБ и выше, по более низкой цене.

Однако у использования SMR есть важный нюанс. При перезаписи данных на одной из дорожек приходится физически перезаписывать всю группу перекрывающихся дорожек. Чтобы ускорить запись SMR, в дисках предусмотрен специальный кэш (часто это небольшая CMR-зона). Данные сначала быстро попадают в кэш, а уже потом диск в фоновом режиме распределяет их по основным "черепичным" зонам. Если кэш переполняется из-за интенсивной записи, производительность накопителя резко падает.

Преимущества SMR:

• Высокая плотность записи и емкость: позволяет создавать диски емкостью до 30 ТБ.
• Низкая цена за терабайт: более выгодное решение для хранения данных.

Недостатки SMR:

• Низкая и нестабильная скорость случайной записи: производительность резко падает при заполнении кэша.
• Проблемы при интенсивной перезаписи: не подходит для NAS в режиме RAID, ОС и баз данных.
• Длительные операции реорганизации данных: диск может быть "занят" внутренними процессами.

CMR или SMR: наглядное сравнение технологий в 2025 году

Чтобы окончательно понять, что лучше — cmr или smr — и в чем их ключевая разница, сведем все главные характеристики в одну сравнительную таблицу. Это поможет быстро оценить, какая технология записи cmr или smr подходит именно вам.

Как видно из таблицы, выбор smr или cmr — это компромисс между производительностью и стоимостью хранения. CMR — это скорость и надежность при любой нагрузке, а SMR — это максимальная емкость за минимальные деньги. Нет "плохой" технологии, есть неправильное применение.

Что лучше: CMR или SMR для ваших задач

Для сетевого хранилища (NAS) и RAID-массива

Вердикт: однозначно CMR. SMR-диски могут вызывать сбои при ресинхронизации (rebuild) RAID-массива. Из-за низкой скорости записи процесс восстановления затягивается, что может привести к ложному "выпадению" диска из массива и риску полной потери данных. Для NAS любого уровня, от домашнего до корпоративного, используйте только диски CMR. Обсуждения на форуме TrueNAS, где пользователи делятся реальным опытом, подтверждают, что смешивание дисков или использование SMR в RAID может привести к серьезным проблемам с производительностью и целостностью данных.

Для основного диска в игровом или рабочем ПК (под ОС и программы)

Вердикт: настоятельно рекомендуется CMR. Операционная система, программы и игры постоянно выполняют операции чтения и записи мелких файлов. Стабильная производительность CMR обеспечит отзывчивость системы, быструю загрузку уровней в играх и отсутствие "фризов". SMR можно рассматривать как второй диск для хранения уже установленных игр, в которые вы играете редко.

Для системы видеонаблюдения (CCTV)

Вердикт: только CMR. Системы видеонаблюдения ведут непрерывную циклическую запись в режиме 24/7. Это худший сценарий для SMR-диска, который не рассчитан на такую интенсивную и постоянную перезапись. Используйте специализированные диски для видеонаблюдения, например, WD Purple или Seagate SkyHawk. Они всегда используют технологии cmr и оптимизированы для круглосуточных нагрузок, поддерживая технологии вроде AllFrame для уменьшения потери кадров.

Для архива, бэкапов и "холодного" хранения данных

Вердикт: SMR — отличный и выгодный выбор. Если вам нужно хранить большие объемы данных (фотоархив, коллекция фильмов, резервные копии), к которым вы обращаетесь нечасто, SMR-диск позволит значительно сэкономить. Вы один раз записываете большой объем информации и затем в основном ее читаете, что нивелирует главный недостаток SMR. Как отмечают в своем аналитическом материале эксперты SecureDataRecovery, SMR идеален для хранилищ, где цена важнее скорости.

Как определить тип записи диска (CMR или SMR) перед покупкой

Изучение официальной спецификации (datasheet)

Самый надежный метод. Найдите на сайте производителя (Western Digital, Seagate, Toshiba) страницу вашего диска по полной модели и скачайте PDF-документ (datasheet). В нем ищите строки "Recording Technology" или "Format Technology".

Проверка модели по общедоступным базам данных

Существуют ресурсы, которые ведут сводные таблицы моделей HDD с указанием типа записи. Это быстрый способ, но всегда сверяйтесь с несколькими источниками. Один из авторитетных ресурсов — NAS Compares, где можно найти списки SMR CMR дисков для разных брендов и проанализировать, в чем состоит их разница.

Маркировка серий у популярных брендов (с оговорками)

Ранее можно было ориентироваться по названию серии (например, WD Red были только CMR), но сейчас производители могут использовать разные технологии в рамках одной линейки. Этот метод ненадежен, но может дать первоначальную подсказку. Всегда перепроверяйте точную модель.

За пределами CMR и SMR: краткий взгляд в будущее HDD

Будущее здесь: кратко о технологии HAMR и MAMR

Чтобы и дальше увеличивать плотность записи, производители разрабатывают новые технологии записи. Активное развитие получила технологию HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording), которую уже применяет Seagate. Миниатюрный лазер на записывающей головке кратковременно нагревает участок диска, делая его более восприимчивым к магнитному полю. Это позволяет создавать магнитные диски объемом 30 ТБ и выше. Конкурирующая технология от Western Digital — MAMR (Microwave-Assisted Magnetic Recording), где вместо лазера используется микроволновое поле для схожих целей.

Почему производители вообще используют SMR?

Ответ прост: экономика. SMR позволяет предложить покупателю диски гораздо большего объема за те же или меньшие деньги. Это прямой ответ на постоянно растущую потребность в хранении данных в облаках, дата-центрах и у домашних пользователей. Для многих сценариев, таких как архивы или стриминговые сервисы, недостатки SMR несущественны, а выгода в цене — решающий фактор.

Ответы на частые вопросы (FAQ)

Можно ли использовать SMR-диск в RAID-массиве и какие риски?

Технически можно, но крайне не рекомендуется для RAID 1, 5, 6, 10. При выходе из строя одного диска, процесс восстановления (rebuild) на SMR-диск может затянуться на дни или недели. Из-за низкой скорости записи контроллер может посчитать новый диск сбойным и прервать операцию, что ставит под угрозу целостность всего массива данных.

Повлияет ли тип записи SMR на производительность в играх?

При первоначальной установке игры и во время чтения данных (загрузка уровней) разницы вы, скорее всего, не заметите. Проблемы могут возникнуть при обновлении игр, когда перезаписываются большие объемы данных — процесс может сильно затянуться из-за особенностей SMR. Для основного игрового диска лучше выбрать CMR или SSD.

PMR — это то же самое, что и CMR?

В современном контексте — практически да. CMR (Conventional Magnetic Recording) — это, по сути, маркетинговое название для дисков, которые не используют технологию SMR. Подавляющее большинство современных CMR-дисков применяют технологию перпендикулярной записи PMR. Поэтому, если вы видите в характеристиках PMR — считайте, что это CMR, то есть диск без "черепичной" записи.

Итоговый вердикт: так какой жесткий диск выбрать: CMR или SMR?

Теперь вы знаете, технология записи cmr или smr что лучше для ваших задач. Осталось сделать правильный выбор.

Покупайте CMR, если жесткий диск нужен для:

• Установки операционной системы (Windows, MacOS, Linux) и программ.
• Игр и приложений, требующих быстрой загрузки.
• Сетевого хранилища (NAS) или любого RAID-массива.
• Системы видеонаблюдения (CCTV).
• Активной работы с файлами (монтаж видео, обработка фото, программирование).

Покупайте SMR, если жесткий диск нужен для:

• Создания долгосрочного архива данных.
• Хранения медиатеки (фильмы, сериалы, музыка).
• Резервных копий (бэкапов), которые создаются по расписанию (например, раз в неделю).
• Внешнего диска для переноса и хранения больших файлов.