Los discos duros HDD llevan muchos años con nosotros; sin embargo, las tecnologías que utilizan han ido evolucionando con el tiempo. A continuación, vamos a analizar las tecnologías más habituales y las ventajas e inconvenientes de cada una.
Cómo funcionan los discos duros
Los discos duros almacenan información polarizando pequeñas celdas o imanes. Como sabrás, todos los imanes tienen un polo Norte y un polo Sur. El cabezal de escritura de un HDD orienta esos pequeños imanes para representar el código binario. Por ejemplo, un imán norte-sur podría significar 1 y un imán sur-norte significa 0.
Dicho esto, existen diferentes técnicas para orientar dichos imanes.
LMR
Los primeros discos duros utilizaban la grabación magnética longitudinal (Longitudinal Magnetic Recording o LMR). Esto significa que los imanes se disponían de forma plana sobre los discos del HDD.
PMR
Situar los imanes de forma plana ocupa mucha superficie en los discos y, poco después, se empezaron a colocar de manera vertical o perpendicular al disco. Así surgieron los discos PMR o Perpendicular Magnetic Recording.
Esto mejoró mucho la densidad de almacenamiento, pero provocó un problema. Como se puede ver en la imagen de arriba, el cabezal de escritura utiliza un campo magnético que afecta a más de una pista del disco. Para solucionar este problema, existen dos métodos diferentes de discos PMR:
CMR
Los primeros discos PMR convencionales contaban con un espacio de protección entre las pistas para evitar que se sobrescribieran las pistas adyacentes. Estos discos PMR pasaron a denominarse CMR (Conventional Magnetic Recording) tras la invención de los discos SMR (Shingled Magnetic Recording).
Por tanto, CMR es lo mismo que PMR
SMR
A diferencia de los discos CMR, los discos SMR (Shingled Magnetic Recording o grabación magnética por estratos) no tienen espacio de protección. Dado que el cabezal de escritura es más ancho que una sola pista, los datos en un disco duro SMR deben escribirse de forma secuencial para evitar que el cabezal de escritura destruya la información de las pistas que se superponen.
Muchos sistemas operativos y de archivos no están acostumbrados a tener la restricción de escribir secuencialmente en los discos duros. Como resultado, es necesario crear una capa de gestión o de traducción para recibir las escrituras aleatorias y convertirlas en escrituras secuenciales.
Esto supone que un aumento de capacidad, pero una disminución de rendimiento de unos 220 MB/s (CMR) a menos de 150 MB/s (SMR).
HAMR: la tecnología que ya está rompiendo el techo
El PMR llevaba años acercándose a un límite físico incómodo. Para almacenar más datos es necesario reducir el tamaño de los granos magnéticos, pero cuanto más pequeños son, más fácil es que el calor ambiental les cambie la orientación por su cuenta y se pierda la información. Se puede emplear un material magnéticamente más estable, pero en ese caso el cabezal ya no tiene fuerza suficiente para escribir en él.
HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording, grabación asistida por calor) soluciona esa contradicción con una idea elegante: emplear un material muy estable y calentarlo con un láser diminuto justo en el momento de escribir.
El punto exacto donde el cabezal va a escribir se calienta durante una fracción de nanosegundo, lo justo para que el material acepte el cambio; al enfriarse al instante, el dato queda mucho más firme que con PMR. Estabilidad y capacidad de escritura a la vez.
Ya no es futuro
Durante más de una década, el HAMR fue la tecnología que siempre estaba a punto de llegar. Eso se acabó.
Seagate ya produce esta tecnología en volumen mediante su plataforma Mozaic 3+ y tiene a la venta discos de la familia Exos M: un modelo de 30 TB en CMR y otro de 32 TB en SMR, además de versiones de hasta 36 TB en fase de muestreo que utilizan un diseño de diez platos.
El dato que justifica este salto es la densidad por plato: 3,6 TB en un solo disco, y el fabricante ha trazado un camino para alcanzar los 10 TB por plato. En comparación, los discos convencionales llevaban años estancados bastante por debajo.
¿Te afecta esto si compras un disco para casa? De momento, poco.
Estas capacidades están destinadas a centros de datos: se venden por palés a proveedores de nube y su precio por unidad no tiene nada que ver con el de un disco doméstico.
Lo que sí te llega es el efecto indirecto, y es positivo: cuando la gama alta pasa a los 30 TB, las capacidades de siempre bajan de precio. Sucedió lo mismo con los SSD.
Y presta atención a un detalle que sí es relevante a la hora de comprar: HAMR no sustituye a CMR ni a SMR, se combina con ellos. Como se ha visto arriba, existen discos HAMR de ambos tipos. Que un disco sea HAMR no indica si funcionará bien en tu NAS; para eso sigue siendo determinante la distinción CMR/SMR que tratamos en el capítulo siguiente.
Qué discos duros elegir
- Como ya hemos visto, los discos duros SMR son más lentos que las variantes CMR similares.
- Además, muchos fabricantes de NAS recomiendan huir de los discos SMR por su menor integridad de datos. Al tener pistas superpuestas plantean bastantes problemas a la hora de reconstruir sistemas RAID, ya que surgen problemas de paridad de datos que pueden provocar pérdidas de datos.
- Como punto positivo, los discos SMR pueden tener mayor capacidad.
La regla práctica, en una línea
Para NAS, RAID o cualquier uso que implique bases de datos: CMR, siempre. El SMR solo tiene sentido en el almacenamiento de archivos, de ese tipo en el que se escribe una vez y luego solo se lee.
Esto no es una cuestión teórica. En un RAID, el uso de un disco SMR provoca reconstrucciones lentísimas y tiempos de espera agotados, y en sistemas como ZFS, las resincronizaciones pueden alargarse durante semanas. Una reconstrucción que no finaliza es precisamente el momento en el que falla un segundo disco y te quedas sin datos.
Qué gamas son CMR
Actualmente, las gamas diseñadas para NAS son CMR en todos los casos:
- Seagate IronWolf e IronWolf Pro
- WD Red Plus y WD Red Pro
- Toshiba N300 y N300 Pro
Presta atención al matiz de los WD, ya que es donde más gente se equivoca: el Red Plus y el Red Pro son CMR, pero el WD Red a secas no lo era. De hecho, el “Plus” del nombre surgió precisamente para distinguirlos, después de que la marca incluyera discos SMR en su gama para NAS sin anunciarlo y medio sector se le echara encima.
Cómo comprobarlo antes de comprar, que es fácil y evita el disgusto:
Busca el modelo exacto, no la gama. Dentro de una misma familia comercial puede haber capacidades CMR y capacidades SMR. Lo que manda es la referencia completa.
Los fabricantes publican listas. WD, Seagate y Toshiba tienen tablas oficiales de qué referencia usa cada tecnología, precisamente por el lío que se montó.
Desconfía del disco sospechosamente barato en una capacidad alta. Si existen dos modelos de la misma marca y capacidad con una diferencia de precio llamativa, lo más probable es que el más económico sea SMR.
Y si es para un disco externo de copias de seguridad, no te obsesiones: para escribir ocasionalmente y leer, el SMR es más que suficiente y el precio por terabyte es más bajo.
Conclusiones
- A día de hoy todos los discos duros del mercado funcionan con la tecnología de grabación perpendicular PMR.
- La tecnología PMR tradicional (con un espacio de seguridad entre pistas) pasó a llamarse CMR.
- La tecnología SMR no cuenta con el espacio de seguridad entre pistas, por lo que tiene mayor densidad de datos, pero tiene un menor rendimiento y su uso en NAS está desaconsejado.
Fuentes
