Los discos duros HDD llevan muchos años entre nosotros, sin embargo, las tecnologías que utilizan han ido evolucionando a lo largo del tiempo. A continuación, vamos a ver las tecnologías más habituales y las ventajas e inconvenientes que tienen unas y otras.
Cómo funcionan los discos duros
Los discos duros almacenan información polarizando pequeños imanes o celdas. Como sabrás, todos los imanes tienen un polo Norte y un polo Sur. El cabezal de escritura de un HDD coloca esos pequeños imanes para reflejar el código binario. Por ejemplo, un imán norte-sur podría significar 1 y un imán sur-norte significa 0.
Dicho esto, existen diferentes técnicas con las que podemos orientar dichos imanes.
LMR
Los primeros discos duros usaban una grabación magnética longitudinal (Longitudinal Magnetic Recording o LMR). Esto quiere decir que los imanes se colocaban de manera plana sobre los discos del HDD.
PMR
Colocar los imanes de manera plana ocupa mucha superficie en los discos y poco después se colocó los imanes de manera vertical o perpendicular al disco. De esta manera surgieron los discos PMR o Perpendicular Magnetic Recording.
Lógicamente esto mejoró mucho la densidad de almacenamiento, sin embargo, provocó un problema. Como se puede ver en la imagen de arriba, el cabezal de escritura usa un campo magnético que afecta a más de una pista del disco. Y para solucionar este problema existen dos métodos diferentes de discos PMR:
CMR
Los primeros discos PMR convencionales tenían un espacio de protección entre las pistas para evitar que se sobrescribieran las pistas adyacentes. Estos discos PMR pasaron a llamarse CMR (Conventional Magnetic Recording) cuando se inventaron 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. Como el cabezal de escritura es más ancho que una sola pista, significa que cuando se escriben datos en un disco duro SMR, los datos deben escribirse de forma secuencial para que el cabezal de escritura no destruya los datos de las pistas que se superponen.
Por supuesto, muchos sistemas operativos y de archivos no están acostumbrados a estar restringidos a escribir secuencialmente en los discos duros. Como resultado, es necesario crear una capa de gestión o de traducción para tomar 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 meter más datos hay que hacer los granos magnéticos más pequeños, pero cuanto más pequeños son, más fácil es que el calor ambiental les cambie la orientación por su cuenta y se pierda el dato. Se puede usar un material magnéticamente más estable, pero entonces el cabezal ya no tiene fuerza para escribirlo.
HAMR (Heat-Assisted Magnetic Recording, grabación asistida por calor) resuelve esa contradicción con una idea elegante: usar un material muy estable y calentarlo con un láser diminuto justo en el instante de escribir.
El punto exacto donde va a escribir el cabezal 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 la fabrica en volumen bajo su plataforma Mozaic 3+, con discos de la familia Exos M en el mercado: un modelo de 30 TB en CMR y otro de 32 TB en SMR, con versiones de hasta 36 TB en muestreo mediante un diseño de diez platos.
La cifra que explica el salto es la densidad por plato: 3,6 TB en un solo disco, con un camino trazado por el fabricante para llegar a los 10 TB por plato. Para comparar: los discos convencionales llevaban años estancados bastante por debajo.
¿Te afecta esto si compras un disco para casa? De momento, poco.
Estas capacidades van a centros de datos: se venden por palés a proveedores de nube, y el 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 el bueno: cuando la gama alta se mueve a 30 TB, las capacidades de siempre bajan de precio. Igual que pasó con los SSD.
Y ojo a un detalle que sí importa al comprar: HAMR no sustituye a CMR ni a SMR, se combina con ellos. Como ves arriba, hay discos HAMR de los dos tipos. Que un disco sea HAMR no te dice nada sobre si le va a ir bien a tu NAS — para eso sigue mandando la distinción CMR/SMR del 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 cosa con bases de datos: CMR, siempre. El SMR solo tiene sentido en almacenamiento de archivo, de ese en el que escribes una vez y luego solo lees.
El motivo no es teórico. En un RAID, meter un disco SMR provoca reconstrucciones lentísimas y tiempos de espera agotados, y en sistemas como ZFS, resincronizaciones que pueden alargarse semanas. Y una reconstrucción que no termina es exactamente el momento en el que falla un segundo disco y te quedas sin datos.
Qué gamas son CMR
Hoy las gamas pensadas 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
Fíjate en el matiz de los WD, porque 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 nació precisamente para distinguirlos, después de que la marca metiera discos SMR en su gama para NAS sin anunciarlo y se le echara encima medio sector.
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 hay dos modelos de la misma marca y capacidad con una diferencia de precio llamativa, lo más probable es que el barato sea SMR.
Y si es para un disco externo de copias de seguridad, no te obsesiones: para escribir de vez en cuando y leer, el SMR cumple de sobra y te sale más barato el terabyte.
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
