Shingled Magnetic Recording (SMR) oder Conventional Magnetic Recording (CMR)? Diese Frage stellen sich viele, wenn es darum geht, die passende Festplatte für die vorhergesehene Nutzung zu finden. Die verschiedenen Aufzeichnungsverfahren verhalten sich unterschiedlich und eignen sich deshalb mal besser und mal schlechter für den angedachten Einsatzzweck.
In diesem Artikel klären wir, welche Aufzeichnungsverfahren es gibt, wie diese funktionieren und wie sie sich für welche Anwendung am besten eignen. Außerdem werfen wir einen Blick auf zwei bestimmte Festplattentypen mit CMR-Aufzeichnungsverfahren: Die neue WD-Red-Plus-Serie und die Seagate-Ironwolf-Serie.
Gängige Aufzeichnungsverfahren für Festplatten (CMR und SMR)
Die grundsätzliche Aufzeichnung bei Festplatten verläuft so, dass ein Schreibkopf die Daten auf Platter schreibt – dort werden sie abgespeichert. Dabei unterscheidet man zwischen zwei gängigen Aufzeichnungsverfahren: CMR und SMR. Generell spricht man von CMR, also Conventional Magnetic Recording, wenn Festplatten mit reiner PMR (Perpendicular Magnetic Recording)-Technologie verwendet werden.
SMR, also Shingled-Magnetic-Recording ist die zweite Aufzeichnungsmethode. Auch bei dieser Methode kommt PMR zur Verwendung – auf Ähnlichkeiten und Unterschiede zu CMR wird weiter unten im Text näher eingegangen.
CMR
PMR, also Perpendicular Magnetic Recording, ist eine Methode, bei der horizontal und senkrecht auf Platter magnetisiert wird. PMR ist der Nachfolger von Longitudinal Magnetic Recording (LMR) und erreicht eine dreifach höhere Datendichte als der Vorgänger LMR – der Lese-/Schreibkopf wurde dafür optimiert und die senkrechte Positionierung trägt hier ebenfalls einen Teil dazu bei. Dieses Verfahren ist entwickelt worden, um bei den gängigen 3,5-Zoll-Festplatten mehr als 750 GB bereitstellen zu können. Mit PMR ist es möglich, dass auf der Festplatte direkt auf den finalen Speicherplatz der Daten geschrieben wird, ohne dass die Daten erst noch einmal auf der Festplatte umgeschrieben werden müssen.
SMR
SMR, das Shingled Magnetic Recording, schreibt Daten überlappend, denn es basiert auf dem Konzept, dass der Schreibkopf größer und weniger filigran ist als der Lesekopf. Deshalb schreibt der Schreibkopf sehr nah an der vorherigen Bahn, sodass diese aber noch lesbar bleibt. Überschrieben werden aber die Daten der folgenden Bahn, was bedeutet, dass eventuell die nächste Bahn nach einem erfolgreichen Recording-Vorgang auch erneut geschrieben werden muss. Läuft es nicht optimal, dann muss sich dieses „Neu-Schreiben“ immer weiter fortsetzen. Dadurch verlangsamt sich der Schreibevorgang unter Umständen drastisch. Der Vorteil dieser Technologie ist jedoch, dass die Speicherdichte im Vergleich zum PMR erhöht wird.
SMR-Festplatten verfügen in den äußeren Spuren auch über einen On-Disk-Cache, zusätzlich zum Standard Controller-Cache. Hier kommt die PMR-Technologie zum Einsatz. Nach der Aufzeichnung werden die Daten sobald wie möglich vom Controller in den SMR-Bereich übertragen. Dieser Vorgang ist zum Einen im Endeffekt platzsparender, zeigt aber auch den großen Unterschied zur CMR-Technologie auf: Wenn der schnellere On-Disk-Cache gefüllt ist, bevor der Controller die Daten in den SMR-Bereich übertragen kann, dann muss der Cache erst geleert bzw. neu geschrieben werden, bevor wieder neue Daten gespeichert werden können. Deshalb kann es bei großen Dateien vorkommen, dass nach einer bestimmten Datenmenge die Übertragungsrate einbricht, weil der Cache voll ist und erst wieder freigeräumt werden muss.
Wann ist SMR sinnvoll, wann CMR?
SMR-Festplatten sind dann eine gute Wahl, wenn sie primär als reiner Datenspeicher genutzt werden oder dann, wenn eine große Festplatte für einen PC genutzt werden soll, auf der Daten vorgehalten werden. Sie bieten mehr Speicherkapazität und arbeiten energieeffizienter als CMR, was sie ideal für Archivaufgaben macht. Grundsätzlich eignen sich SMR-Festplatten nicht sonderlich gut, wenn die Festplatte ständig und dauerhaft schreibende Vorgänge erledigen soll, da es hier zu einem Cache-Overflow kommen kann. In diesem Fall sollte definitiv auf eine Festplatte mit CMR-Aufzeichnungsverfahren zurückgegriffen werden.
CMR-Festplatten sind dann eine gute Wahl, wenn Daten mit hohen Übertragungsraten oder besonders große Datenmengen gespeichert werden sollen. Darunter fallen eine Vielzahl an Tätigkeiten vom Musik-Streaming über Bildbearbeitung bis hin zum Einsatz für NAS-Server.
WD Red Plus NAS Festplatte
Im Folgenden wollen wir uns das Modell WD80EFZZ WD Red Plus NAS-Festplatte mit 8 TB der WD Red Plus Festplatten-Serie näher ansehen. Hierbei handelt es sich um eine CMR-Festplatte.
Die WD Red wurde speziell für NAS-Systeme entwickelt, die über einen bis acht Laufwerkschächte in 3,5-Zoll- und 2,5-Zoll-Baugrößen verfügen. Die Drehzahl beträgt 5640 U/min; geschrieben wird mit CMR. Mit dem NAS-System der Red-Festplatten kann man beispielsweise Medien streamen, Daten sichern, austauschen und digitale Inhalte sehr schnell und einfach verwalten. Auch der Datenaustausch mit beispielsweise mobilen Endgeräten oder dem Fernsehgerät erfolgt in sehr hoher Geschwindigkeit.
Seagate IronWolf NAS HDD 4TB
Das zweite CMR-Modell, das wir genauer unter die Lupe nehmen möchten, ist die Seagate IronWolf NAS HDD 4TB, SATA 6GB/s. Die Iron-Wolf Festplatten zeichnen sich durch ihre Robustheit und Skalierbarkeit aus. Besonders geeignet sind sie für NAS-Systeme mit einem bis acht Laufwerkschächten, Desktop-RAID und -Server, Multimedia-Server-Speicher und die Private Cloud.
Gerade in Unternehmens- und Geschäftsumgebungen zeigen sie mit einem hohen Datendurchsatz und einer hohen Workload-Rate von 180 TB/Jahr ihre Qualität. Damit können mehrere Benutzer und die Übertragung großer Daten problemlos verwaltet werden.
Fazit: SMR als Datenspeicher, CMR für wiederkehrende Schreibevorgänge
Beide Technologien (SMR und CMR) haben ihre Berechtigung und jeweiligen Einsatzmöglichkeiten. Auf SMR kann man vor allem dann setzten, wenn man große Festplatten mit geringerem Materialaufwand und meist geringerer elektrischer Leistungsaufnahme möchte, die als reiner Datenspeicher dienen.
Für dauerhafte Schreibe-Tätigkeiten und das Übertragen von großen Datenmengen mit hohen Übertragungsraten, also wenn es auf die Geschwindigkeit bei großen Datenübertragungen ankommt, sind CMR-Festplatten die bessere Wahl.
