L’SMR, o Shingled Magnetic Recording, è un ulteriore sviluppo della registrazione magnetica perpendicolare (PMR). Con questo metodo di memorizzazione, i dati vengono scritti sui dischi magnetici dell’hard disk. A differenza del metodo PMR, con la tecnologia SMR le singole tracce di dati vengono scritte leggermente sovrapposte e non separate l’una dall’altra. In questo modo è possibile memorizzare più dati su un’area della stessa dimensione. Questo metodo aumenta quindi sia la capacità che la densità dei dati. Tuttavia, a questi vantaggi si contrappongono anche degli svantaggi, come la perdita di dati.

La testina di lettura-scrittura è più piccola dell’unità di scrittura, il che significa che i dati possono ancora essere letti nonostante la sovrascrittura parziale. Tuttavia, a causa della descrizione sovrapposta, è necessario che anche le tracce vicine vengano riscritte durante un’operazione di scrittura.

Tuttavia, il recupero dei dati dai dischi rigidi con tecnologia SMR è associato a un maggiore sforzo a causa della tecnologia speciale. L’articolo che segue ne illustra le ragioni e le caratteristiche che contraddistinguono la tecnologia SMR.

Le aree di applicazione dell’SMR

La tecnologia SMR viene utilizzata principalmente per i supporti dati con una capacità di memorizzazione molto elevata. Recentemente, tuttavia, i produttori Seagate e Western Digital hanno iniziato a utilizzare questo metodo anche per supporti molto più piccoli.

Il motivo è che oggi i costi di produzione sono relativamente bassi e lo stesso vale per il consumo di materiale. Tuttavia, non esiste una marcatura speciale che indichi se il disco rigido utilizza SMR o PMR, motivo per cui possono sorgere problemi in relazione ai diversi metodi di archiviazione. Gli utenti di dischi rigidi esterni, in particolare, spesso non sanno quale metodo viene utilizzato, ma è improbabile che questo rimanga tale a lungo. Negli Stati Uniti, infatti, sono già in corso le prime cause legali, tra cui quella contro il produttore Western Digital, che ha installato dischi rigidi SMR più lenti nei server NAS senza segnalarlo ai consumatori.

I vantaggi dell’SMR

La tecnologia SMR offre diversi vantaggi. Tra questi, ad esempio, il fatto che crea circa il 25% in più di capacità di archiviazione e una maggiore densità di archiviazione. Inoltre, i costi di produzione sono bassi. Il metodo è particolarmente adatto alle lunghe scritture sequenziali.

Tuttavia, la velocità di scrittura è inferiore perché anche le tracce vicine devono essere scritte più volte durante il processo di scrittura. Pertanto, se si effettuano principalmente molte scritture casuali e brevi, l’SMR è meno adatto.

Come funziona la tecnica SMR

Come già descritto, anche le tracce vicine devono essere riscritte durante il processo di scrittura. Per evitare che questo processo si estenda all’intero disco magnetico, il disco è suddiviso in diverse zone, ciascuna con un certo numero di tracce. Inoltre, sul disco rigido è presente una cache in cui vengono temporaneamente memorizzati i dati riscritti.

Il disco rigido può quindi essere paragonato a un magazzino in cui sono presenti diversi pacchetti di grandi dimensioni. Questi pacchetti formano le zone del disco rigido. Un pacchetto grande contiene a sua volta 20 pacchetti più piccoli che corrispondono alle tracce sovrapposte. I dati sono quindi piccoli oggetti distribuiti nei rispettivi pacchetti.

Quando si scambiano pacchi, pacchetti e contenuti….

Se un determinato oggetto deve essere scambiato da uno di questi pacchetti, deve essere estratto dal pacchetto grande con l’aiuto di una macchina che corrisponde alla testina di lettura-scrittura del disco rigido e scompattato in un’altra stanza, la cache.

Nella prima fase, tutti i pacchetti piccoli devono essere rimossi dal pacchetto grande fino a trovare il pacchetto desiderato. A quel punto l’oggetto desiderato può essere estratto dal pacchetto. I pacchi devono poi essere rimessi nel pacco grande e riportati in magazzino con l’aiuto della macchina.

Naturalmente, questa procedura richiede più memoria e tempo rispetto al metodo in cui un articolo viene immediatamente estratto dalla confezione sullo scaffale. Per questo motivo la velocità di scrittura è molto più bassa.

Conseguenza importante: anche la formattazione funziona in modo diverso rispetto al metodo PMR. Se si cancellano dati o si formatta un disco rigido, la cancellazione avviene sempre direttamente ed è definitiva. Se si verifica una formattazione involontaria del disco rigido SMR, è necessario scollegare immediatamente l’alimentazione, altrimenti i dati potrebbero andare irrimediabilmente persi.

Recupero dei dati dai dischi rigidi SMR

Con la tecnica SMR, i dati vengono suddivisi in diversi pacchetti. Questi devono essere disimballati più volte, modificati e quindi imballati di nuovo in caso di cambiamento.

Poiché i pacchetti sono impacchettati, cioè le tracce si sovrappongono, il metodo standard di recupero dei dati precedentemente stabilito è difficilmente realizzabile. È quindi necessario sviluppare e testare procedure più efficaci e innovative. Rispetto al recupero dei dati con una tecnica PMR, lo sviluppo e il tempo richiesto sono notevolmente superiori.

Con le unità più recenti, il recupero dei dati è più difficile anche perché non c’è un’area di servizio autonoma. Pertanto, l’elaborazione non è facilmente realizzabile.

Perché questo è un problema?

Per eseguire il recupero dei dati, è necessario accedere all’area di servizio e manipolarla di conseguenza. Tuttavia, l’accesso all’area di servizio è bloccato per motivi di protezione dall’accesso esterno. Questo rende quasi impossibile il recupero dei dati.

La soluzione: l’unico modo per accedere ai dati è il data mining. Tuttavia, la struttura delle cartelle va persa. Questo problema si verifica attualmente con il produttore Western Digital, ma gli altri produttori seguiranno presto l’esempio. L’obiettivo futuro è quindi quello di collaborare con i produttori per trovare una soluzione che consenta un recupero efficiente dei dati senza alcuna perdita.

Estrazione dei dati

Nel contesto del magazzino esemplare, l’area di servizio può essere paragonata a un computer che contiene tutte le informazioni su quali articoli sono conservati in quale luogo. Se l’accesso a questo computer è bloccato, i singoli articoli devono essere cercati da soli senza aiuto.

Ciò significa che ogni singolo pacco deve essere disimballato, i 20 pacchi devono essere ripuliti e in essi si deve cercare il rispettivo articolo. Anche se a un certo punto è possibile trovare tutti gli articoli, i pacchi e le confezioni non sono ordinati e sono sparsi per tutto il magazzino e regna il caos.

Perché l’area di servizio è bloccata?

I produttori utilizzano il blocco dell’area di servizio principalmente per mantenere segreta l’esatta funzione del loro disco rigido. Dopotutto, la pressione concorrenziale nel settore è molto forte.

La tecnica SMR – una conclusione

In linea di principio, l’uso della tecnica SMR offre molti vantaggi, soprattutto per quanto riguarda la capacità di memorizzazione. Tuttavia, questo metodo comporta un grande rischio per il recupero dei dati in caso di guasto del disco rigido.

Il recupero dei dati è estremamente difficile nel corso delle procedure standard e può essere realizzato solo con un dispendio di tempo e di sviluppo molto elevato.