叠瓦式磁记录磁盘的研究进展

详细介绍了叠瓦式磁记录磁盘(shingled magnetic recording,SMR)的磁道组织结构以及由此带来的大容量优势和引入的数据写放大问题;概述了目前已出现的驱动管理式SMR、主机管理式SMR和主机感知式SMR等3大SMR磁盘体系结构;重点介绍了驱动管理式SMR和主机管理式SMR,为缓解SMR磁盘的数据写放大问题而提出的一些方法,包括驱动管理式SMR磁盘的数据更新策略、映射机制和空间回收方法,以及主机管理式SMR磁盘的固定磁道带大小和不固定磁道带大小方法。随着数据量的持续增长,SMR磁盘将会得到广泛应用,其大容量优势和快速的大数据顺序读写等特点非常适合数据备份、归档存储,以及云存储等领域。

飞高对叠瓦式存储系统的性能影响分析

叠瓦式磁记录和交换耦合介质相结合是提高磁记录面密度的有效方法,飞高作为磁头设计中的主要参数之一,对系统记录性能有显著影响.本文介绍叠瓦式写磁头的结构设计,分析交换耦合介质翻转场对写入误差的影响,计算不同飞高下的写磁头磁场分布、强度和梯度.仿真结果显示飞高为10nm时,写磁头能产生的写场强度为17.51kOe,梯度为528Oe/nm,可以在提供足够大写场强度的同时获得较高的梯度,降低写入误差,提高系统性能.

高密度磁记录技术研究综述

大数据时代对大容量磁盘的需求日益增长,而在对现有的磁盘不进行较大改动的前提下,叠瓦式磁记录技术SMR是提高磁盘存储容量的最佳选择.近年来,兴起了一种新的磁记录技术——交错式磁记录技术IMR,它可以获得比SMR更高的存储密度和随机写性能.首先介绍了SMR磁盘的内部叠瓦式结构以及由此带来的数据写放大问题,并对缓解数据写放大问题的数据管理方式、性能特性评测以及基于SMR的上层应用系统方面的研究进展进行了概述;然后对新兴的IMR磁盘内部结构及其数据写放大问题进行了介绍,并对其将来的研究方向做了一定的分析和展望;最后对SMR磁盘和IMR磁盘在存储密度、数据写性能等方面进行了比较分析.当前有很多基于SMR磁盘的上层应用系统,这表明SMR磁盘可以高效地替代传统磁盘来构建大型的存储系统,而IMR磁盘的优势也将使其未来的发展前景可期.

高密度磁盘性能优化技术研究综述

在当今数字化时代,海量数据的生成和积累呈现出爆炸式增长的趋势,因此对存储容量的需求急速上升.传统磁记录磁盘CMR因其高容量和低成本而被视为解决海量数据存储的首选.然而,由于超顺磁效应的制约,CMR(Conventional Magnetic Recording)磁盘面密度的提升已触及极限.为了突破这一限制,叠瓦式磁记录技术SMR(Shingled Magnetic Recording)应运而生.基于传统硬盘架构,该技术以重叠磁道的方式,显著提升了磁盘面密度.但SMR磁盘在处理随机写时,会产生不可预测的写放大效应,从而严重影响I/O性能.为解决这一问题,业界随即提出了交错式磁记录技术IMR(Interlaced Magnetic Recording),利用优化的磁道布局和热辅助磁记录技术,有效实现了存储容量与性能的平衡.本文首先详细介绍了SMR和IMR的技术原理和磁盘类型,并量化分析了影响设备I/O性能的关键问题.然后,重点介绍了设备级优化方案,分析并总结了不同策略的优缺点与优化目标.接着,概述了面向设备的系统级和应用级设计方案,如文件系统、独立磁盘阵列技术和数据库等.最后讨论了在未来优化SMR磁盘和IMR磁盘性能可能的研究方向.