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2017年 7月14日 発売

ST4000DM004 [4TB SATA600 5400]

  • 容量4TBの3.5インチHDD。
  • 多用途な「BarraCuda」シリーズに属している。キャッシュは256MB。
  • 2TBプラッタを採用したことで、従来モデルより厚さや消費電力が減少している。
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ST4000DM004 [4TB SATA600 5400]SEAGATE

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SMRの素朴な疑問

2019/09/28 01:34(1ヶ月以上前)


ハードディスク・HDD(3.5インチ) > SEAGATE > ST4000DM004 [4TB SATA600 5400]

クチコミ投稿数:146件

こんばわ。
昨日購入して配送待ちです。待っている間にふつふつと素朴な
疑問が沸いてきました。ご教示いだだければ幸いです。


[質問1]
プラッターへの書き込みは常に256MB単位(ブロック)ですか?
※メディアキャッシュ機能やキャッシュ256MBは別として

要するにCMRでは1セクタは512Bや4KBですがこのHDDでは
書き換えヘッドの位置合わせが256MBブロック単位でしかでき
ないということですか?
SMRの説明図でよく見るトラックの重ね書きを見ると、書き換えが
256MBブロックの途中のアドレスから発生しているなら、馬鹿正直
にブロックの最初から書き戻さずに途中からブロックの最後まで
書き戻せばいいような気がしますが…ヘッドの位置合わせが256MB
ブロックでしかできないなら当然無理ですけど。

[質問2]
読み込みは4KB単位で可能でしょうか?それとも256MBブロック単位
ですか?
例えばWindowsのNTFS(1クラスタ=4セクタ)で1クラスタ読み込むだけ
でもDISK側ではせっせと256MB読み出して該当クラスタ4KB分のデータ
だけOSへ返して他は捨ててるのでしょうか?

[質問3]
不良セクタが発生した場合、CMR品では512Bや4KB単位で代替え処理
ですがSMR品では256MB単位で代替え処理でしょうか?
もしそうであれば予備領域がそれなりに確保されているならいい
ですがまさかメディアキャッシュ領域を削って代替え処理に回して
る…なんてことはないですよね(笑)


以上

書込番号:22952145

ナイスクチコミ!1


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P577Ph2mさん
クチコミ投稿数:14445件Goodアンサー獲得:4744件

2019/09/28 08:44(1ヶ月以上前)

>馬鹿正直
>にブロックの最初から書き戻さずに途中からブロックの最後まで
>書き戻せばいい
途中から書き戻しますよ。あくまで最悪が256MBということでしょう。
https://www.seagate.com/jp/ja/tech-insights/breaking-areal-density-barriers-with-seagate-smr-master-ti/


>読み込みは4KB単位で可能でしょうか?それとも256MBブロック単位
>ですか?
重ね書きが必要なのは書き込みだけです。
https://akiba-pc.watch.impress.co.jp/docs/sp/680650.html
こちらも、通常、もっと連続して読み取られますし、読み込んだデータは各種キャッシに貯められて利用されます。

不良セクタが発生しても、影響するのは隣のトラックだけですし、256MBまるまる使用不可になるとは考えにくいです。

書込番号:22952437

ナイスクチコミ!0


クチコミ投稿数:146件

2019/09/28 14:38(1ヶ月以上前)

回答ありがとうございました。> P577Ph2mさん

ここに質問する前に2件の外部リンクも含め他のサイトを漁ってました
が疑問は解消されませんでした。

1件目は
プラッター全体でトラック重ね書きしたら部分書き換えが大変なので
ブロック管理(256MB)して軽減してますよ…としか汲み取れませんでした。
私の理解不足もありますから、できればどの部分で256MBブロックの
途中から書き換え可能と思われたのか具体的に教えていだだければ
幸いです。

2件目は
読み込みヘッドの幅が狭く重ね書きトラックを問題なく読めるとしか
私には解釈できませんでした。

結局読み込みも256MB単位なんです。
仰せの通りOSから新たな読み込み依頼がきて、既に読み込み済みの
ブロック内アドレスだった場合、キャッシュに貯まっていた
ブロックデータが再利用できるには違いないですが…

CMRの512Bや4KBセクタのHDDでもOSからの1クラスタ分だけの読み込み
依頼があっても余分なセクタ含めて先読みし、将来に備えるような
制御しているものがあるなら"SMRだけど512Bや4KB単位で読み込めるのか?"
という質問自体が無意味だったかもしれません。


不良セクタに関しても4KB単位では済まないでしょうが256MBってことは
流石になさそうですかね…
ただ制御上は256MB単位でスワップした方が楽でしょうし当然書き込み
速度もブロック内に不良セクタ抱えて代替セクタ(トラック?)へ飛んで
またブロックへ戻って…とかするよりもましでしょうけれど。

以上

書込番号:22953079

ナイスクチコミ!1


uPD70116さん
クチコミ投稿数:27050件Goodアンサー獲得:4953件

2019/10/14 19:02(1ヶ月以上前)

ブロック全体を使えなくする方が制御上も楽でしょうし、アクセスすれば破損が広がる可能性が高いのでブロック全体を使えなくするのは間違いないでしょう。

ピンポイントでそこだけ読み書き出来なくなるなんてことはないので、影響の範囲は予想出来ません。
SMRの場合使えなくなる範囲が広そうなのは間違いないでしょう。
恐らくそれなりの代替領域を用意しているものと推測されます。

書込番号:22987800

ナイスクチコミ!0


p54cさん
クチコミ投稿数:139件Goodアンサー獲得:19件 ST4000DM004 [4TB SATA600 5400]のオーナーST4000DM004 [4TB SATA600 5400]の満足度5

2019/10/26 20:40

SMRには興味があって、このHDDでいろいろ実験してました。私の推測は以下です。

1.256MBブロックの途中から書き込んでる可能性が高いと思います。プログラムを作ってランダム書き込みを連続で行い、メディアキャッシュが利用不可の状態になると待ち時間が不定(0〜2.5秒位)になるためです。仮に毎回ブロック全体を書き込んでいる場合は待ち時間が一定(2.5秒位)になるはずですがそのようにはなっていません。

2.読み込みはセクタ単位(4KB〜64KB位)で行われている可能性が高いと思います。ランダム読み取りを連続で行っても、通常のHDDと同様の速度が出続けるためです。仮に毎回ブロック全体を読み込んでいる場合は、ランダムアクセス性能が物凄く低くなる(1IOPS以下)はずですがそのようにはなっていません。セクタサイズは、通常のHDDでは物理4KB、論理512KBですが、このHDDでは物理4KB〜64KB位、論理512KBに設定されていると思います。物理サイズを大きくするとセクタ間のギャップをなくせて高密度化が可能になります。

3.おそらくセクタ単位で代替セクタ領域が用意されていると思います。理論的にそれで問題なく処理できますので。仮にブロック単位で代替セクタ領域を用意した場合、通常のHDDの65536倍の領域が必要になり、本来の記憶領域が大幅に削られてしまいます。そのような実装がされているとは考えにくいです。

上記はシーゲートのこのシリーズのHDDに限定した話です。同じSMR方式でもメーカー、型番により異なる特性を持っている可能性があります。

そう言えば、このシリーズのHDD、全然壊れないですね。4TBは利用を開始してちょうど2年位経過してますが、2台とも壊れていません。後から買った6TB×8台も壊れていません。案外当たりなのかもしれませんね。

書込番号:23010604

Goodアンサーナイスクチコミ!0


クチコミ投稿数:146件

2019/10/27 14:54

情報ありがとうございました。> p54cさん

1、2、3に関して常識的な動き(負荷の掛からない)をしているらしい…との
ことで安心しました。
diskspdとかのオープンソースを利用して色々試して見ようと思っておりましたが
Visual Studioとかのコンパイル環境から導入しないといけないので躊躇しており
助かりました。

Goodアンサーにして一旦クローズしますがもし宜しければ以下の追加疑問に
関して教えてください。
教示内容を誤解してしまい質問内容が不適切かもしれませんがご容赦ください。


>通常のHDDでは物理4KB、論理512KBですが

普通のHDD…とはかなり以前のHDD(非AFT)又はAFT(その1)のことでしょうか?
※以下自分の認識であり間違っているかもしれません。

・かなり以前のHDD(非AFT):物理 512B、論理 512B
・AFT(その1)      :物理4096B、論理 512B 
・AFT(その2)      :物理4096B、論理4096B 

ここでの論理とはOS側からアクセスできるインタフェース上の最小サイズです。
だとしますと仰せの論理512KBとは512Bのことで宜しいでしょうか?
それとも論理の定義が異なりますか?

>このHDDでは物理4KB〜64KB位、論理512KBに設定されていると思います。

物理4KB〜64KB位…とはこのHDDではプラッター内外周で物理セクタサイズが
異なる可能性がある…ということでしょうか?

・SMR品:物理4KB〜64KB?、論理512KB? 

また論理が512KBとのことですが上記同様に512Bと解釈して宜しいでしょうか?
それともSMR品ならではの論理の定義がございますか?

以上

書込番号:23012030

ナイスクチコミ!0


p54cさん
クチコミ投稿数:139件Goodアンサー獲得:19件 ST4000DM004 [4TB SATA600 5400]のオーナーST4000DM004 [4TB SATA600 5400]の満足度5

2019/10/27 15:12

> 普通のHDD…とはかなり以前のHDD(非AFT)又はAFT(その1)のことでしょうか?
> だとしますと仰せの論理512KBとは512Bのことで宜しいでしょうか?

・・・すいません。私が書いた単位が間違えてましたね。おっしゃる通り、論理512Bが正しいです。

> 物理4KB〜64KB位…とはこのHDDではプラッター内外周で物理セクタサイズが異なる可能性がある…ということでしょうか?

セクタサイズは全体で同一だと思います。可変にするとキャッシュの管理が物凄く煩雑になりますので。1トラックに入るセクタ数は通常のHDDと同様、プラッター内外周でゾーン分けし、外周の方が多くなっていると思います。

> また論理が512KBとのことですが上記同様に512Bと解釈して宜しいでしょうか?

これも512Bが正しいです。すいません。

書込番号:23012058

ナイスクチコミ!0


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