CMR/SMR

Der HDD-Guide zu den verschiedenen Aufnahmemethoden - SMR-Festplatten in realer Nutzung

Wir haben uns auch ganz klassisch mit ausschließlich schreibenden Tätigkeiten beschäftigt. Hier muss ein Laufwerk mit SMR aufgrund seiner Funktionsweise theoretisch schlechter abschneiden als ein konventionell beschriebenes Laufwerk. Inwieweit die Schreibrate wesentlich geringer ist und ob solche Laufwerke wirklich unbrauchbar sind, wie manche Leute meinen, werden wir hier klären. Natürlich decken Lese- und Schreibtests nicht alle möglichen Verwendungszwecke ab, aber als Spiele- oder Programmlaufwerk wurden Festplatten mittlerweile von SSDs verdrängt. Wir haben uns für die Darstellungsweise von Windows entschieden, da die Aufzeichnungsfunktion von HD-Tune das Ergebnis logarithmisch darstellt. So sind die Kurven für jeden einfach zu deuten und die exakte Transferrate spielt in diesem Test eine nicht ganz so große Rolle.

Direkter Vergleich

Für einen idealen Vergleich dienen uns die Seagate BarraCuda Compute 6 TB ST6000DM003 (SMR) und die WD Black 6 TB WD6002FZWX (CMR). Letztere wurde zwar bereits von der WD Black 6003 ersetzt (wir berichteten), jedoch eignet sie sich als Pendant zur Red Pro (FFWX) und Red (EFRX) und steht somit für eine noch weit verbreitete Generation von NAS-HDD mit CMR.

Als erstes haben wir ca. 80 GB Daten in Form von Windows 10 Images auf die Festplatte kopiert und danach wieder gelesen. Wie zu erwarten, ist hier die Datenrate stark schwankend gewesen. Bei der BarraCuda Compute 6 TB können wir das charakteristische Schwanken einer SMR-Festplatte sehr gut beobachten. Die Transferrate sinkt immer wieder jeweils um die Hälfte auf ca. 85 MB/s ab. Die Black 6002 schreibt, wie zu erwarten war, sauber durch. Beim Lesen bewegen sich beide Festplatten nahe ihrer maximalen Transferrate und die Aufnahmemethode spielt keine Rolle. Dennoch kann man hier schon sehen, dass, würde es sich bei der Seagate BarraCuda um eine NAS-HDD handeln (und die ST6000DM003 gehört bereits zu den langsameren SMR-Festplatten), die SMR-Auswirkungen im Falle eines 1-GBit/s-NAS eher gering wären.

Die Toshiba P 300 6TB zeigt ein ähnliches Verhalten, wie die BarraCuda Compute. Auch hier kann man beim Schreiben sehen, dass die Transferrate zwischen ca. 120 MB/s und 175 MB/s schwankt. Aufgrund des ausgeprägten Zwischenspeicherns zu Beginn ist die Skalierung nicht ideal.

Die Western Digital Red WD60EFAX zeigt ein aperiodisches Schwingen von ca. 135 MB/s bis zu 220 MB/s beim Schreiben. Hier ist unser Eindruck mittlerweile von WD bestätigt worden, dass es sich bei der WD60EFAX um eine drive-managed-SMR-Festplatte für den Einsatz im NAS handelt.

SMR im NAS

Mit dem Schreiben auf die neuen SMR-Festplatten haben wir uns ausgiebig beschäftigt. 

Wir haben sowohl eine initiale Synchronisierung als auch eine Resynchronisierung nach Plattenausfall eines RAID 1 auf einem QNAP TS253 Be NAS durchgeführt. Beim ersten Durchlauf haben wir eine WD Red Pro WD6002FFWX (CMR, 7.200 rpm) verwendet und im zweiten Durchlauf eine WD Red 6 TB WD60EFAX (SMR, 5.400 rpm). Gewählt wurde die Priorität Hoch, um schnellstmöglich die Aufgaben zu beenden. Auf das NAS wurde während der Tests nicht zugegriffen.

Die CMR-Festplatte ist zwar rund 20 % schneller als die WD Red mit SMR, jedoch liegt dieser Wert im Rahmen der Differenz aufgrund zwei verschiedener Umdrehungszahlen der Festplatten. Da der Rebuild des Arrays ein linear ablaufender Prozess ist, bei dem die gesamte Festplatte sowieso der Reihe nach überschrieben wird, kann hier die SMR-HDD unterbrechungsfrei eine Bahn nach der anderen schreiben. Somit besteht kein Geschwindigkeitsnachteil wie bei einem Prozess mit überwiegend zufälligen sowie unsteten Schreibzugriffen. Da das QNAP NAS mit dem Dateisystem EXT4 arbeitet, kann es unter BTRFS oder ZFS zu abweichenden Ergebnissen führen.