企業組織一直在尋找具有成本效益的大容量儲存解決方案，以處理資料暴增所帶來的問題。採用創新技術的氦氣填充密封硬碟利用氦氣密度較低的特點，使硬碟可採用更薄的碟片提供更大的容量；疊瓦式磁紀錄（SMR）硬碟則是允許資料磁軌重疊，藉此提高儲存密度。

第一代SMR硬碟旨在作為一個起點，協助發展、開發出一個利用SMR技術的生態系統。現今企業組織該如何成功採用這創新技術？Western Digital與Dropbox合作建置Host-Managed SMR技術，該公司已經認證使用Western Digital Ultrastar Hs14 Host-Managed SMR硬碟，並且達到EB規模等級（1EB等於10 億GB）。為協助進一步理解Host-Managed SMR的重要性，以下簡單介紹部署SMR的三種型態。

SMR的三種型態

基本上SMR分為三種型態，由於主機軟體的需求與硬碟效能特色皆有所不同，因此，了解它們之間差異極為重要。

Drive-Managed SMR

Drive-Managed SMR即為由硬碟管理所有來自主機的寫入指令，是一種隨插即用的實作，相容於所有軟硬體。但因硬碟必須執行「內務處理」（housekeeping）相關的後台任務，造成效能無法預測，因此不適用於企業工作負載量的應用環境。

Host-Managed SMR

與Drive-Managed SMR相反，Host-Managed SMR實作是由主機負責所有的資料管理工作，範圍包括資料流的讀取、寫入作業及區域管理。Host-Managed SMR需要修改主機軟體，讓主機系統了解背後所使用的媒介，方能部署一套新的指令，藉此微控所有元件。

依系統架構可能有所不同，此類修改看似大工程，但只要開發人員熟悉SMR，並優化應用程式以利連續寫入，便能享有卓越的可靠性與品質。因為能提供可預測的一致效能，效果堪比傳統的垂直磁紀錄（PMR）硬碟，Host-Managed SMR逐漸崛起成為疊瓦式磁紀錄技術當中較受歡迎的選項。

Host-Aware SMR

Host-Aware SMR好比前面2種選項的集大成。雖然表面看似綜合了以上兩者的優點，但若在乎可預測性及可靠度，仍無法達到Host-Managed SMR一樣藉由調整堆疊作為提供可預測的一致效能，因此Host-Managed SMR反而是協助我們可於未來的一段時間範圍內，平順地分階段轉換至Host-Aware SMR。

SMR容量並非「免費」

SMR確實只須使用與PMR硬碟幾乎完全相同的硬體零件，即可增加儲存容量，但要利用這些容量，用戶也必須保證會針對檔案系統及相關應用程式投資軟體開發。不過長期而言，這樣的投資能帶來紅利，因為SMR硬碟每TB成本較低，若考慮到資料中心的資金及營運成本，總整體擁有成本（TCO）也將獲得改善。

如何正確使用Host-Managed SMR—Dropbox與雲端

我們發現有越來越多雲端用戶轉而採用Host-Managed SMR。雲端企業開始意識到可以將SMR應用在檔案系統中，Dropbox就是一個極佳的範例。Dropbox選擇建置Host-Managed SMR主要原因在於他們可以完全掌控資料儲存在硬碟裡的方式，以及管理必要「內務處理」任務的方式與時間。

Dropbox的工作負載本身就非常適合SMR。該公司的資料是以區塊（chunk）的模式連續寫入，能完全符合SMR區域。用戶資料被分成許多區塊，因此寫入資料的大小不受個別檔案大小的影響，且一旦寫入後，大部分的檔案存取路徑都是一般的隨機讀取，這點也非常適合採用SMR技術。儘管大部分資料都不會被刪除，但當被刪除時，被刪除的資料就會釋出區塊裡的多餘空間，這時就需要重新寫入新的區塊來善加利用裝置容量。使用Host-Managed SMR便能完全控制整個過程，同時將系統資源利用於內務處理任務而不致於影響效能。

靈活的開發手法— 及早部署相關技術

當Dropbox開始部署過程時，許多在實作上必備的工具都處於初期發展階段。當時ZBC/ZAC指令集才剛發表，多屬於基礎階段，但Dropbox有效地將這些開放原始碼工具利用於SMR實作的開發上，透過一套進展快速且具有彈性的開發方法，使其得以維持領先地位，趕在其他對手之前實現SMR的優勢。

提升SMR容量40%

未來SMR與氦氣填充密封硬碟技術仍有很長的發展路徑。現在Ultrastar Hs14硬碟結合Host-Managed SMR和HelioSeal技術，以我們最低的總整體擁有成本提供14TB儲存容量，與前一代SMR氦氣填充硬碟相比容量增加40%，而Dropbox的初期軟體投資，將使其享有容量增加的優勢。

Host-Managed SMR的採用藍圖

企業與雲端業者更加了解SMR實作選項之後，成功採用的機率也會更高。隨著企業開始處理資料暴增所帶來的問題，同時增加檔案資料的活躍程度，SMR技術將更加普及。

Dropbox就是一個很好的範例，對自家解決方案有深刻認識的公司，可利用靈活的開發手法，迅速適應並採用Host-Managed SMR技術，藉此大幅節省成本，在市場中維持高度競爭力。

Western Digital與Dropbox的合作關係提供了一個願景，能引導企業成功使用SMR技術，且日後此模式將帶來更多益處。Host-Managed的方法或許看似較費力，但今天只要一步到位的對應做好，它就是獲得最大成果的最佳方式！

（本文作者Leonard （Lenny） Sharp為Western Digital企業級硬碟產品規劃與管理資深總監）