SMRgate : cette technologie que les fabricants de disques durs ont passée sous silence

Le SMR, un tabou pour Seagate, Western Digital et Toshiba ? Tous trois sont soupçonnés d'en avoir caché la présence sur certains de leurs produits.

Cette technologie est destinée à augmenter la densité surfacique des disques durs. Pour cela, elle superpose les pistes de données. D'où son nom d'« enregistrement magnétique bardeau » (shingled magnetic recording).

Son fonctionnement ne convient pas à tous les usages. Notamment à ceux qui impliquent beaucoup d'opérations d'écriture aléatoire.

Le subreddit DataHoarder, où discutent les archivistes, est particulièrement fourni en topics sur le sujet.

Parmi les usages déconseillés, il y a les NAS. Des utilisateurs ont eu de mauvaises surprises et en ont témoigné, entre autres sur les forums Synology.

Nombre d'entre eux ont déploré le manque de transparence du fabricant de leur(s) disque(s) dur(s) quant à l'implémentation du SMR.

CMR vs SMR

Sur le papier, la technologie constitue une alternative intéressante au PMR (perpendicular magnetic recording), aussi appelé CMR (conventional magnetic recording). Lequel exploite principalement deux leviers pour augmenter la densité d'information enregistrable : réduire la largeur de piste et diminuer la taille de la tête d'écriture. avec les limites physiques que cela induit.

Le SMR ne permet cependant pas l'écriture aléatoire sur tout secteur. Tout se fait en séquentiel et les pistes qui se chevauchent sont regroupées en des unités de taille fixe, gérées à la manière des blocs d'un SSD.

La traduction des instructions se fait soit au niveau de l'hôte (host-managed ou host-aware), soit au niveau du disque (disk-managed). Dans tous les cas, l'enregistrement n'est pas immédiat. Les données sont d'abord stockées dans un cache, en attendant que le disque devienne inactif et puisse effectuer les travaux de réorganisation nécessaires.

Ce cache consiste généralement en une zone CMR de quelques dizaines à une centaine de Go. Si on vient à en dépasser la capacité, surviennent des problèmes de performances. voire plus.

Le cas exposé sur le forum Synology est emblématique du « voire plus » : impossible de reconstruire un RAID avec un disque dur WD Red (WDx0EFAX), pourtant étiqueté comme idéal pour les NAS.

D'autres mésaventures rencontrées avec ce modèle sont relatées sur la Toile. Elles vont jusqu'au rejet du disque par des contrôleurs RAID croyant à une défaillance. Des messages d'erreur en sont parfois à l'origine ; par exemple lorsque le disque, tout juste installé, tente de vérifier des secteurs encore vierges.

Certains ont trouvé des méthodes alternatives reposant notamment sur la désactivation du cache. Mais les débits se sont effondrés.

Propos contradictoires

Dénominateur commun à tous ces témoignages : aucune mention du SMR dans la documentation fabricant. Les disques ont par ailleurs tendance à cacher cette caractéristique quand on les interroge par voie logicielle - malgré des indices de type prise en charge du trim.

Pour trouver une trace écrite de l'information, il fallait, encore très récemment, se tourner vers les documentations des fournisseurs de NAS. Synology signale les WDx0EFAX (2 à 6 To) comme SMR, tandis que Qnap les liste comme non compatibles avec son matériel (au contraire des WDx0FREX, en CMR).

La donne a changé depuis que la presse IT s'est emparée du sujet, qui avait commencé à essaimer fin mars, début avril (forum ZFS on Linux, assistance smartmontools.).

Par la voie d'un représentant de son équipe UK, Western Digital avait d'abord affirmé, en réponse à un utilisateur, que son seul disque dur SMR en production était un modèle 20 To réservé aux entreprises.

Relancé, l'intéressé avait tardé à répondre, relayant finalement un tout autre message : les WD Red de 2 à 6 To sont effectivement SMR (les 8 à 14 To sont CMR). Mais les usages ciblés (environnements small office / home office) laissent le temps aux disques de travailler en arrière-plan, sans nuire aux performances. Et d'ajouter : « Les disques WD Red sont conçus pour une charge de travail annuelle de maximale de 180 To. [.] Au-delà, prenez des WD Red Pro ou des Ultrastar ».

Le 20 avril, l'entreprise avait reproduit l'intégralité de cette déclaration corporate sur son blog principal. Deux jours plus tard, elle changeait son fusil d'épaule, mettant le post à jour pour fournir une liste de tous les disques internes SMR distribués dans son channel. 

Le SMR n'épargne pas les PC  

Entre-temps, Seagate et Toshiba avaient fait leur coming out.

Le premier a confirmé que plusieurs produits de ses gammes Desktop et BarraCuda sont SMR (le problème touche donc aussi des disques destinés aux PC). Il n'en faisait pas mention dans sa documentation, alors qu'il le précisait pour les Exos et les Archive, placés plus haut en gamme. Sa réponse à ce propos : « Nous fournissons des informations qui correspondent au positionnement et à l'usage attendu pour chaque disque. »

Toshiba aussi implémente le SMR dans certains disques destinés aux ordinateurs. En première ligne, des P300 et des L200, respectivement destinés aux desktops et aux laptops.
Le groupe japonais se contente d'assurer travailler avec les constructeurs de PC pour « choisir les supports de stockage appropriés ». Ce qui a son importance, ne serait-ce que de par une fonction par défaut sur Windows, Mac et Linux : la mise à jour des métadonnées d'un fichier à chaque accès.

Sur l'ensemble des références concernées chez Toshiba, Seagate et sa filiale Western Digital, la gestion SMR se fait au niveau du disque (disk-managed). Cette solution a l'avantage d'être plug & play, mais elle n'offre pas les possibilités d'une gestion au niveau de l'hôte.

Le décalage est grand entre la communication que le trio destine au « grand public » et celle qu'il adresse aux entreprises. Ces dernières ont à leur disposition une littérature foisonnante accompagnée de sites dédiés.

Illustration principale © nudelbach via visualhunt.com / CC BY-SA