Diferenças entre LMR, PMR, CMR e SMR nos HDs

Introdução

Se você pesquisar por HDs (Hard Disksdiscos rígidos), poderá encontrar nas especificações de cada modelo uma destas siglas: LMR, PMR, CMR ou SMR. O que elas significam? E qual as diferenças entre elas? É o que você descobrirá neste texto.

Caso prefira, vá direto ao tópico do seu interesse:

- HDs armazenam cada vez mais dados
- O que é LMR?
- O que é PMR?
- O que é CMR?
- O que é SMR?

HDs armazenam cada vez mais dados

Com a chegada do SSD, parecia que os HDs ficariam no passado. Mas a verdade é que esses dispositivos ainda são muito úteis, pois podem armazenar grandes quantidades de dados e, ao mesmo tempo, oferecem custo por gigabyte muito baixo na comparação com o SSD.

Hoje é possível encontrar discos rígidos com 16 TB, 18 TB ou 20 TB (terabytes) de capacidade de armazenamento, por exemplo. O detalhe mais interessante é que essas capacidades foram alcançadas sem que o tamanho físico das unidades tivesse que ser aumentado.

HDs de 20 TB e 14 TB SMR da Western Digital
HDs de 20 TB e 14 TB SMR da Western Digital

Para elevar a capacidade de armazenamento dos discos sem alterar as suas dimensões físicas — isto é, incrementar a densidade dos discos —, fabricantes como Seagate e Western Digital desenvolvem diversas tecnologias. É neste ponto que siglas como CMR e SMR aparecem na história.

Mas, vamos começar pelo... começo: a técnica LMR.

O que é LMR?

LMR é a sigla para Longitudinal Magnetic Recording e corresponde à técnica de gravação longitudinal de dados, a mais antiga. Um disco rígido pode armazenar dados graças ao eletromagnetismo. Essencialmente, um conjunto de partículas (ou células) magnetizadas de uma forma ou de outra é que determina se o bit gravado ali assumirá o estado representado por 0 ou 1.

Na técnica LMR, as tais partículas são alinhadas longitudinalmente (ou "horizontalmente") na superfície do disco (prato), como se estivessem "deitadas" lado a lado.

HDs antigos, que não têm grande capacidade de armazenamento de dados, geralmente são do tipo LMR.

O que é PMR?

PMR é a sigla para Perpendicular Magnetic Recording. A lógica aqui é a seguinte: e se, em vez de gravação longitudinal, o disco contasse com gravação perpendicular, como se as partículas estivessem "de pé"? Essa é a proposta da técnica PMR.

Com as partículas seguindo uma orientação perpendicular, pode-se ter uma quantidade maior delas na superfície do disco, pois o espaço ocupado por cada uma delas é menor.

Outra vantagem da PMR: a técnica torna a camada um pouco mais espessa, característica que gera campos magnéticos mais fortes, por assim dizer, o que acaba facilitando o trabalho das cabeças de leitura e gravação da unidade. Contribui para isso o fato de o posicionamento perpendicular não fazer as partículas exercerem força repulsivas entre elas, risco existente na técnica LMR.

Gravação longitudinal x gravação perpendicular
Gravação longitudinal x gravação perpendicular

O que é CMR?

CMR é a sigla para Conventional Magnetic Recording. Aqui, a situação fica um pouco confusa, pois essa técnica também consiste em uma forma de gravação perpendicular, só que, grosso modo, mais avançada que a PMR.

Na técnica PMR, é necessário que haja um espaço entre as trilhas (sequências circulares que contém as células de gravação) para que a cabeça de gravação, mais larga, não sobrescreva dados de uma trilha em outra por conta da proximidade entre elas.

Já na técnica CMR, os fabricantes desenvolveram cabeças de gravação menores que as convencionais para evitar que elas sobrescrevam trilhas. Com isso, é possível diminuir a distância entre elas.

Por serem baseadas no mesmo processo de gravação de dados, as técnicas PMR e CMR passaram a ser tratadas como sinônimos.

O que é SMR?

SMR é a sigla para Shingled Magnetic Recording e consiste na técnica mais avançada entre as que são abordadas neste texto. Esse também é um padrão de gravação perpendicular, com a diferença de que o espaço entre as trilhas não existe aqui.

Na verdade, as trilhas ficam parcialmente sobrepostas na técnica SMR, como se estivessem "encavaladas". Assim, é possível aumentar ainda mais a densidade do disco.

Com trilhas sobrepostas, não existe o risco de a cabeça de gravação sobrescrevê-las? Isso acontece, mas apenas parcialmente, razão pela qual a trilha sobrescrita não fica inutilizável: apenas uma parte da trilha é destinada à gravação, logo, existe uma área de "sobra" que pode ser usada para viabilizar a técnica.

Gravação convencional x SMR
Gravação convencional x SMR

Porém, pode haver problemas quando dados existentes precisam ser modificados, por isso, quando esse tipo de operação é necessária, os dados são gravados em uma área vazia. A área original permanecerá com os dados antigos apenas por um tempo: quando o HD ficar ocioso, um modo de organização apagará as informações dessa área e a disponibilizará para uso futuro.

HDs baseados em SMR costumam ter grande capacidade de armazenamento, razão pela qual são frequentemente destinados a datacenters. Ambientes assim podem exigir grande carga de trabalho da unidade, consequentemente, deixam pouco ou nenhum tempo para ociosidade.

Por conta disso, também podemos encontrar HDs com SMR que permitem que a reorganização dos dados seja feita quase que simultaneamente a processos de leitura e gravação.

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Publicado em 23_08_2020.

Emerson Alecrim Autor: Emerson Alecrim
Graduado em ciência da computação, produz conteúdo sobre tecnologia desde 2001. É especializado em TI, dispositivos móveis, internet e negócios.
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