O que são as tecnologias CMR, LMR, PMR e SMR em HD's?
A gravação magnética é uma tecnologias usada para armazenar fisicamente bits de dados em uma unidade de disco rígido (HD). Para os fabricantes de HD, uma das preocupações mais importantes é a densidade de área, que é o número de bits de dados que podem ser gravados em um disco magnético. A densidade de área é medida calculando o número de bits ou gigabits por polegada quadrada, quanto mais altos os valores, melhor, pois permite maior armazenamento usando a mesma quantidade de espaço em disco. Os fabricantes estão constatemente evoluindo e melhorando as técnicas de gravação magnética para poder aumentar a capacidade dos HD's sem precisar aumentar o seu tamanho físico. Por conta disso, sempre estão surgindo novas técnicas de gravação magnética. Nesse texto falaremos sobre algumas delas (das mais antigas as mais avançadas).
LMR - Gravação Magnética Longitudinal (Longitudinal Magnetic Recording)
LMR corresponde à técnica de gravação longitudinal de dados. Um disco rígido pode armazenar dados graças ao eletromagnetismo. Essencialmente, um conjunto de partículas ou células são magnetizadas para o bit assumir um 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. É a maneira clássica como as informações eram armazenadas em discos rígidos mais antigos de baixa capacidade.
PMR - Gravação Magnética Perpendicular (Perpendicular Magnetic Recording)
No PMR a lógica é a seguinte: em vez de gravação longitudinal, o disco utiliza a gravação perpendicular, como se as partículas estivessem "de pé". 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. As trilhas magnéticas são escritas lado a lado, sem sobreposição. Como o cabeçote de gravação é normalmente maior que o cabeçote de leitura, os fabricantes de HD tentam diminuir o tamanho do cabeçote de gravação o máximo possível.
Outra vantagem do PMR: a técnica torna a camada um pouco mais espessa, característica que gera campos magnéticos mais fortes, 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.
Veja as diferenças entre o LMR e o PMR:
CMR - Gravação Magnética Convencional (Conventional Magnetic Recording)
Aqui, a situação fica um pouco mais complexa, pois essa técnica também consiste em uma forma de gravação perpendicular, porém, 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 e com isso aumentar a densidade de dados.
Por serem fundamentalmente o mesmo processo de gravação de dados, as técnicas PMR e CMR passaram a ser tratadas como sinônimos.
SMR - Gravação magnética de telhas (Shingled Magnetic Recording)
SMR consiste em um técnica de gravação mais avançada que oferece uma densidade de área melhorada. O SMR pode ser considerada uma extensão do PMR. Esse também é um padrão de gravação perpendicular, com a diferença de que o SMR sobrepõe cada nova faixa com parte da faixa previamente escrita, como telhas em um telhado. Ao sobrepor as faixas, as cabeças de gravação ficam mais finas, expandindo assim 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.
Vantagens e desvantagens entre o PMR e o SMR
Independentemente de um HD usar PMR ou SMR, a cabeça de leitura requer apenas uma pequena parte da faixa magnética gravada. Quando novos dados são gravados em uma unidade SMR, as faixas são totalmente legíveis sem afetar o desempenho.
No entanto, quando os dados em uma unidade SMR são editados ou substituídos, o cabeçote de gravação não substituirá os dados na trilha magnética existente. Em vez disso, os novos dados serão gravados em uma área vazia do disco, enquanto a faixa original com os dados antigos permanecerá temporariamente. Quando o HD ficar ocioso, ele entrará em um modo de reorganização, onde os bits de dados antigos na trilha original serão apagados e disponibilizados totalmente para uso futuro.
Este modo de reorganização deve ocorrer para excluir completamente as trilhas, tornando o tempo ocioso essencial para um HD SMR. Se uma unidade SMR estiver sendo muito usada para leitura e gravação, ela não terá tempo suficiente para reorganizar as faixas magnéticas, fazendo com que as faixas com os dados antigos permaneçam no lugar temporariamente. Como resultado, a unidade SMR pode precisar gravar novos dados e reorganizar a trilha antiga ao mesmo tempo, resultando em um impacto negativo no desempenho geral de leitura/gravação. Para combater isso, os fabricantes de drives SMR desenvolveram um firmware que otimiza o desempenho de leitura/gravação enquanto os dados estão sendo substituídos.
No caso do HD PMR ele tem a desvantagem de ter uma densidade de dados menor se comparado ao HD SMR. Porém o HD PMR não tem a desvantagem de necessitar ficar um tempo ocioso para reorganizar os dados, pois ele pode regravar dados sobrepondo dados antigos.
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