CMR gegen SMR: warum das Aufzeichnungsverfahren über Ihr RAID entscheidet

Was CMR und SMR technisch unterscheidet

CMR steht für Conventional Magnetic Recording. Die Datenspuren liegen nebeneinander, jede Spur lässt sich unabhängig von ihren Nachbarn überschreiben. Das ist das klassische Verfahren, und es ist berechenbar: Ein Schreibvorgang kostet immer ungefähr gleich viel Zeit.

SMR steht für Shingled Magnetic Recording. Die Spuren überlappen sich wie Dachziegel, weil der Schreibkopf breiter ist als der Lesekopf. So passen mehr Daten auf dieselbe Scheibe, die Platte wird pro TB billiger. Der Preis dafür: Sie können eine Spur nicht überschreiben, ohne die darüberliegenden Spuren mitzuzerstören. Die Platte muss ganze Zonen einlesen, ändern und zurückschreiben.

Solange nur sequenziell geschrieben wird und die Platte Ruhepausen zum Aufräumen bekommt, fällt das kaum auf. Genau diese Pausen gibt es bei einem RAID-Rebuild nicht. Es wird stundenlang durchgeschrieben, der interne Cache läuft voll, und dann bricht die Leistung ein. Das ist kein Randfall, das ist der einzige Moment, in dem Sie sich vollständig auf Ihre Festplatten verlassen müssen.

Der SMR-Skandal von 2020, kurz und faktisch

Western Digital hatte SMR still und heimlich in die WD-Red-Reihe eingeführt, also ausgerechnet in die Serie, die ausdrücklich für NAS-Systeme verkauft wurde. Betroffen waren genau vier Modelle mit sogenanntem DMSMR (device-managed SMR): WD20EFAX mit 2 TB, WD30EFAX mit 3 TB, WD40EFAX mit 4 TB und WD60EFAX mit 6 TB. Am 20. April 2020 räumte Western Digital das öffentlich ein, nachdem Nutzer reihenweise über abgebrochene Rebuilds in ZFS- und Synology-Verbünden berichtet hatten.

Am 23. Juni 2020 stellte Western Digital die WD Red Plus vor: dieselbe Serie, aber ausdrücklich als CMR gekennzeichnet. Die einfache WD Red ohne Zusatz blieb SMR. Heute ist die einfache WD Red faktisch vom Markt verdrängt, es kursieren nur noch Restbestände. Kein aktuelles Modell der Red Plus oder Red Pro ist SMR.

Seagate und Toshiba waren von diesem Vorgang nicht betroffen. Seagates offizielle CMR/SMR-Liste weist die komplette IronWolf- und IronWolf-Pro-Reihe als CMR aus.

Wo SMR heute noch lauert

Der Skandal ist aufgeräumt, die Gefahr nicht. SMR steckt weiterhin in den günstigen Desktop- und Archivserien, und zwar genau in den Kapazitäten, die man für ein NAS kaufen würde.

• Seagate BarraCuda 3,5 Zoll: die 4-TB- und die 8-TB-Variante sind SMR. Das sind zwei der beliebtesten Kapazitäten überhaupt, und die BarraCuda ist regelmäßig im Angebot. Die Regel lautet deshalb schlicht: keine BarraCuda ins NAS.
• Externe Festplatten zum Ausschlachten (Shucking): Was in einem externen Gehäuse steckt, wissen Sie erst nach dem Öffnen. Manche Serien enthalten sehr gute CMR-Laufwerke, andere SMR. Ein Kauf auf Verdacht ist bei einem RAID-Verbund keine gute Idee.
• Gebrauchte oder graue Ware ohne klare Modellnummer. Ohne Modellnummer keine Aussage.

So prüfen Sie ein Laufwerk vor dem Kauf

Verlassen Sie sich nicht auf den Produktnamen im Shop, sondern auf die vollständige Modellnummer. Sie steht im Datenblatt, auf dem Etikett des Laufwerks und in den technischen Daten seriöser Händler.

• Schritt 1: Modellnummer notieren, zum Beispiel WD80EFPX oder ST8000VN004.
• Schritt 2: Die offizielle CMR/SMR-Übersicht des Herstellers aufrufen. Seagate und Western Digital veröffentlichen beide eine Liste, in der jedes Modell mit seinem Aufzeichnungsverfahren steht. Toshiba nennt es im Datenblatt der jeweiligen Serie.
• Schritt 3: Im Zweifel eine Serie wählen, bei der es keinen Zweifel gibt. IronWolf, IronWolf Pro, WD Red Plus, WD Red Pro, Toshiba N300 und N300 Pro sind durchgängig CMR.

Ein bereits eingebautes Laufwerk lässt sich übrigens nicht zuverlässig per Software als SMR identifizieren. Die Platte meldet sich nach außen als ganz normales Blockgerät, das ist ja gerade der Sinn von device-managed SMR. Bleiben Sie bei der Modellnummer.

Und wenn schon SMR-Platten im NAS stecken?

Keine Panik, aber auch keine Untätigkeit. Ein SMR-Laufwerk im laufenden Betrieb verliert keine Daten, es ist nur beim Schreiben unter Dauerlast langsam und unzuverlässig im Zeitverhalten. Kritisch wird es genau dann, wenn ein anderes Laufwerk ausfällt und der Verbund neu aufgebaut werden muss.

Sinnvoller Plan: Sorgen Sie zuerst für ein aktuelles externes Backup. Tauschen Sie dann die SMR-Laufwerke nacheinander gegen CMR-Modelle, und lassen Sie jeden Wiederherstellungsvorgang vollständig durchlaufen, bevor Sie die nächste Platte anfassen. Rechnen Sie beim Rebuild auf die SMR-Platte mit deutlich längeren Laufzeiten als gewohnt.

Für reine Archiv- oder Backup-Ziele ohne RAID, auf die einmal geschrieben und danach nur gelesen wird, ist SMR dagegen unkritisch. Das ist der Einsatzzweck, für den die Technik gedacht war.