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HC620 HM-SMR 加密盘上手

btrfs 似乎也有问题

因为最近 HDD 价格过于昂贵,所以这个盘比较火。我因为确实有一个专门备份的 Archive NAS,所以想试试这个盘是否堪用。

硬盘信息如下:

  • 型号: HGST Ultrastar DC HC620
  • 容量: 14TB
  • 类型: HM-SMR (Host-Managed Shingled Magnetic Recording),4Kn,硬件级 SED 加密
  • Zone 大小: 256 MiB,共 52156 个 Zone,最大 128 个 Open Zone

系统信息如下:

  • OS: Ubuntu Resolute Raccoon (development branch) x86_64
  • Kernel: Linux 7.0.0-12-generic
  • CPU: Intel(R) Celeron(R) J1900 (4) @ 2.42 GHz
  • Memory: 16 GiB

简单测试

硬盘的 SMART 没有问题。这个盘要注意 Helium_Level,据说低于临界值 25 就会无法写入。氦气一旦泄露就会持续下降,所以务必要选择 100 的硬盘。

此外这个盘进行快扫也没有发现问题。

问题:btrfs zoned mode 事务提交失败

因为这个盘比较特殊,普通 SMART 正常也不是很放心,所以我进行了连续几小时的写入测试。但是就在这个过程中发生了问题。

HM-SMR 盘在内核中被识别为 Zoned Block Device,btrfs 会自动启用 zoned mode。使用过程中出现以下错误链:

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BTRFS error (device sda): error while writing out transaction: -11
BTRFS: Transaction aborted (error -11)        # -11 = EAGAIN
BTRFS info (device sda state EA): forced readonly
cow_file_range failed: -30                     # -30 = EROFS

后续写入全部失败

根因:btrfs zoned mode 在事务提交时,zone 激活失败(活跃 zone 限制、write pointer 冲突等),返回 -EAGAIN,导致事务中止,文件系统被迫进入只读保护状态。 AI 认为这是 btrfs zoned mode 的软件层面 bug,非硬件故障。内核 7.0.0-12 对 zoned btrfs 支持不够成熟,上游虽有修复但未完全解决。

我比较同意,因为发生问题后,SMART 的 UDMA_CRC_Error_Count 并没有增长,还是 0

替代方案:dm-zoned + ext4

HM-SMR 盘无法直接使用 ext4/xfs 等常规文件系统(内核要求 zoned 感知),可选方案有限:

方案 成熟度 说明
dm-zoned + ext4 通过 device mapper 将 zoned 设备模拟为常规块设备,上层使用成熟的 ext4
btrfs zoned 原生 zoned 支持,但有事务提交 bug,需频繁升级内核
f2fs zoned 支持 zoned,但大规模 HM-SMR 上验证不足
zonefs 低级 仅暴露 zone 为文件,非通用文件系统

既然 btrfs 已经出现问题,所以我换用了 **dm-zoned + ext4,**ext4 在大容量盘上久经考验,不需要担心 zoned 相关的事务 bug。经过连续 5 小时的写入测试,没有再发生任何异常。

不过缺点显而易见,就是我失去了 btrfs 的高级特性,cow 和 灵活的子卷快照。没有 cow 的话,在满盘时我可能会遇到显著的性能下降;没有快照对我影响倒不是很大,因为这个机器的数据不打算再往别的地方备份一次。我的备份策略是直接在来源端就往两个地方备份。

当前配置

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/dev/sda (HM-SMR)
  └─ dm-zoned (/dev/mapper/dmz-VEGV73AY)
       └─ ext4 → /home/flintylemming/data
  • 开机自动启动:dm-zoned-start.service 先激活 dm 设备,再由 fstab 挂载
  • fstab 条目:/dev/disk/by-id/dm-name-dmz-VEGV73AY /home/flintylemming/data ext4 noatime 0 2

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