Advanced Format este un nou format de partiţionare a hard disk-ului necesar pentru adresarea unor cantităţi mari de memorie de disc. Toți producătorii de hard disk-uri moderne, inclusiv HGST, trec la acest format.
Una dintre principalele caracteristici ale formatului avansat este creșterea dimensiunii sectorului de la 512 la 4096 de octeți. Pentru a menține compatibilitatea cu programele concepute pentru formatul anterior, noile discuri au un mod de emulare numit „512e”.
Cele mai multe sisteme de operare moderne acceptă formatul avansat. Pentru a obține performanțe I/O optime, este important ca discul să fie partiționat corect și ca datele să fie scrise în blocuri 4K atât de sistemul de operare, cât și de programele de aplicație. Cele mai recente sisteme de operare, în mod implicit, îndeplinesc toate condițiile necesare pentru a funcționa eficient cu Advanced Format. Când utilizați software mai vechi, pot fi necesare utilități speciale pentru a configura subsistemul de disc pentru o performanță optimă.

Dispozitiv cu format avansat
Partea din mijloc a figurii 1 arată opt sectoare consecutive de 512 octeți. Pe lângă datele utilizatorilor, fiecare sector conține informații despre servicii: date de marcare și cod de corectare a erorilor. Prin înlocuirea a opt sectoare de 512 octeți cu un sector de 4 kiloocteți, cantitatea de informații generale necesare este redusă (vezi partea de jos a figurii). Astfel, atunci când lucrați cu fișiere mari (și dimensiunea medie a fișierului a crescut în comparație cu perioadele în care a fost folosit formatul de 512 octeți), spațiul pe disc este utilizat mai eficient. În plus, este alocat mai mult spațiu pentru codul de corectare a erorilor, asigurând astfel mai bine integritatea datelor.

Orez. 1. Comparație între formatele de 512 octeți și 4 KB(1).

Asigurarea compatibilităţii
O mare parte din hardware-ul și software-ul utilizat este proiectat pentru o dimensiune de sector de 512 de octeți și se așteaptă ca datele să fie transferate în blocuri de 512 de octeți. Emularea unui astfel de schimb este implementată pe discuri noi la nivel de interfață. Când se citește un bloc, discul citește întregul sector (ceea ce nu durează mult timp) și transmite programului doar blocul necesar. Dacă un program primește o solicitare de a scrie un bloc, discul citește întregul sector, plasează blocul rezultat în el și rescrie întregul sector (vezi Fig. 2). Timpul trece între citire și scriere, discul poate face mai multe revoluții în acest timp.

Orez. 2. În modul de emulare, când scrieți un bloc de 512 de octeți, discul citește mai întâi sectorul, plasează blocul în el și apoi scrie sectorul

Asigurarea performantei
Pentru a obține cele mai bune performanțe, formatul de înregistrare de pe disc trebuie să se potrivească cu formatul discului. În mod ideal, scrierile ar trebui efectuate în blocuri de 4KB și fiecare bloc ar trebui să fie scris într-un sector. Această condiție este îndeplinită dacă atât sistemul de operare, cât și programele de aplicație sunt configurate să funcționeze cu blocuri de 4 KB, iar partiționarea discului este făcută corect.
Cele mai multe sisteme de operare moderne folosesc sisteme de fișiere în care spațiul pe disc este alocat în blocuri de 4 kiloocteți sau clustere. Un bloc de 4K corespunde la opt sectoare de 512 octeți (vezi Figura 3).

Orez. 3. Corespondența cluster-ului cu sectorul în modul de emulare.

Alinierea limitelor partițiilor
Când utilizați sisteme de operare care scriu date în clustere de 4 KB (cele mai moderne sisteme de operare), este important ca limitele acestora să fie aliniate cu limitele sectorului de disc. În modul de emulare 512e, discul nu poate împiedica plasarea unei partiții pe un număr de bloc care nu este un multiplu de opt. Dacă se întâmplă acest lucru, un cluster va fi localizat în două sectoare (vezi Fig. 4). Astfel, atunci când citiți sau scrieți un cluster de 4 kiloocteți, va trebui să citiți sau să scrieți, respectiv, 8 kiloocteți - de două ori mai mult. Și dacă atunci când citiți diferența de viteză nu este mare, atunci când scrieți se va observa.

Orez. 4. Amplasarea clusterului nu este de la începutul sectorului.

Sisteme de operare care acceptă formatul avansat
Pe următoarele sisteme de operare, dimensiunea clusterului este de 4 KB și partiționarea discului are loc corect în timpul instalării:
Microsoft Windows Vista SP1 și versiuni ulterioare;
Microsoft Windows 7;
Microsoft Server 2008;
Mac OS X 10.4 și versiuni ulterioare;
Linux Ubuntu 8.04+, SUSE, Linux kernel 2.6.34+ (trebuie să folosească Linux Partitioning Utility).

Sisteme de operare care nu potrivesc automat clusterele cu sectoarele:
Microsoft Windows XP;
Microsoft Server 2003;
Microsoft Windows Home Server V1.

Instrumentul de aliniere HGST
Pentru a corecta aspectul logic al discurilor ale căror partiții nu sunt aliniate la granițele sectorului, puteți utiliza utilitarul HGST pentru Windows. Poate fi descărcat de pe www.hgst.com/support/downloads.
În plus, Advanced Format este acceptat de o serie de utilitare de disc terță parte:

Instrumente de partiţionare a discurilor
Pentru Linux:
GPARTED 2.1+ (cu opțiuni -a optime sau -a minime).
www.gnu.org/software/parted/manual/parted.html

Pentru Windows:
Acronis Disk Director Home 11 sau Paragon Partition Manager 11.

Pentru Mac:
Utilitarul de disc (inclus cu Mac OS X 10.4+), creează o partiție GPT (GUID Partition Table).

Informații suplimentare:
www.idema.org (documente în format avansat, inclusiv specificații)
en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Format
www.t13.org, document: ATA8-ACS (ATA Command Set)
www.t10.org, document: SBC-3 (SCSI Block Commands)
Remediere rapidă Microsoft Windows 7 și format avansat (KB981208):
support.microsoft.com/kb/982018
Tehnologia Intel Rapid Storage (RST): www.intel.com/support/chipsets/imsm/sb/CS-031502.htm

Calea tradițională de dezvoltare a hard disk-urilor se bazează pe o creștere treptată a densității de înregistrare pe platouri magnetice, dar este asociată cu o investiție mare de timp, efort și bani. Prin urmare, dezvoltatorii trebuie să apeleze la noile tehnologii, iar una dintre ele este Long Physical Sector, introdus recent de Western Digital sub denumirea de Advanced Format.

Cea de-a opta revizuire a standardului ATA/ATAPI introduce doi parametri noi care nu erau utilizați anterior pentru hard disk: Long Physical Sector (LPS, sector fizic lung) și Long Logical Sector (LLS, sector logic lung). Prima presupune că la etapa de litografie, când se creează sectoare pe placa magnetică pentru înregistrarea ulterioară a datelor, aceasta va fi marcată într-un mod nou: în locul sectoarelor tradiționale de 512 octeți, se vor marca altele mai încăpătoare de 1, 2 sau 4 KB. fi folosit. LLS a fost introdus pentru a distinge între conceptele de sector fizic și logic pe care sistemul de operare îl accesează în timpul operațiunilor cu fișiere (cunoscut și ca LBA). În HDD-urile tradiționale cu sectoare de 512 octeți, aceste concepte sunt practic identice, motiv pentru care anterior pur și simplu nu era nevoie să se separe LPS și LLS. Acum apar o serie de nuanțe pe care producătorii de hard disk vor trebui să le rezolve.

În primul rând, să vorbim despre ce oferă tranziția la utilizarea sectoarelor fizice lungi. Fiecare celulă de pe placa magnetică este echipată cu o zonă de service Sync/DAM, care servește la poziționarea capetelor de citire/scriere, și o zonă ECC, care stochează coduri de corectare a erorilor în cazul unei erori de citire. În plus, există un spațiu mic între toate celulele, minimizând influența reciprocă a câmpurilor magnetice din ele și degradarea sarcinii. Volumul zonei ECC în HDD-urile moderne și eficiența algoritmilor de recuperare a datelor în cazul unei erori sunt unul dintre factorii cheie care afectează fiabilitatea stocării și viteza de lucru cu conținut. Cu cât dezvoltatorii densității de scriere au o densitate mai mare, cu atât raportul semnal-zgomot devine mai rău și, prin urmare, apar mai multe erori de citire. Dacă controlerul nu reușește să le corecteze folosind ECC, celula va trebui să fie citită din nou, ceea ce înseamnă cel puțin o revoluție suplimentară a plăcilor. Astăzi, dimensiunea tipică a zonei ECC este de 40 de octeți pe sector de 512 de octeți. În viitor, cu creșteri suplimentare ale capacității de napolitane, dezvoltatorii vor trebui să dubleze această cifră pentru a crește șansele de recuperare cu succes.

Platouri sectoriale tradiționale de 512 octeți

Trecerea la utilizarea sectoarelor lungi permite, în primul rând, reducerea numărului de zone Sync/DAM și a decalajelor intersectoriale de atâtea ori cât sunt mai lungi decât cele obișnuite de 512 octeți, dar de fapt acesta este vârful aisbergului. . Specificitatea algoritmilor de recuperare a datelor care utilizează coduri ECC este de așa natură încât cu cât volumul a fost citit mai mare, cu atât sunt mai eficienți și, prin urmare, este nevoie de mai puțin spațiu pentru coduri. În practică, aceasta înseamnă că, dacă sunt necesari 40 de octeți de ECC pentru un sector de 512 de octeți, atunci 100 de octeți sunt suficienți pentru 4 KB. Este ușor de calculat că acest lucru economisește 220 de octeți. În total, cu alte zone de servicii, conform WD, deja pe HDD-urile moderne, eficiența utilizării spațiului pe disc crește cu 7-11%, iar în comparație cu viitoarele discuri cu zone ECC de 80 de octeți - cu 22%. În primul rând, acest lucru joacă în mâinile consumatorului - pe baza acelorași platouri și capete (care reprezintă partea leului din costurile de dezvoltare a HDD-urilor), vânzătorii vor putea oferi unități cu 10-20% mai încăpătoare. În cele din urmă, utilizarea sectoarelor fizice de 512 octeți este practic lipsită de sens astăzi: niciunul dintre sistemele de fișiere moderne nu utilizează clustere de această dimensiune, parametrul standard NTFS la formatarea unei partiții este de exact 4 KB, iar datele sunt scrise și citite doar în astfel de portiuni.

Noi platouri cu sector lung 4K

LPS/LLS are, de asemenea, avantaje mai puțin evidente: limita capacității de partiție de peste 2 TiB, care există cu adresare pe 32 de biți și sectoare de 512 octeți, este eliminată; o eficiență mai mare a algoritmilor de corectare a erorilor înseamnă că performanța de citire va crește; un număr mai mic de sectoare fizice înseamnă o probabilitate mai mică a așa-numitelor blocuri defectuoase; numărul de sectoare logice redus de opt ori înseamnă o reducere radicală a dimensiunii tabelelor de adresare și o creștere inevitabilă a eficienței controlerului sub sarcină mare (un număr mare de solicitări aleatoare de citire și scriere). Adevărat, astăzi nu se discută acest lucru, ceea ce este discutat în a doua parte a descrierii tehnologiei.

WD Advanced Format: o soluție complexă cu un nume simplu

Western Digital Advanced Format nu este un simplu nume de marketing pentru LPS/LLS. Cert este că nu toate sistemele de operare acceptă lucrul cu sectoare fizice de 4 KB: în familia Windows a apărut doar cu Vista, Server 2008 și 7, iar restul popular XP și Server 2003 nu au acest suport. În taberele MacOS și Linux, totul este oarecum mai optimist: toate versiunile mai mult sau mai puțin actuale ale acestor sisteme de operare funcționează normal cu sectoare lungi. Există, de asemenea, problema compatibilității înapoi la nivel hardware: BIOS-ul plăcii de bază, firmware-ul și driverul controlerului de disc trebuie să suporte și celule lungi. Prin urmare, WD a făcut un pas dificil, dar necesar pentru astăzi: în hard disk-urile companiei folosind Advanced Format, emularea sectoarelor convenționale de 512 octeți din cele fizice de 4 kilobyte este implementată la nivel de controler.

Format avansat - emularea unui disc vechi pe platouri noi

În timpul inițializării, unitatea informează placa de bază că celulele scurte sunt încă în uz și când primește o adresă de bloc logic (LBA) de la sistemul de fișiere, o traduce în adresa sectorului fizic. Rezultatul este compatibilitatea deplină cu sistemele de operare mai vechi, dar vine și cu propriile sale dificultăți. În primul rând, această emulare necesită o operație suplimentară pe calea dintre cererea de citire/scriere și implementarea acestei operații și, în consecință, crește timpul de execuție. În al doilea rând, provoacă o sarcină suplimentară asupra nucleului de calcul al controlerului de disc și, astfel, reduce eficiența firmware-ului. În al treilea rând, în orice caz, acum când citești chiar și 512 octeți de date fizic, discul va trebui să citească 4 KB și să renunțe la 3,5 KB dintre ei (foarte similar cu amplificarea de scriere într-un SSD), iar dacă trebuie să citești două sectoare logice într-un rând aparținând diferitelor fizice - va trebui să procesați 8 KB deodată. În al patrulea rând, și cel mai important, apare problema principală a acestei tehnologii - o scădere uriașă a performanței atunci când se utilizează partiții create incorect.

Faptul este că atunci când sistemele de operare vechi (înainte de Vista) creează o partiție, ele încep să marcheze din blocul nr. 63 (LBA63), aceasta este o „moștenire” a DOS, acum nefondată; Subliniem că această problemă apare numai atunci când partiționați un disc din Windows XP și sisteme de operare anterioare sau când clonăm partiții folosind utilitare care nu acceptă sectoare de 4 kiloocteți în niciun sistem de operare. Windows Vista și 7 marchează prima partiție din sectorul 2048, iar următoarele din cel mai apropiat multiplu de opt după sfârșitul primei partiții, astfel încât acestea sunt aliniate imediat. Pentru HDD-urile cu sectoare de 512 octeți nu există nicio problemă - fiecare dintre celule există fizic și poate fi abordată direct. Pentru celule de 4 KB, pornind de la un sector logic ciudat înseamnă că clusterul sistemului de operare va fi plasat pe două celule fizice simultan, iar performanța HDD-ului va fi mult redusă.

Cluster de sistem de fișiere nealiniat pe două sectoare fizice

De exemplu, dacă un disc trebuie să citească sau să scrie n clustere la rând, va trebui de fapt să acceseze n+1 celule, iar dacă vorbim despre operațiuni cu acces aleatoriu și dimensiuni mici ale blocurilor, putem vorbi în siguranță despre dublarea date citite și scrise efectiv. Dacă două celule sunt pe piste diferite, atunci procesul obișnuit de „adresare-poziționare-citire” este completat prin rotirea plăcilor, căutarea celui de-al doilea sector și poziționare, ceea ce adaugă cel puțin 8,3 ms pentru un HDD cu o viteză de rotație de 7200 rpm . Prin urmare, este extrem de important ca partiția creată pe disc să fie „aliniată” cu celulele fizice, adică. începutul său a coincis cu începutul sectorului pe HDD.

Alinierea partițiilor este cheia performanței

WD oferă mai multe modalități de a realiza acest lucru. În primul rând, puteți închide pur și simplu pinii 7 și 8 ai discului cu un jumper. Apoi, la adresare, controlerul va adăuga 1 la LBA primit de la OS (în consecință, la accesarea LBA63, HDD-ul se va adresa efectiv celui de-al 64-lea sector logic), întreaga gamă de adrese se va deplasa și coincide cu celulele fizice. Această opțiune funcționează numai dacă creați o singură partiție și numai înainte de a partiționa discul dacă instalați un jumper după aceasta, partiția nu va mai fi recunoscută dacă creați o a doua partiție, aceasta nu va fi aliniată; să fie un decalaj de 63 de sectoare logice între acesta și primul.

A doua opțiune, mai universală, implică utilizarea utilitarului WD Align, disponibil gratuit de pe site-ul producătorului. A fost dezvoltat de Paragon Software, cunoscut pentru software-ul său de gestionare a discurilor, și vă permite să aliniați partițiile din mers în funcție de sectoare fizice, fără a pierde date sau a fi nevoie să le copiați undeva. Acceptă lucrul atât de pe un disc de boot (în acest caz operația va fi mai rapidă), cât și direct de pe un sistem de operare care rulează (alinierea are loc după o repornire, similar clonării unei partiții). În acest caz, fișierele deja înregistrate sunt copiate într-o nouă locație (viteza este aproximativ aceeași cu cea a copierii normale), iar spațiul gol este pur și simplu realocat rapid cu modificările corespunzătoare făcute în MFT. De exemplu, o partiție goală de 2 TB a fost nivelată în aproximativ 3 minute. Când este lansat, utilitarul verifică dacă discul utilizează de fapt formatul avansat și partiția este nealiniată, astfel încât nu există riscul de a alinia accidental o partiție normală.

Testare

Să trecem de la teorie la practică. Până în prezent, singurele HDD-uri care utilizează sectoare de 4 KB sunt Western Digital Caviar Green cu sufixul EARS în numele modelului. Ceea ce este caracteristic este că acestea sunt primele unități din seria economică, concepute ca discuri pentru sisteme de stocare de mare capacitate, silențioase și la rece, care folosesc un buffer de 64 MB - necesitatea de a funcționa cu blocuri de 4 kilobyte în loc de 512 de octeți. blocurile impun solicitări crescute asupra cache-ului.

Am testat modelul de top al acestei serii - WD Caviar Green WD20EARS cu o capacitate de 2 TB. Discul a fost formatat în Windows XP și Windows 7 (în acest fel au fost luate citiri pentru partițiile aliniate și nealiniate). Pentru comparație, am folosit HDD WD AV-GP WD20EVDS - un analog al Caviar Green, poziționat ca unitate pentru servere media, dispozitive de înregistrare etc. Această unitate folosește platouri sectoriale obișnuite și este echipată cu un buffer de 32 MB. Ambele dispozitive testate se bazează pe patru platouri de 500 GB, dar nu pot fi comparate direct: AV-GP este optimizat pentru operațiuni liniare cu un singur fir, iar WD20EARS are, de asemenea, cache de două ori. Cu toate acestea, vă puteți face o idee despre ce efect are emularea controlerului asupra performanței și cum o afectează nealinierea partiției. Pentru a măsura vitezele liniare și timpii de răspuns, precum și pentru a emula o stație de lucru, fișiere și servere web, utilitarul IOMeter a fost utilizat în modul de acces la disc (fără partiționare), de asemenea datorită particularităților IOMeter care lucrează cu partiții pentru a ilustra nevoia de a fost folosit în schimb aliniere Intel NAS Performance Toolkit.

După cum se poate observa din diagrame, necesitatea de a traduce adrese logice în adrese fizice la nivel de controler nu are practic niciun efect asupra operațiilor liniare. WD20EARS demonstrează performanțe bune, vizibil înaintea fratelui său. Este greu de spus ce se datorează acestei superiorități: un buffer mai încăpător, o densitate finală de înregistrare mai mare din cauza absenței majorității zonelor de service sau pur și simplu caracteristici firmware. Nu este surprinzător faptul că WD a decis să testeze Sectorul Fizic Lung în special pe seria Caviar Green - aceste HDD-uri sunt destinate în primul rând stocării acasă de mare capacitate, unde fișierele multimedia mari sunt în principal înregistrate pe ele. În acest caz, natura apelurilor către acestea va fi liniară (cu excepția sistemelor de partajare a fișierelor), iar problemele datorate emulării nu vor apărea, deoarece vor fi în mare parte compensate de eficiența stocării în cache.

În același timp, judecând după indicatorii timpului de acces de citire și scriere, emularea sectoarelor de 512 octeți are un efect foarte puternic la adresare: în timp ce indicatorii de citire sunt încă tolerabili (20,5 ms pentru WD20EARS față de 17,4 ms pentru WD20EVDS), apoi chiar caching nu ajută la scrierea pe acest disc - aproape 33 ms pun capăt posibilității de a utiliza acest HDD ca unul de sistem.

Performanța este cea mai slabă atunci când lucrați cu fișiere mici: până la o dimensiune de bloc de 16 KB, WD20EARS le scrie la viteze de până la 5,5 MB/s (4 KB, care este egal cu un cluster de sistem de fișiere, este scris la o medie de 1,4 MB/s, iar notorii 512 octeți - în general, la 50 octeți ridicoli pe secundă). Motivul pentru aceasta este simplu: cu cât fișierele sunt mai mici și cu cât sunt mai multe, cu atât sarcina este mai grea pe controler, care trebuie să efectueze mult mai multe operațiuni pentru a găsi destinația reală a datelor trimise către acesta pentru salvare. Abia începând de la 32 KB, eficiența emulării crește brusc - până la 92,6 MB/s.

Diagramele Intel NAS Performance Toolkit sugerează că WD nu ar trebui doar să lipească instrucțiuni modeste pe ambalajul noilor sale HDD-uri despre cum să le marcheze în diferite sisteme de operare, dar nu ar strica să facă acest lucru cu litere mari roșii. Viteza de scriere pe o partiție nealiniată diferă de aproape 4 ori față de un HDD marcat corect! Sub sarcină mare, eficiența scade de 5 ori, iar atunci când două fire cu acces liniar rulează simultan - de una și jumătate până la două ori. Numai atunci când citiți liniar într-un singur fir nu există aproape nicio diferență - discului nu îi pasă de modul în care clusterele sunt legate de sectoare, deoarece încă trece prin ele secvenţial.

Rezultate

Este dificil să tragem concluzii clare pe baza rezultatelor acestor teste. Pe de o parte, trecerea la utilizarea sectoarelor cu o capacitate de 4 KB este o măsură justificată și de mult așteptată, pe care alți producători de hard disk vor începe să o abordeze în viitorul apropiat. Această abordare are multe avantaje, dar există un singur dezavantaj - incompatibilitatea cu sistemele de operare ale generațiilor anterioare. Puteți lupta cu ea activ, așa cum face WD prin emulare în unitățile care acceptă formatul avansat, sau puteți pasiv - așteptând până când baza de instalare a PC-ului cu restricții hardware privind utilizarea celulelor de 4 kiloocteți în HDD și rularea Windows XP devine mică suficient pentru a putea fi neglijat. Cel mai probabil, acest moment se va apropia de 2014, când Microsoft va înceta în sfârșit să mai susțină Windows XP. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că până atunci vom putea vedea noua tehnologie doar sub formă de Advanced Format, este probabil ca unitățile de vârf pentru PC-uri high-end să fie lansate cu emularea și poziționarea dezactivate pe PC-urile moderne; rulează sistemul de operare modern.

În ceea ce privește anumite HDD-uri Western Digital Caviar Green din seria EARS, atunci, atunci când le considerați ca opțiune de cumpărare, trebuie să fiți atenți: sunt potrivite doar ca stocare, dar dacă plănuiți o încărcare neliniară mai mult sau mai puțin serioasă , ar trebui să acordați atenție modelelor tradiționale cu sufixul EADS . În acest caz, privim mai mult un „test pe teren”, iar WD, într-un fel, chiar merită laudă pentru faptul că compania și-a asumat riscul de a începe în mod independent să pregătească piața pentru tranziția viitoare la utilizarea sectoarelor lungi. .

Avantajele noului format de hard disk sunt capacitatea de a crea unități de trei terabyte și fiabilitatea ridicată, dezavantajul este o scădere a performanței în Windows XP.

La 2 TB, creșterea capacității hard diskului a încetat: arhitectura tradițională a atins limita dezvoltării sale. Noul standard, numit Advanced Format, vă va permite să creați hard disk-uri mai încăpătoare și mai fiabile utilizând sectoare mai mari. Toți producătorii promit că vor trece la el anul acesta.

Sectoare mai mari: protecție fiabilă a datelor

Creșterea capacității hard disk-ului din ultimele decenii a fost realizată prin creșterea densității de înregistrare. Cu toate acestea, atunci când valoarea ajunge la aproximativ 2 TB, această metodă devine ineficientă. Cu o aranjare mai densă a sectoarelor, riscul erorilor și pierderii datelor crește.

Soluția a fost creșterea dimensiunii sectoarelor. În prezent, pe majoritatea discurilor este de 512 octeți. Acum, producătorii încep să producă modele cu sectoare de patru kilobyte (4096 octeți). Fiecare dintre ele este echipat cu o etichetă de intrare (Sync/DAM) și un cod de corectare a erorilor (Error Correcting Code, ECC). Ca și înainte, după fiecare sector se plasează o zonă intermediară goală. Deoarece un sector de 4096 de octeți corespunde cu opt sectoare de 512 de octeți, șapte zone intermediare pot fi eliminate. Acest lucru eliberează spațiu suplimentar valoros pe disc.

Un alt avantaj al formatului este eliminarea limitărilor capacității de stocare.

Sistemul de operare folosește mecanismul LBA (Logical Block Addressing) cu un spațiu de adrese disponibil de 48 de biți pentru a adresa și accesa datele de pe hard disk, ceea ce corespunde unei capacități maxime de stocare de peste 130.000 terabytes cu o dimensiune a sectorului de 512 octeți. Cu toate acestea, în practică, o astfel de capacitate uriașă nu poate fi atinsă, deoarece tabelul de partiții conținut în înregistrarea principală de boot nu permite adresarea mai mult de 32 de biți. Cu sectoare de 512 octeți, aceasta corespunde la doi teraocteți - mai mult decât se poate realiza folosind o arhitectură tradițională.

Pentru a utiliza pe deplin unități mai încăpătoare cu sectoare de 512 de octeți, este necesar un format diferit pentru plasarea tabelelor de partiții (GUID Partition Table, GPT).

Windows Vista și 7 îl acceptă, dar XP îl acceptă doar în versiunea pe 64 de biți. Cu toate acestea, majoritatea variantelor de BIOS nu funcționează cu tabelul de partiții GPT. Trecerea la UEFI va ajuta la rezolvarea problemei, dar această interfață software a apărut abia recent pe noile plăci de bază pentru procesoare cu arhitectură Sandy Bridge. Prin urmare, Advanced Format este necesar ca soluție intermediară pentru a depăși obstacolele legate de BIOS și pentru a utiliza discuri de până la 16 TB chiar și cu adresare MBR pe 32 de biți.

Windows XP: prea vechi pentru HDD-uri noi

Windows XP nu este capabil să lucreze cu sectoare mari de patru kiloocteți, așa că dispozitivele cu format avansat folosesc în continuare emularea de 512 de octeți. Acest lucru vă permite să înșelați sistemul de operare, creând aparența utilizării unei opțiuni compatibile. Acest compromis face posibilă instalarea de unități mai încăpătoare în Windows XP. Cu toate acestea, acest lucru reduce semnificativ performanța. XP creează prima partiție cu sectorul LBA numărul 63, iar în cazul sectoarelor 4K trebuie să înceapă cu LBA 64. Ca urmare, partiția începe cu ultimul bloc al sectorului (vezi figura).

Windows XP, la rândul său, împarte hard disk-ul în clustere, a căror dimensiune este, de asemenea, de 4 KB. Ca rezultat, controlerul hard disk-ului trebuie să citească sau să scrie două blocuri 4K pentru fiecare cluster 4K, ceea ce reduce performanța unității.

Această problemă poate fi rezolvată în două moduri. În primul rând, înainte de a conecta HDD-ul, puteți instala un jumper pentru a asigura plasarea corectă a blocurilor. Dezavantajul acestei metode este posibila pierdere de date atunci când jumperul este îndepărtat.

O altă soluție este utilizarea unui software special. Astfel, de pe site-ul Western Digital (http://wdc.com) puteți descărca WD Align System Utility, care poate efectua alinierea partițiilor. Programe similare sunt oferite de dezvoltatori terți - de exemplu, Paragon cu Instrumentul său de aliniere. Dar, în ciuda acestui fapt, utilizatorii de Windows XP ar trebui să se gândească la faptul că acest sistem de operare este deja depășit pentru noile tehnologii.

Hard disk-uri

Trecerea la hard disk-uri cu sectoare de 4 KB (format avansat)

Beneficiile și posibilele riscuri ale trecerii de la sectoarele de 512 de octeți la sectoarele de 4096 de octeți

Revizuire

Industria hard disk-urilor trece prin schimbări majore. În timp ce ultimii câțiva ani au înregistrat o creștere rapidă a densității de stocare, unul dintre parametrii de proiectare fundamentali ai hard disk-urilor – dimensiunea unui bloc logic, numit sector – a rămas constant.

Începând cu anul 2010, producătorii de hard disk au început să treacă de la dimensiunea tradițională a sectorului (512 octeți) la o dimensiune nouă, mai eficientă a sectorului de 4096 octeți. Denumit în mod obișnuit 4KB, este acum numit Advanced Format de către Asociația Internațională a Producătorilor de Discuri Hard Drive IDEMA.

Acest articol prezintă motivele mutarii și potențialele beneficii pentru consumatori, precum și potențialele capcane de evitat atunci când treceți de la sectoarele de 512 octeți la 4 KB.

În loc de prefață

De mai bine de 30 de ani, datele de pe hard disk au fost formatate în blocuri logice mici de 512 octeți numite sectoare. Acest format standard este încă folosit ca bază pentru proiectarea computerelor moderne.

Un astfel de sector conține o secțiune de interval, o secțiune de sincronizare, o secțiune de etichetă de adresă, o zonă de date și o zonă de cod de detectare și corectare a erorilor (Fig. 1).

Orez. 1. Localizarea sectoarelor tradiționale de pe hard disk

Sectorul de disc are următoarea structură

• Interval: spațiul dintre sectoare.
• Cod de sincronizare: un semn de sincronizare care marchează începutul unui sector și permite sincronizarea discului.
• Etichetă de adresă: o etichetă care conține date pentru a identifica numărul sectorului și locația. De asemenea, stochează informații despre starea sectorului.
• Zona de date: această zonă stochează datele utilizatorului.
• Zona de corectare a erorilor: această zonă stochează coduri de corectare a erorilor care corectează și restaurează datele care ar fi putut fi corupte în timpul citirii sau scrierii.

Acest format de nivel scăzut a fost folosit în industria noastră de mulți ani. Cu toate acestea, pe măsură ce capacitatea unității de disc crește, dimensiunea sectorului devine inevitabil o limitare de proiectare pentru îmbunătățiri suplimentare ale capacității unității și eficiența corectării erorilor. De exemplu, dacă comparați dimensiunea sectorului cu capacitatea discurilor învechite și moderne, puteți vedea că rezoluția sectorului a scăzut de multe ori. Rezoluția sectorului (raportul dintre dimensiunea sectorului și capacitatea totală a discului, exprimată ca procent) a scăzut semnificativ și, ca urmare, a devenit ineficientă (Tabelul 1).

Rezoluția scăzută este potrivită pentru gestionarea secvențelor de date mici, disparate. Cu toate acestea, aplicațiile moderne operează de obicei pe blocuri de date care sunt mult mai mari decât dimensiunea sectorului de 512 octeți.

Mai important, sectoarele mici de 512 octeți ocupă din ce în ce mai puțină suprafață de disc pe măsură ce densitatea de înregistrare crește. Aceasta devine o problemă în contextul corectării erorilor și din cauza defectelor de acoperire. În fig. 2, de exemplu, datele dintr-un sector al unui hard disk ocupă o suprafață mai mică, ceea ce face corectarea erorilor mai dificilă, deoarece defectele de acoperire de aceeași dimensiune dăunează unui procent mai mare din date și sunt necesare instrumente mai avansate pentru a le recupera.

Orez. 2. Defecte medii și densitate de înregistrare

Într-un sector de 512 octeți, un defect de până la 50 de octeți în lungime poate fi de obicei corectat. Hard disk-urile de astăzi cu cea mai mare densitate au ajuns aproape la limita corectării erorilor. Prin urmare, nevoia principală a industriei de a dezvolta în continuare corectarea erorilor și de a îmbunătăți eficiența hard disk-urilor a fost de a trece la sectoare mai mari.

Tranziție la sectoare de 4 KB (format avansat)

Industria de depozitare a lucrat împreună de câțiva ani pentru a se îndrepta către sectoare mai mari. Seagate, împreună cu partenerii săi, desfășoară lucrări de amploare în această direcție din 2005 (Fig. 3). În decembrie 2009, ca urmare a eforturilor comune ale IDEMA, a fost creat și aprobat un nou format, Advanced Format. Acesta a devenit numele oficial pentru standardul sectorial de 4 KB. În plus, toți producătorii de hard disk au convenit să înceapă să livreze noi modele de unități de acest format pentru computere desktop și laptop până în ianuarie 2011. Cu toate acestea, unitățile cu format extins au apărut pe piață chiar mai devreme. Seagate a fost primul care a furnizat astfel de unități producătorilor de computere și le-a inclus în produsele lor.

Orez. 3. Etape majore în dezvoltarea standardului Advanced Format

Beneficiile viitoare ale sectoarelor 4KB

Deoarece producătorii de hard disk au fost de acord să treacă la noul format de sector până în ianuarie 2011, restul industriei IT trebuia să se pregătească pentru această tranziție pentru a evita posibilele consecințe negative. Pe termen scurt, beneficiile unor astfel de unități nu au fost foarte vizibile pentru utilizatorii finali, deoarece noul format nu a crescut imediat capacitatea, dar pe termen lung, trecerea la sectoarele de 4 KB a permis creșterea densității datelor și a capacității hard disk-urilor, precum și o fiabilitate îmbunătățită a corectării erorilor.

Creșterea eficienței formatului prin reducerea spațiului codului de corectare a erorilor

În fig. Figura 4 prezintă structura unui sector tradițional de 512 de octeți, care arată că pentru fiecare sector de 512 de octeți, pe disc sunt scriși suplimentari 50 de octeți care conține codul de corectare a erorilor și alți 15 octeți cu intervalul, codul de sincronizare și adresa eticheta. Eficiența formatului rezultat din sectorul 1 este de aproximativ 88% (512/(512 65)).

Orez. 4. Structura unui sector tradițional de 512 octeți

Noul standard de format avansat folosește o dimensiune de sector de 4 KB, care combină opt sectoare tradiționale de 512 octeți într-un sector de 4 KB (Figura 5).

Orez. 5. Nou format: structură sectorială de 4 KB

În noul format, este alocată aceeași cantitate de spațiu pentru interval, cod de sincronizare și marcaj de adresă ca înainte, iar codul de corectare a erorilor este crescut la 100 de octeți. Ca urmare, eficiența formatului sector 1 crește la 97% (4096/(4096 115)), adică cu aproape 10%.

În timp, această îmbunătățire a eficienței formatului va da roade și va ajuta la obținerea unei capacități mai mari și a unei integrități îmbunătățite a datelor.

Fiabilitate și remediere erori

Dimensiunea fizică a sectoarelor de pe discuri scade și fiecare sector ocupă din ce în ce mai puțin spațiu, în timp ce dimensiunea defectelor de suprafață rămâne aceeași. În fig. 6 prezintă obiecte pe care le considerăm foarte mici. Cu toate acestea, în comparație cu dimensiunea spațiului dintre capul de citire-scriere și suprafața hard diskului, aceste obiecte sunt mari. Defecte de pe suprafața hard disk-ului pot apărea din particule microscopice mult mai mici decât cele prezentate în figură.

Orez. 6. Dimensiunea spațiului dintre cap și hard disk la scară

Sectorul de 4 KB al noului format avansat aproape dublează dimensiunea blocului ECC 2 de la 50 la 100 de octeți, oferind îmbunătățiri mult așteptate în ceea ce privește eficiența corectării erorilor și toleranța la particule fine și defectele de suprafață.

Astfel, beneficiul combinat al eficienței crescute a noului format și al fiabilității îmbunătățite a corectării erorilor face ca trecerea la sectoarele de 4 KB să fie destul de justificată. Sarcina principală a producătorilor de hard disk este să organizeze corect această tranziție pentru a obține cel mai mare profit în viitor, cu efecte secundare minime.

Impactul trecerii la sectoare de 4 KB

După cum s-a menționat, în multe cazuri sistemele moderne de computer încă presupun că dimensiunea sectorului este întotdeauna de 512 octeți. Când migrați o întreagă industrie la noul standard 4K, nu vă puteți aștepta ca toate aceste ipoteze învechite să se schimbe imediat. Desigur, în timp se va trece la utilizarea sectoarelor de 4 KB, când atât computerul, cât și hard disk-ul vor folosi blocuri de exact această dimensiune la schimbul de date. Dar până atunci, producătorii de hard disk vor trebui să gestioneze tranziția la sectoarele de 4 KB folosind o tehnică numită emulare sector de 512 octeți.

Emularea sectoarelor de 512 octeți

Implementarea sectoarelor de 4 KB depinde în mare măsură de tehnologia de emulare a sectoarelor de 512 octeți. Acest termen se referă la procesul de conversie a datelor din noul format de dimensiune de sector de 4 KB utilizat de unitățile mai noi la formatul tradițional de dimensiune de sector de 512 octeți utilizat de computere.

Emularea sectoarelor de 512 octeți este acceptabilă, deoarece nu necesită modificări majore la sistemele informatice existente. Cu toate acestea, poate provoca degradarea performanței, mai ales atunci când scrieți date care nu sunt un multiplu al celor opt sectoare tradiționale. Pentru a explica acest lucru, să aruncăm o privire mai atentă la procesele de citire și scriere care vor fi utilizate la emularea sectoarelor de 512 octeți.

Citiți și scrieți procesele în timpul emulării

Procesul de citire a datelor din sectoare de 4 KB în modul de emulare a sectorului de 512 octeți este destul de simplu, așa cum se poate vedea în Fig. 7.

Orez. 7. Posibilă secvență de citire a datelor în modul de emulare a sectorului de 512 octeți

Citirea unui bloc de date de 4 KB și reformatarea unui anumit sector de 512 octeți solicitat de computer se face pe heap-ul de disc și nu are un impact vizibil asupra performanței.

Procesul de scriere poate fi puțin mai complicat, mai ales când datele pe care computerul încearcă să le scrie pe disc sunt un subset al sectorului fizic de 4 KB. În acest caz, hard disk-ul este mai întâi forțat să citească întregul sector de 4 KB de interes, să combine datele citite cu date noi și apoi să scrie întregul sector de 4 KB (Fig. 8).

Orez. 8. Posibilă secvență de înregistrare a datelor în modul de emulare sector de 512 octeți

Hard disk-ul trebuie să efectueze acțiuni mecanice suplimentare - citirea unui sector de 4 KB, modificarea conținutului acestuia și scrierea datelor. Acest proces se numește ciclu de citire-modificare-scriere și este nedorit din cauza impactului său negativ asupra performanței discului. Pentru ca tranziția la sectoarele de 4 KB să fie nedureroasă și cu cel mai mic număr de dificultăți, cel mai important lucru este de a minimiza probabilitatea și frecvența ciclurilor de citire-modificare-scriere.

Prevenirea ciclurilor de citire-modificare-scriere

1. Solicitările de scriere nu sunt aliniate la granițele sectorului deoarece structura logică a partiției de disc nu se potrivește cu structura fizică a acesteia
2. Scrieți solicitări cu dimensiunea datelor mai mică de 4 KB.

Conformitatea și nepotrivirea structurii partiției logice și fizice

Până acum, nu am discutat despre modul în care poziția unui sector pe media este consecventă între computer și hard disk. Este timpul să vorbim despre adrese de bloc logic (LBA).

Fiecărui sector de 512 octeți i se atribuie o adresă logică unică, numerotată de la 0 la o valoare maximă care depinde de capacitatea discului. Calculatorul accesează blocul de date dorit prin adresa sa logică. Când un computer emite o solicitare de scriere a datelor, adresa logică a blocului este returnată după scriere ca informații despre locul unde au fost scrise datele. Acest lucru devine important atunci când treceți la sectoarele de 4KB, deoarece există opt opțiuni diferite pentru unde începe un bloc logic.

Dacă adresa blocului logic 0 corespunde primului bloc virtual de 512 de octeți dintr-un sector fizic de 4 KB, această stare de mapare a structurii fizice și logice în modul de emulare a sectorului de 512 de octeți se numește Alinierea 0. Este posibil ca adresa blocului logic 0 să fie atribuită unui al doilea bloc virtual de 512 octeți într-un sector fizic de 4 KB. Această stare de aliniere se numește „Alinierea 1”. O comparație a acestor stări este prezentată în Fig. 9. Există alte șase posibilități atunci când structura logică a unei partiții nu se potrivește cu structura sa fizică, rezultând bucle de citire-modificare-scriere. Aceste cazuri sunt similare cu cazul Alignment 1.

Orez. 9. Statele de aliniere

Starea Alignment 0 funcționează foarte bine cu noi sectoare de 4KB în format extins. Hard disk-ul poate mapa cu ușurință opt sectoare consecutive de 512 octeți la un sector de 4 KB. Acest lucru se realizează prin stocarea cererilor de scriere pentru sectoarele de 512 octeți în memoria cache a hard diskului până când au fost primite suficiente blocuri consecutive de 512 octeți pentru a scrie un sector de 4 KB. Deoarece aplicațiile moderne funcționează de obicei cu secvențe de date mai mari de 4 KB, blocurile pitice apar foarte rar. În același timp, starea Alinierea 1 provoacă anumite dificultăți.

Dacă partițiile de hard disk sunt create în așa fel încât structura logică să nu corespundă structurii fizice, așa cum se arată în Fig. 9, încep să apară cicluri de citire-modificare-scriere, ceea ce duce la o scădere a performanței hard disk-ului. Când introduceți noi formate de hard disk, această condiție trebuie evitată mai întâi, așa cum se recomandă mai jos.

Înregistrarea unor cantități mici de date

În aplicațiile moderne, datele precum documentele, imaginile și videoclipurile în flux sunt mult mai mari de 512 de octeți. Prin urmare, hard disk-ul poate stoca cu ușurință cererile de scriere pentru aceste blocuri în cache până când a acumulat suficiente blocuri de 512 de octeți pentru a scrie un sector de 4 KB. Dacă structura de partiție logică a unui disc se potrivește cu structura sa fizică, atunci hard disk-ul poate mapa cu ușurință sectoare de 512 octeți la sectoare de 4 KB fără a sacrifica performanța. Cu toate acestea, există procese de nivel scăzut care pot determina hard disk-ul să funcționeze cu blocuri pitice, indiferent dacă structura logică și fizică se potrivește. Acest lucru se întâmplă în cazuri rare când computerul trimite solicitări individuale către hard disk care sunt mai mici de 4 KB. De obicei, astfel de solicitări sunt trimise de sistemul de operare atunci când lucrează cu sistemul de fișiere, înregistrează în jurnal și efectuează alte sarcini similare de nivel scăzut. În general, astfel de interogări sunt rare și nu au un impact semnificativ asupra performanței. Cu toate acestea, designerii de software sunt sfătuiți să reconsidere astfel de procese pentru a obține performanțe optime după trecerea la sectoarele de 4 KB.

Pregătirea și organizarea tranziției către sectoare de 4 KB

Acum că beneficiile trecerii la sectoare de 4 KB, precum și posibilul impact asupra performanței al unei astfel de mutari, sunt înțelese, este timpul să se determine cea mai bună modalitate de a gestiona tranziția. Cel mai bine este să discutați acest subiect în contextul celor mai populare două sisteme de operare moderne: Windows și Linux.

Organizarea tranziției către sectoare de 4 KB în sistemul de operare Windows

Cea mai importantă problemă în organizarea tranziției la sectoarele de 4 KB este problema potrivirii structurii fizice și logică, deja discutată mai sus. Noile unități de format funcționează bine în starea Alignment 0, în care punctele de pornire fizice și logice sunt aceleași. Condiția de aliniere apare atunci când sunt create partițiile hard disk. Partițiile sunt create de software, care pot fi împărțite în două categorii:

1. versiuni ale sistemului de operare Windows.
2. Mijloace speciale de partiţionare a unui hard disk în partiţii.

Când partițiile sunt create de Windows, există trei versiuni ale acelui sistem de operare de luat în considerare: Windows XP, Windows Vista și Windows 7. Microsoft a fost implicat în discuțiile și planificarea tranziției la o dimensiune mai mare a sectorului. Drept urmare, începând cu Windows Vista Service Pack 1, produsele sale au introdus suport pentru sectoare de 4 KB. Produsele software care creează partiții „Alignment 0” (partiții care funcționează bine cu noul format) se numesc produse compatibile cu sectorul 4K. Tabelul 2 arată situația pentru generațiile actuale de sisteme de operare Microsoft Windows.

Versiunea sistemului de operare	Suport pentru sectoare de 4 KB	rezultate
Windows XP	Nu	Creează o partiție primară în starea Alignment 1 (fără aliniere)
Windows Vista - fără Service Pack 1	Nu	Sectoarele mari sunt acceptate, dar partițiile sunt create incorect (nealiniate)
Windows Vista - Service Pack 1 sau o versiune ulterioară	da
Windows 7	da	Partițiile sunt create în starea „Aliniere 0” (cu aliniere)
Windows 10	da	Partițiile sunt create în starea „Aliniere 0” (cu aliniere)

Evident, computerele noi cu cele mai recente versiuni de Windows sunt cel mai bine pregătite pentru a utiliza noul format de hard disk. Cu toate acestea, pe computerele care rulează Windows XP sau Windows Vista fără Service Pack 1, există un risc semnificativ de degradare a performanței atunci când se utilizează partiții create de sistemul de operare.

Pe lângă riscul de nepotrivire a structurii discurilor logice și fizice atunci când se utilizează versiuni mai vechi de Windows, există mai multe instrumente care sunt utilizate în mod activ de către constructorii de sisteme, OEM-urile, revânzătorii și managerii IT. Utilizarea acestor instrumente poate provoca, de asemenea, o discrepanță între structura logică și cea fizică a discului. De fapt, este mai frecvent să vezi partiții create folosind aceste instrumente decât folosind Windows. Prin urmare, există un risc mare de a crea partiții în care structura logică nu se potrivește cu structura fizică, ceea ce duce la pierderea performanței atunci când se utilizează discuri cu dimensiunea sectorului de 4 KB. Pentru a complica și mai mult această problemă, hard disk-urile care vin cu computerele de astăzi conțin de obicei mai multe partiții. Aceasta înseamnă că fiecare partiție a unui astfel de disc trebuie creată folosind un program care acceptă sectoare de 4 KB pentru a asigura coerența între structura logică și cea fizică și, prin urmare, performanță ridicată. În fig. Figura 10 arată rezultatele posibile ale creării mai multor partiții pe un hard disk folosind un program care nu acceptă sectoare de 4 KB.

Orez. 10. Secțiuni multiple și condiții de aliniere

Partiții cu o nepotrivire între structura logică și cea fizică

Există trei moduri de a evita sau de a corecta o discrepanță între structura logică și fizică a unui disc pentru a preveni pierderea performanței.

1. Utilizați o versiune mai nouă de Windows sau cumpărați un instrument de partiționare care acceptă sectoare de 4 KB.
2. Aliniați partițiile hard disk folosind un instrument special.
3. Bazați-vă pe furnizorul de hard disk pentru performanță, indiferent de starea structurii unității.

Utilizarea unei versiuni de Windows care acceptă sectoare de 4 KB este cea mai simplă și scurtă modalitate de a asigura coerența între structura logică și cea fizică a discului. Furnizorii altor instrumente de partiționare vă pot spune dacă există versiuni ale instrumentelor lor care acceptă sectoare de 4 KB. Dacă există astfel de versiuni, treceți la ele pentru a preveni problemele.

Unii producători de hard disk oferă instrumente speciale care vă permit să verificați structura partiției de pe hard disk și să modificați alinierea partiției dacă este necesar. Acest lucru necesită timp și pași suplimentari la construirea sau actualizarea computerului.

În cele din urmă, producătorii de hard disk vor dezvolta din ce în ce mai multe modalități mai bune de a face față partițiilor în care există o nepotrivire între structura logică și cea fizică. Aceste metode vă vor ajuta să evitați pierderile de productivitate.

Pe măsură ce formatul extins crește în popularitate, toate cele trei metode sunt utilizate, fiecare ajutând consumatorii să obțină cele mai mari beneficii și să evite pierderile de productivitate.

Organizarea tranziției către sectoare de 4 KB în sistemul de operare Linux

Strategia de bază pentru trecerea la sectoarele de 4KB în Windows se aplică și pentru Linux. Majoritatea utilizatorilor Linux au acces la codul sursă al sistemului de operare, ceea ce le oferă posibilitatea de a-și personaliza comportamentul pentru a se potrivi nevoilor lor. Acest lucru face posibilă actualizarea sistemului de operare Linux în avans pentru a funcționa corect cu hard disk-urile noului format.

Dacă faceți modificările necesare sistemului de operare Linux, puteți preveni majoritatea problemelor asociate cu alinierea partițiilor în conformitate cu noul format de disc și apariția solicitărilor de scriere „pitic” pe care le creează sistemul de operare.

Modificările necesare au fost făcute atât kernel-ului Linux, cât și instrumentelor suplimentare pentru a sprijini noul format de disc. Aceste modificări asigură că toate partițiile de pe discurile cu noul format sunt aliniate cu precizie la limitele sectorului de 4 KB. Suportul pentru noile formate de disc în nucleul sistemului de operare a fost implementat începând cu versiunea 2.6.31. Suportul pentru partiționarea și formatarea noilor formate de disc este oferit în următoarele instrumente Linux suplimentare.

Fdisk: GNU Fdisk este un instrument de linie de comandă pentru partiționarea hard disk-urilor. Începând cu versiunea 1.2.3, sunt acceptate noile formate de disc.

Parted: GNU Parted este un instrument grafic pentru partiţionarea hard disk-urilor. Începând cu versiunea 2.1, sunt acceptate noile formate de disc.

Concluzie

Industria IT se îndepărtează inevitabil de dimensiunea tradițională a sectorului de 512 octeți. Producătorii de hard disk au convenit să implementeze formatul extins cel târziu în ianuarie 2011 pentru noile modele de hard disk pentru laptop și computere desktop.

Dezvoltatorii de hard disk continuă să mărească densitatea datelor și să îmbunătățească fiabilitatea corectării erorilor. Consumatorii beneficiază, deoarece hard disk-urile continuă să ofere cea mai mare capacitate, cea mai bună valoare pe unitate și fiabilitatea la care s-au așteptat.

Cheia unei tranziții fără durere a fost instruirea utilizatorilor sistemelor de stocare a datelor, astfel încât să poată evita capcanele. Cea mai importantă cerință pentru o tranziție cu succes la sectoarele de 4 KB este proliferarea instrumentelor de partiționare a hard disk-ului care acceptă sectoare de 4 KB. Toți producătorii de sisteme, OEM-urile, integratorii, profesioniștii IT și chiar utilizatorii finali care asamblează sau configurează computere sunt sfătuiți să ia următoarele măsuri de precauție.

• Creați partiții de hard disk folosind Windows Vista (cu Service Pack 1 sau o versiune ulterioară) sau Windows 7.
• Când utilizați software și instrumente terțe pentru a crea partiții de hard disk, verificați cu producătorul acestor instrumente dacă versiunea pe care o utilizați acceptă sectoare de 4 KB.
• Dacă un client creează și utilizează în mod regulat imagini de pe hard disk, asigurați-vă că software-ul de imagistică utilizat acceptă sectoare de 4 KB.
• Dacă utilizați Linux, verificați cu furnizorul dumneavoastră Linux sau cu organizația de servicii dacă au fost făcute modificările necesare sistemului de operare pentru a accepta sectoare de 4 KB.
• Contactați furnizorul dvs. de hard disk pentru recomandări și sfaturi privind utilizarea noului format de hard disk.

Împreună cu colegii noștri din industrie și clienții noștri, putem asigura o tranziție nedureroasă și eficientă la noul format de hard disk cu dimensiunea sectorului de 4 KB și putem culege beneficiile viitoare pentru întreaga industrie de stocare.

Note de subsol

1 Formatul sectorului se referă numai la sectoarele de date și nu ia în considerare spațiul suplimentar suplimentar și alt spațiu pe disc irosit.

2 Nu orice implementare a sectoarelor de 4 KB atunci când se trece de la sectoare de 512 octeți mărește zona de corectare a erorilor de exact două ori.

Advanced Format (AF) este un standard care mărește eficiența formatării prin creșterea dimensiunii sectoarelor de date din hard disk-uri peste dimensiunea tradițională de 512 octeți. Standardul de format avansat a fost dezvoltat de Asociația Internațională de Echipamente și Materiale pentru Unități de Disc (IDEMA), care include Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation și alți producători de hard disk. Asociația IDEMA a aprobat standardul Advanced Format pentru a asigura compatibilitatea dispozitivelor de stocare de la diverși producători cu generații de fișiere și sisteme de operare care acceptă tehnologia AF.

Tehnologia Advanced Format îmbunătățește eficiența formatării prin reducerea numărului de titluri inutile. Astfel, datorită algoritmilor puternici de detectare și corectare a erorilor, fiabilitatea stocării datelor înregistrate este crescută.

Unele generații de fișiere și sisteme de operare acceptă deja sectoare logice a căror dimensiune corespunde mărimii unui sector fizic de 4096 de octeți. Astfel de sisteme gazdă sunt denumite 4Kn (4K nativ - „cu suport pentru dimensiunea 4K”). Deoarece sectoarele fizice și logice (4096 octeți) au aceeași dimensiune, nu este necesară emularea sectoarelor moștenite de 512 octeți, permițând sistemului gazdă 4Kn să utilizeze mai eficient spațiul de stocare disponibil al unității cu format sector 4Kn. Oferim hard disk-uri cu emulare de sector de 512 de octeți, precum și unități cu formate de sector 4Kn și 512n, pentru a facilita clienților alegerea tehnologiei sectoriale optime pentru sistemul lor gazdă.

Este posibil ca următoarele simboluri să nu apară neapărat pe produsele cu caracteristicile menționate.

Emularea sectorului de 512 octeți (512e) Simbolurile „Format avansat AF” și „AF” indică de obicei unități care acceptă emularea sectorului de 512 octeți, dar pot fi utilizate și pe unități care acceptă emularea sectorului de 512 octeți 512e și în 4Kn modul.

4K nativ (4Kn) Simbolurile „Advanced Format 4Kn” și „4Kn” indică unități care acceptă doar sectoare de 4096 de octeți.

Instrumentul de aliniere Toshiba pentru hard disk-uri cu formatul sectorului Advanced Format nu mai este disponibil pentru descărcare

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation și afiliații săi (denumite în continuare Toshiba) au pus Instrumentul de aliniere a partițiilor la dispoziția clienților care utilizează hard disk-uri bazate pe tehnologia Toshiba Advanced Format 4K în sistemul de operare Microsoft ® Windows ® XP. Datorită faptului că Microsoft ® încetează suportul complet pentru sistemul de operare Windows ® XP pe 8 aprilie 2014, Toshiba nu va mai furniza Instrumentul de aliniere a partițiilor.

Clienții care intenționează să utilizeze sistemul de operare Windows ® XP cu hard disk-uri Toshiba echipate cu tehnologia Advanced Format ar trebui să utilizeze instrumente de aliniere a sectoarelor terțe, deoarece acest lucru poate îmbunătăți performanța generală a sistemului.

Un astfel de furnizor terță parte care oferă un instrument de aliniere pentru utilizarea cu hard disk-uri 4K îmbunătățite este Paragon Software (http://www.paragon-software.com/home/partition-alignment/). Este important de înțeles că Toshiba nu intenționează să recomande sau să aprobe utilizarea utilităților software de aliniere a sectorului 4K de la Paragon Software sau de la orice alt furnizor terță parte. Utilizarea unui astfel de software este la discreția exclusivă a utilizatorului. Utilizatorul suportă toate riscurile asociate cu aceasta. Toshiba nu acceptă nicio răspundere pentru utilizarea unui astfel de software.

• Microsoft și Windows sunt mărci comerciale sau mărci comerciale înregistrate ale Microsoft Corporation în Statele Unite și/sau în alte țări.