Jusqu'à présent, nous sommes désassemblés des disques durs universels en détail, tels que Barracuda 7200.14 et WD Caviar Blue / Noir. Dans le même temps, de nombreux utilisateurs de la liste de prix des magasins d'ordinateurs peuvent remarquer l'existence de ces disques durs comme Western Digital. AV-25, vert caviar occidental vert, Seagate Barracuda Green, Seagate Barracuda ST1000DM003, Digital Western AV-GP. Le coût des données des disques durs n'est pas très différent des produits universels, mais tous ont une fonctionnalité unique - Prise en charge de la technologie de format avancé.
Comment puis-je comprendre le nom de la technologie elle-même, le format avancé, suppose le mode de mise en forme du disque dur avancé. Dans ce cas, si les disques durs standard ont les secteurs physiques avec des dimensions de 512 octets, les disques durs avec une technologie de format avancé ont un secteur physique avec 4 kilo-octets, c'est-à-dire qu'ils contiennent quatre secteurs standard. Cette technologie Comité du secteur du secteur de l'IDema Long Data.

La nécessité clé de l'introduction de cette technologie est de réduire le coût des disques durs modernes, qui, avec des dimensions standard de 3,5 pouces, ont des quantités de stockage allant jusqu'à 4 tubercules et après un certain temps, ils promettent de conquérir 8 To. Dans le même temps, les disques durs vont travailler avec des secteurs de 4 kilo-octets et faire des données de lecture / enregistrement à une fois de 4 Ko et non de 512 octets, comme dans les solutions classiques. Dans le même temps, le nombre de mouvements mécaniques des têtes et des plaques du disque dur avec une diminution simultanée de la consommation d'énergie, du bruit et étend les possibilités d'utiliser des disques magnétiques de plus de technologie avec des pistes de 70 nanomètres.

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La nécessité de faire avancer le format a longtemps été longue
La nécessité de transition à 4 secteurs de 4 kilo-octets est assez longue, car les systèmes d'exploitation modernes même dans le fichier populaire systèmes NTFS Les grappes avec des tailles de 4 kilo-octets sont utilisées, c'est-à-dire que le système d'exploitation fonctionne toujours de 4 kiloBytes. Dans les conditions réelles, le système de fichiers avec des grappes de 512-1024 octets n'a été utilisé que dans systèmes d'exploitationah Dos, Windows 95 / Windows 98 et dans certains cas de fenêtres Vue. Par conséquent, la nécessité de créer des secteurs de 512 octets est un fardeau pour les fabricants de disque dur, afin de faire marquer de nouveaux disques durs technologiques sur de petits secteurs de 512 octets parfois plus difficiles, plutôt que leur balisage sur le secteur de la taille de 4 Kilobytes.

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Format avancé - Plus d'espace disque
La transition vers le nouveau format de format avancé implique une augmentation de l'espace libre du disque dur. Lorsque le disque dur est marqué sur les secteurs de 512 octets, chaque secteur est complété par 50 octets pour le code de correction d'erreur, seulement 87% de l'espace réel sur le disque magnétique du disque dur. Dans le cas de l'utilisation de la technologie de format avancé, 100 octets d'espace pour le code de correction d'erreur sont utilisés pour chaque secteur de 4 kilo-octets, économisant ainsi 50% de l'espace et l'utilisateur permet d'utiliser 96% de l'espace physique de chaque disque magnétique.

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Compatibilité du disque dur au format avancé
À ce jour, la prise en charge complète du nouveau format de disque dur est mise en œuvre à partir de Windows Vista, de sorte que ordinateurs modernes sur le base de données Windows 7 et Windows 8 sont prêts à travailler avec de nouveaux produits. En règle générale, les utilisateurs ne remarquent aucune différence d'utilisation d'un nouveau type de disque dur.

Mise en œuvre complète du format avancé dans les dernières distributions du système d'exploitation Linux et des solutions Apple sous gestion Mac OS X. Mais à partir de Windows XP pour acheter des disques durs Format avancé devra être abandonnée. Cela est dû au fait que ce système d'exploitation n'est pas prêt à fonctionner avec 4 secteurs de 4 kilo-octets. Le contrôleur de disque dur sera donc obligé d'émuler les secteurs habituels de 512 octets dans un secteur réel de 4 kilo-marines. Cela conduit à une augmentation de la charge sur la partie informatique et inhibe le processus de lecture / écriture de données. En règle générale, une baisse de performance est constatée jusqu'à plusieurs mégaoctets par seconde et les travaux ne deviennent pratiquement pas soumis.

Le pire d'utiliser Windows XP sur disques durs Format avancé est que disque dur En raison de la nécessité d'une émulation, il s'avère obligé de répéter le même secteur à plusieurs reprises, ce qui entraîne une usure accrue de sa partie mécanique.

Les nuances spécifiques d'utiliser Windows XP sur les disques durs Format avancé réside également dans le fait que la première section que ce système d'exploitation commence avec 63 secteurs, tandis que le disque dur au format avancé est critique de la section de 64 secteurs, de sorte qu'elle est strictement morte huit . Cela permet au disque dur de s'arrêter dans une demande de cluster de lire deux secteurs de 4 kilo-octets et d'améliorer les performances même en travaillant sous le contrôle de l'ancienne Windows XP.

Les fabricants de disque dur au format avancé ont des utilitaires et des technologies propres pour résoudre ce problème. Seagate propose une technologie SmartAlign Seagate, qui résout de manière indépendante le problème de mise en forme du disque dur au format avancé et l'occidental offre à ses clients d'utiliser l'utilitaire de système WD Align ou un cavalier spécial sur le disque dur qui n'est pas implémenté sur toutes les instances.

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Comment un format avancé pertinent
Naturellement, dans les conditions de la dimension ancienne du secteur de 512 octets, le développement ultérieur des disques durs ne peut pas continuer, c'est-à-dire Augmenter leur volume. Les disques durs plus tôt ou tard avec des secteurs standard dans 512 octets disparaîtront complètement du marché. L'introduction de la technologie de format avancé a été lancée en 2009, l'utilisateur de Mass a vu de nouveaux disques durs en 2010. Il a été supposé que l'introduction rapide d'un nouveau format serait achevée en 2011, et en 2012, des disques durs standard avec des secteurs de 512 octets continueront de quitter des magasins. Objectivement, nous n'observons pas un déplacement massif. Il est plutôt possible de noter l'existence parallèle sur le marché du disque dur avec des secteurs standard de 512 octets et des disques durs avec 4 secteurs de 4 kilo-marins dans la technologie de format avancé.

Fabricants de disque dur La transition vers un nouveau format de format avancé explique non plus combien la nécessité d'augmenter la capacité des disques durs eux-mêmes, car la nécessité d'augmenter la fiabilité du stockage des données en améliorant la technologie de correction d'erreur. En particulier, on pense que l'utilisation de secteurs de 512 octets dans des plaques inférieures à 80 nanomètres est assez problématique, car l'apparition de microparticules entre la tête du disque dur et la plaque entraîneront l'apparition d'erreurs de lecture ou d'écriture de données. Si le disque dur fonctionnera avec 4 kilo-octets, il sera facile à éviter.

L'inconvénient des disques durs au format avancé est que si vous devez écrire des données mineures à la taille inférieure à 4 kilo-octets, le disque dur s'avère forcé ou remplir tout le secteur dans les données de 4 kilo-octets inférieures à cette taille, ou attendez de nouvelles données de l'utilisateur. En règle générale, le contrôleur navigue 512 kilobytes dans son cache et dès que les 4 kilo-octets de données saisissent pour remplir le secteur - les écrit. Ainsi, si vous travaillez avec des Palas moins de 4 kilo-octets assez souvent, il est logique de s'occuper d'une source d'alimentation de sauvegarde pour réduire la probabilité de perte de données. Pour la plupart des utilisateurs qui stockent la musique sur des disques durs, des fichiers vidéo, des jeux informatiques 20 Go n'est pas pertinent.

Les avantages du nouveau format de disque dur sont la possibilité de créer des lecteurs de tricherac et une fiabilité élevée, désavantage - une vitesse réduite dans Windows XP.

À 2 To, la croissance de la capacité du disque dur s'est arrêtée: l'architecture traditionnelle a atteint une limite de son développement. La nouvelle norme, appelée format avancé, créera plus de disques durs spacieux et fiables grâce à l'utilisation de secteurs plus importants. Tous les fabricants promettent de y aller déjà dans l'année en cours.

Secteurs plus importants: Protection des données fiable

L'augmentation de la capacité du réservoir au cours des dernières décennies est assurée en augmentant la densité d'enregistrement. Toutefois, lorsque la valeur est atteinte, l'ordre de 2 To fait que cette méthode devient une non-réponse. Avec un emplacement plus dense des secteurs, le risque d'erreurs et de perte de données augmente.

La solution était l'augmentation de la taille des secteurs. Actuellement, dans la plupart des disques, il s'agit de 512 octets. Maintenant, les fabricants commencent à émettre des modèles avec quatre secteurs de quatre kilobytes (4096 octets). Chacun d'entre eux est équipé d'une étiquette d'entrée (synchronisation / barrage) et code de correction d'erreur (ECC). Comme auparavant, après chaque secteur, il y a une zone intermédiaire vide. Étant donné qu'un secteur de taille 4096 octets correspond à huit 512 octets, il est possible d'exclure sept zones intermédiaires. Cela vous permet de libérer la quantité supplémentaire d'espace disque précieux.

Un autre avantage du format est de supprimer la limite de capacité de stockage.

Le système d'exploitation utilise pour l'adressage et l'accès aux données sur le disque dur LBA (adressage de bloc logique) avec un espace d'adressage accessible de 48 bits, ce qui correspond capacité maximale Le transporteur dépasse 130 000 To, avec la taille du secteur en 512 octets. Cependant, dans la pratique, une telle capacité énorme ne peut être assurée, depuis la principale enregistrement de démarrage La table de partition ne vous permet pas de répondre plus de 32 bits. Avec les secteurs de 512 octets, cela correspond à deux téraoctets - il est impossible d'obtenir plus grand lors de l'utilisation de l'architecture traditionnelle.

Pour une utilisation complète de lecteurs plus capacités avec les secteurs de 512 octets, un autre format de tables de sélection (table de partition GUID, GPT) est requis.

Windows Vista et 7 Soutenez-le et XP est uniquement dans la version 64 bits. Cependant, la plupart des variétés de BIOS ne fonctionnent pas avec la table de partition GPT. Résoudre le problème aidera la transition vers UEFI, mais cette interface de programme vient de paraître récemment sur de nouveaux. cartes mères Pour les processeurs avec l'architecture Pont sablonneux.. Par conséquent, un format avancé est nécessaire comme solution intermédiaire qui vous permet de contourner les obstacles du BIOS et d'utiliser des disques jusqu'à une capacité maximale de 16 tuberculose, même avec une adressage 32 bits dans l'enregistrement de démarrage principal.

Windows XP: Trop vieux pour le nouveau disque dur

Windows XP n'est pas capable de fonctionner avec de grands secteurs de quatre kilobault, donc dans les périphériques avec format avancé, l'émulation de 512 octets est utilisée. Cela vous permet de tromper le système d'exploitation en créant la visibilité de l'utilisation d'une option compatible. Un tel compromis permet d'installer des lecteurs plus compacts dans Windows XP. Cependant, la vitesse est sensiblement réduite. XP crée la première partition du secteur LBA au numéro 63 et dans le cas de quatre secteurs kilo-marginet, il doit commencer par LBA 64. En conséquence, la section commence le dernier bloc du secteur (voir la figure).

Windows XP, à son tour, partage le disque dur aux clusters, dont la taille est également de 4 Ko. En conséquence, le contrôleur de disque dur doit lire ou écrire deux blocs de quatre kilobault pour chaque groupe de quatre kilobault, ce qui entraîne une diminution de la vitesse du lecteur.

Ce problème peut être résolu de deux manières. Tout d'abord, avant de connecter le disque dur, vous pouvez installer un cavalier qui vous permet d'assurer le bon emplacement des blocs. L'inconvénient de cette méthode consiste en une éventuelle perte de données lorsque le cavalier est éteint.

Une autre solution consiste à utiliser des logiciels spéciaux. Ainsi, du site Web de Western Digital (http://wdc.com), vous pouvez télécharger l'utilitaire utilitaire de système d'alignement WD Align capable d'effectuer des partitions. Des programmes similaires sont proposés et des développeurs tiers - par exemple, Paragon Company avec son outil d'alignement. Mais malgré cela, utilisateurs Windows XP devrait penser au fait que ce système d'exploitation est déjà obsolète pour les nouvelles technologies.

Le format avancé est un nouveau format de marquage du disque dur nécessaire pour aborder de grandes quantités de mémoire de disque. Tous les fabricants de disques durs modernes, y compris HGST, passez à ce format.
L'une des principales caractéristiques du format avancé est une augmentation de la taille du secteur de 512 à 4096 octets. Pour préserver la compatibilité avec des programmes conçus pour le format précédent, de nouveaux disques ont un mode d'émulation appelé "512e".
La plupart des systèmes d'exploitation modernes prennent en charge le format avancé. Pour obtenir une vitesse optimale d'E / S, il est nécessaire que la panne de disque soit effectuée correctement et que les données sont enregistrées par des blocs de 4 kilobytes en tant que système d'exploitation et programmes d'application. Les derniers systèmes d'exploitation par défaut effectuent toutes les conditions nécessaires pour fonctionner avec un format avancé. Lorsque vous utilisez le logiciel plus ancien pour définir le sous-système de disque à une vitesse optimale, des utilitaires spéciaux peuvent être nécessaires.

Format avancé
Dans la partie centrale de la figure 1, il y a huit secteurs de 512 octets d'affilée. Outre les données utilisateur, chaque secteur contient des informations de service: code de marquage et code de correction d'erreur. Lors du remplacement de huit secteurs de 512 octets avec un numéro de 4 kilobytes requis des informations de service Réduit (voir le bas de la figure). Ainsi, lorsque vous travaillez avec gros fichiers (et la taille moyenne du fichier comparé aux temps où le format 512 octets a été utilisé, augmenté) espace disque Utilisé plus efficace. De plus, le code de correction d'erreur a attribué plus d'espace, grâce à laquelle l'intégrité des données est meilleure.

Figure. 1. Comparaison des formats de 512 octets et de 4 kilobytes (1).

Fournir une compatibilité
Une partie importante des logiciels et des logiciels est conçue pour élaborer un secteur de 512 octets et s'attendre à ce que des données soient envoyées à des blocs de 512 octets. L'émulation d'un tel échange est mise en œuvre dans de nouveaux disques au niveau de l'interface. Lorsque vous demandez une lecture de bloc, le disque lit l'ensemble du secteur (qui ne laisse pas beaucoup de temps) et transmet le programme uniquement le bloc souhaité. Si une demande est reçue du programme, un enregistrement de bloc est reçu, le disque lit l'ensemble du secteur, place l'unité résultante et écrase tout le secteur (voir fig. 2). Il y a une heure entre la lecture et l'enregistrement, le disque peut prendre plusieurs révolutions pendant cette période.

Figure. 2. En mode d'émulation, lors de l'enregistrement d'un bloc de 512 octets, le disque lit d'abord le secteur, place l'appareil dessus puis écrit le secteur.

Fournir une vitesse
Pour atteindre la vitesse la plus élevée, il est nécessaire que le format d'enregistrement sur le disque soit cohérent. Dans le cas idéal, l'enregistrement doit être effectué de 4 kilo-octets et chaque unité doit être enregistrée dans un secteur. Cette condition est effectuée si le système d'exploitation et programmes d'application Personnalisé pour travailler avec 4 kilo-marins et la partition de disque est effectuée correctement.
La plupart des systèmes d'exploitation modernes utilisent des systèmes de fichiers dans lesquels l'espace disque est mis en surbrillance par 4 kilo-octets ou des clusters. Le bloc de 4 kilobytes correspond aux huit secteurs de 512 octets (voir Fig. 3).

Figure. 3. Conformité au secteur du cluster en mode d'émulation.

Aligner les interfaces
Lors de l'utilisation de systèmes d'exploitation qui enregistrent des données avec des clusters de 4 kilobytes (la plupart du système d'exploitation moderne), il est important que leurs limites soient nivelées sur les frontières des secteurs du disque. Dans le mode d'émulation 512E, le disque ne peut pas empêcher le placement de l'unité du bloc, dont le nombre n'est pas raccourci que huit. Si cela se produit, un cluster sera placé dans deux secteurs (voir Fig. 4). Ainsi, lors de la lecture ou de l'écriture d'un cluster de 4 kilobytes, il sera nécessaire de compter ou d'écrire 8 kilo-octets en conséquence - deux fois plus. Et si lors de la lecture, la différence de vitesse ne sera pas grande, alors lors de l'enregistrement, il sera perceptible.

Figure. 4. Le cluster de placement n'est pas depuis le début du secteur.

Systèmes d'exploitation Prise en charge du format avancé
Dans les systèmes d'exploitation suivants, la taille du cluster est de 4 kb et lors de l'installation, la partition de disque est correctement effectuée:
Microsoft Windows. Vista SP1 et plus récent;
Microsoft Windows 7;
Serveur Microsoft 2008;
Mac OS X 10.4 et plus récent;
Linux Ubuntu. 8.04+, SUSE, Kernel Linux 2.6.34+ (vous devez utiliser utilitaire de partitionnement Linux).

Les systèmes d'exploitation qui ne se conforment pas automatiquement aux secteurs des clusters:
Microsoft Windows XP;
Microsoft Server 2003;
Microsoft Windows Home Server V1.

HGST Aligner outil
Pour corriger le marquage logique des disques, les sections sur lesquelles ne sont pas alignées par les frontières des secteurs, vous pouvez utiliser l'utilitaire HGST pour Windows. Il peut être téléchargé sur www.hgst.com/support/downloads.
De plus, le format avancé est pris en charge par un certain nombre d'utilitaires de travail avec des disques fabriqués par des fabricants tiers:

Moyens de fractionnement de disque
Pour Linux:
GParted 2.1+ (avec options minimales optimales ou minimales).
www.gnu.org/software/Parted/manual/parted.html

Pour les fenêtres:
Acronis Directeur du disque. Accueil 11 ou Manager Paragon Partition 11.

Pour Mac:
Utilitaire de disque (complet avec Mac OS X 10.4+) crée une section GPT (Table de partition GUID).

Informations Complémentaires:
www.idema.org (documents sur le format avancé, y compris les spécifications)
en.wikipedia.org/wiki/advanced_format.
www.t13.org, document: ATA8-ACS (ensemble de commandes ATA)
www.t10.org, document: SBC-3 (commandes de bloc SCSI)
Microsoft Windows 7 et Hotfix de format avancé (KB981208):
support.microsoft.com/kb/982018.
Intel Rapid Storage Technology (TVD): www.intel.com/support/chipsets/imsm/sb/cs-031502.htm

Disques durs

Transition vers des disques durs avec 4 secteurs de KB (format avancé)

Avantages et risques possibles lors de la déplacement des secteurs 512 octets vers des secteurs de 4096 octets

Aperçu

Dans l'industrie des disques durs, il y a de graves changements. Bien que ces dernières années, une augmentation rapide de la densité de stockage a été observée, l'un des paramètres de base de la structure des disques durs - la taille du bloc logique, appelé secteur, est restée inchangée.

À partir d'environ 2010, les fabricants de disque dur ont commencé la transition de la taille du secteur traditionnel (512 octets) à une nouvelle taille plus efficace de 4096 octets. Il est communément appelé taille de 4 Ko, et il a été nommé format avancé (format avancé) attribué à l'Association internationale des disques durs Edema.

Cet article décrit les raisons d'un tel transition et des avantages prometteurs pour les consommateurs, ainsi que sur les "pièges", qui devraient être évités lors de la déplacement des secteurs de 512 octets vers des secteurs de 4 Ko.

Au lieu de préface

Depuis plus de 30 ans, les données sur les disques durs sont formatées sous la forme de petits blocs logiques de 512 octets, appelés secteurs. Ce format standard est toujours considéré comme une base pour la conception d'ordinateurs modernes.

Un tel secteur contient une section de l'intervalle, la section de synchronisation, la section de marquage d'adresse, la zone de données et la zone de code de détection et correction d'erreur (Fig. 1).

Figure. 1. L'emplacement des secteurs traditionnels sur le support de disque dur

Le secteur du disque a la structure suivante

• Intervalle: L'écart entre les secteurs.
• Code de synchronisation: balise de synchronisation, indiquant le début du secteur et vous permettant de synchroniser le fonctionnement du disque.
• Étiquette d'adresse: étiquette contenant des données pour identifier le nombre et l'emplacement du secteur. Il stocke également des informations sur l'état du secteur.
• Scope de données: Les données utilisateur sont stockées dans cette zone.
• Zone de correction d'erreur: Dans cette zone, les codes de correction d'erreur sont stockés, avec lesquels les données pouvant être endommagées lors de la lecture ou de l'écriture sont corrigées.

Ce format de bas niveau est utilisé dans notre secteur depuis de nombreuses années. Cependant, en raison de la capacité croissante des disques durs, la taille du secteur devient inévitablement une limitation constructive pour augmenter davantage la capacité des disques et une efficacité de correction des erreurs. Par exemple, si vous reliez la taille du secteur avec la capacité des disques obsolètes et modernes, vous pouvez alors constater que la résolution du secteur a diminué à plusieurs reprises. La résolution du secteur (le ratio de la taille du secteur à la capacité totale de disque, exprimée en pourcentage) a considérablement diminué et est devenue inefficace (tableau 1).

La faible autorisation est adaptée à la gestion de petites séquences de données disparates. Cependant, les applications modernes sont généralement exploitées par des blocs de données beaucoup plus importants que la taille du secteur de 512 octets.

Et plus important encore, de petits secteurs de 512 octets occupent une zone croissante de la surface du disque car la densité d'enregistrement augmente. Cela devient un problème dans le contexte de la correction des erreurs et du fait des défauts du revêtement. En figue. 2, par exemple, des données dans secteur difficile Le disque occupe une zone plus petite, ce qui rend la correction des erreurs plus compliquée, car les défauts du revêtement ayant des dommages causés par la taille, le plus grand pourcentage de données et de fonds plus avancés sont nécessaires à leur rétablissement.

Figure. 2. Défauts de média et densité d'enregistrement

Dans le secteur de 512 octets, en règle générale, vous pouvez réparer un défaut à 50 octets longtemps. Les disques durs modernes avec la densité d'enregistrement la plus élevée ont presque atteint la limite de la zone de correction d'erreur. Par conséquent, le principal besoin de l'industrie pour le développement ultérieur des outils de correction d'erreur et augmenter l'efficacité des disques durs était la transition vers les grands secteurs.

Transition vers 4 KB secteurs (format avancé)

Dans l'industrie de stockage depuis plusieurs années, nous travaillons conjointement sur la transition vers les grands secteurs. Seagate ainsi que des partenaires mènent des travaux à grande échelle dans cette direction depuis 2005 (Fig. 3). En décembre 2009, le nouveau format de format avancé a été créé à la suite des efforts conjoints d'IDEMA. Ce nom est devenu fonctionnaire pour la norme de secteurs de 4 Ko. En outre, tous les fabricants de disque dur ont accepté de commencer la livraison de nouveaux modèles de lecteurs de ce format pour les ordinateurs de bureau et portables d'ici janvier 2011. Cependant, les lecteurs du format étendu sont apparus sur le marché, même plus tôt. Seagate commence d'abord à fournir de tels dispositifs de stockage Équipement informatique et les inclure dans vos produits.

Figure. 3. Les principaux jalons du développement de la norme de format avancé

Avantages prospectifs des secteurs de 4 Ko

Étant donné que les fabricants de disques durs ont convenu de passer à un nouveau format sectoriel d'ici à janvier 2011, les autres participants de l'industrie informatique devaient se préparer à cette transition pour éviter d'éventuelles conséquences négatives. À court terme, les avantages de tels disques n'étaient pas trop perceptibles aux utilisateurs finaux, car le nouveau format n'a pas conduit à une augmentation instantanée de la capacité, mais à long terme, la transition vers des secteurs de 4 Ko a augmenté la densité de données Capacité d'enregistrement et de disque dur, ainsi que d'améliorer la fiabilité de la correction d'erreur.

Améliorer l'efficacité du format en réduisant l'espace occupé par le code de correction d'erreur

En figue. 4 montre la structure du secteur traditionnel de 512 octets, à partir de laquelle il est clair que 50 octets contenant un code de correction d'erreur pour chaque secteur de 512 octets contenant un code de correction d'erreur et 15 octets avec un intervalle, un code de synchronisation et une étiquette d'adresse . En conséquence, l'efficacité du secteur 1 du format est d'environ 88% (512 65)).

Figure. 4. Structure du secteur traditionnel 512 octets

Dans la nouvelle norme de format avancé, la taille du secteur est de 4 Ko, c'est-à-dire huit secteurs traditionnels de 512 octets chacun sont combinés dans un secteur 4 Ko de taille (Fig. 5).

Figure. 5. Nouveau format: Structure de la taille du secteur 4 Ko

Dans un nouveau format pour l'intervalle, le code de synchronisation et l'étiquette d'adresse sont donnés autant d'espace qu'auparavant, et le code de correction d'erreur est augmenté à 100 octets. En conséquence, l'efficacité du secteur format 1 augmente à 97% (4096 / (4096 115)), c'est-à-dire de près de 10%.

Au fil du temps, une telle augmentation de l'efficacité du format va payer et contribuera à atteindre une plus grande capacité et à augmenter l'intégrité des données.

Fiabilité et correction d'erreur

La taille physique des secteurs sur les disques diminue et chaque secteur prend moins que le lieu, tandis que les dimensions des défauts de surface restent les mêmes. En figue. 6 montre les éléments que nous considérons très petits. Cependant, comparé à la taille de l'espace entre la tête de lecture-écriture et la surface du disque dur, ces éléments sont grands. Les défauts sur la surface du disque dur peuvent apparaître à partir de particules microscopiques de manière significativement moins montrée sur la figure.

Figure. 6. La taille de l'écart entre la tête et le disque dur sur la balance

Dans le secteur 4 Ko du nouveau format de format avancé, les tailles de l'unité ECC sont augmentées à plus de deux fois 2, de 50 à 100 octets, qui ont fourni une augmentation de l'efficacité de la correction des erreurs et la stabilité des petites particules et des défauts de surface. .

Ainsi, le gain articulaire de l'efficacité accrue du nouveau format et de l'amélioration de la fiabilité de la correction des erreurs rend la transition vers le secteur de 4 Ko en taille assez justifiée. La tâche principale des fabricants de disque dur consiste à organiser correctement cette transition pour obtenir le meilleur retour avec des effets secondaires minimes.

Conséquences de la transition vers des secteurs de 4 Ko

Comme il a déjà été noté, dans de nombreux cas, les systèmes informatiques modernes continuent de provenir du fait que la taille du secteur est toujours égale à 512 octets. Lors de la traduction d'une industrie entière sur nouvelle norme 4 KB On ne peut pas s'attendre à ce que toutes ces hypothèses obsolètes changeront immédiatement. Bien sûr, au fil du temps, il y aura une transition vers l'utilisation de secteurs de 4 Ko de taille, lorsque l'ordinateur et le disque dur utiliseront les blocs de cette taille lors de l'échange de données. Mais jusqu'à ce point, les fabricants de disque dur devront organiser une transition vers des secteurs de 4 Ko avec l'utilisation de la réception, appelée émulation de secteurs de 512 octets.

Émulation des secteurs de 512 octets

La mise en œuvre de 4 secteurs de KB à de nombreux égards dépend de la technologie d'émulation des secteurs de 512 octets. Ce terme s'appelle le processus de conversion de données d'un nouveau format avec une taille de secteur de 4 Ko, utilisée par de nouveaux disques, dans un format traditionnel avec une taille de secteur de 512 octets utilisés par les ordinateurs.

L'émulation des secteurs de 512 octets La taille est admissible car elle ne nécessite pas de changements majeurs dans l'existant. systèmes informatiques. Cependant, cela peut entraîner une diminution des performances, en particulier lors de l'écriture de données, dont la taille n'est pas raccourcie que huit secteurs traditionnels. Pour clarifier cela, envisagez des lectures de processus de lecture et d'écriture qui seront utilisés dans l'émulation des secteurs de 512 octets.

Processus de lecture et d'écriture pour l'émulation

Le processus de lecture de données provenant de secteurs de 4 Ko au mode d'émulation de 512 octets de taille est assez simple, comme on peut le voir sur la Fig. 7.

Figure. 7. Séquence de lecture de données possible dans 512 secteurs d'octets

Lecture de la taille du bloc de données 4 Ko et reformatant un secteur spécifique de taille 512 octets, demandé par un ordinateur, est effectué dans mémoire dynamique Disque et n'a pas d'effet notable sur la performance.

Le processus d'enregistrement peut être un peu plus compliqué, en particulier lorsque les données que l'ordinateur essaie d'écrire sur le disque sont un sous-ensemble du secteur physique de 4 Ko. Dans ce cas, le disque dur est d'abord obligé de compter le secteur souhaité de 4 Ko de la taille entière, combinez les données de lecture avec de nouvelles, puis enregistrez le secteur complet de 4 Ko (Fig. 8).

Figure. 8. Séquence possible de l'enregistrement de données dans le mode émulation de secteurs 512 octets

Le disque dur doit effectuer des actions mécaniques supplémentaires - Lire le secteur 4 KB, en modifiant son contenu et des données d'enregistrement. Ce processus s'appelle le cycle "en lecture-changement" et est indésirable en raison de l'impact négatif sur la productivité du disque. Pour que la transition sur des secteurs de 4 Ko de taille est sans douleur et avec la moindre quantité de difficultés, il est le plus important de réduire une probabilité minimale et une fréquence de cycles "à changement de lecture".

Prévenir-changement cycles de changement empêche

1. Les enregistrements ne sont pas alignés sur les frontières des secteurs en raison de l'incohérence de la structure logique de la section disque de sa structure physique.
2. Les demandes d'écriture avec un volume de données sont inférieures à 4 Ko.

Conformité et incohérence de la structure logique et physique des sections

Jusqu'au moment actuel, nous n'avons pas discuté de la manière dont la position du secteur sur le transporteur entre l'ordinateur et le disque dur est cohérente. Il est temps de parler d'adresses de blocs logiques (adresse logique, LBA).

Chaque secteur 512 octets est attribué une adresse logique unique avec un nombre de 0 à une valeur maximale, qui dépend de la capacité du disque. L'ordinateur fait référence au bloc de données souhaité à son adresse logique. Lorsque l'ordinateur envoie une demande d'enregistrement de données, l'adresse logique de bloc est renvoyée après l'enregistrement comme des informations sur l'enregistrement des données. Cela devient important lors de la mise sous tension des secteurs de 4 Ko, car huit options différentes apparaissent où commence le bloc logique.

Si l'adresse logique du bloc 0 correspond à la première taille de bloc virtuel de 512 octets dans le secteur physique de 4 Ko, un tel état de comparaison de la structure physique et logique dans le mode d'émulation des secteurs de 512 octets est appelé "alignement 0". Une variante est possible lorsque l'adresse logique de l'unité 0 est attribuée à la deuxième taille de bloc virtuel de 512 octets dans le secteur physique de 4 Ko. Un tel état de comparaison s'appelle "Alignement 1". La comparaison de ces états est illustrée à la Fig. 9. Il y a six autres possibilités dans les cas où la structure logique de la partition ne correspond pas à sa structure physique, qui conduit aux cycles "Changement de lecture-changement". Ces cas sont similaires au cas «alignement 1».

Figure. 9. States d'alignement

Statut "Alignement 0" fonctionne très bien avec les nouveaux secteurs de 4 Ko dans un format étendu. Le disque dur peut facilement comparer huit secteurs consécutifs de 512 octets avec un secteur de 4 Ko. Ceci est réalisé en stockant des demandes d'enregistrement sectorielles en taille 512 octets dans le cache de disque dur jusqu'à ce qu'un nombre suffisant de blocs de série de 512 octets soient obtenus pour l'enregistrement du secteur 4 Ko. Étant donné que les applications modernes, en règle générale, fonctionnent avec des séquences de données, dont la taille dépasse 4 kb, les blocs "nains" se posent très rarement. Dans le même temps, l'État "Alignement 1" provoque certaines difficultés.

Si un sections difficiles Le disque est conçu de sorte que la structure logique ne correspond pas à la physique, comme illustré à la Fig. 9, les cycles «en lecture-changement» commencent à se produire, ce qui entraîne une diminution des performances du disque dur. Lors de la mise en œuvre de disques durs du nouveau format de cet état, il convient d'éviter tout principalement comme recommandé ci-dessous.

Enregistrement de petites données

Dans les applications modernes, des données, telles que des documents, des images et des vidéos en streaming, ont beaucoup plus de 512 octets. Par conséquent, le disque dur peut facilement stocker des demandes pour l'enregistrement de ces blocs dans la mémoire cache jusqu'à ce qu'un nombre suffisant de blocs de 512 octets est accumulé pour écrire un secteur de 4 Ko. Si la structure logique des partitions de disque correspond à sa structure physique, le disque dur peut facilement correspondre au secteur de la taille de la taille 512 octets de la taille 4 KB sans préjudice de la performance. Cependant, il existe des processus de faible niveau qui peuvent forcer un disque dur à fonctionner avec des blocs «nains», quelle que soit la conformité de la structure logique et physique. Cela se produit dans de rares cas lorsque l'ordinateur envoie certaines requêtes sur le disque dur, dont la taille est inférieure à 4 Ko. En règle générale, ces demandes envoient le système d'exploitation lorsqu'ils travaillent avec système de fichiers, journalisation et effectuer d'autres tâches similaires de bas niveau. En général, ces demandes se produisent rarement et n'ont pas d'impact significatif sur la productivité. Toutefois, des concepteurs sont recommandés pour réviser de tels processus pour obtenir des performances optimales après la transition à 4 secteurs de KB.

Préparation et organisation de la transition vers des secteurs de 4 Ko

Maintenant que les avantages de la transition vers les secteurs de 4 KB, ainsi que l'impact possible d'une telle transition vers la performance, sont temps pour déterminer meilleur moyen Organisation de la transition. Il est plus correct de discuter de ce sujet dans le contexte des deux systèmes d'exploitation modernes les plus populaires: Windows et Linux.

Organisation de la transition vers des secteurs de 4 Ko sous Windows

La question la plus importante pour organiser la transition vers les secteurs de 4 Ko est la question de la conformité de la structure physique et logique déjà considérée ci-dessus. Les nouveaux disques de format fonctionnent bien dans l'état "Alignement 0", dans lequel les points initiaux physiques et logiques coïncident. Le statut d'alignement se produit au moment où les sections du disque dur sont créées. Les sections sont créées logicielqui peut être divisé en deux catégories:

1. Version Windows de Windows.
2. Des moyens spéciaux de fractionnement du disque dur aux sections.

Lorsque les sections sont créées par Windows, vous devez prendre en compte trois versions de ce système d'exploitation: Windows XP, Windows Vista et Windows 7. Microsoft. Il a participé à la discussion et à la planification de la transition vers une taille de secteur plus importante. En conséquence, commençant par Windows Vista avec Service Pack 1 Package 1 Dans ses produits, il existe un soutien pour les secteurs de 4 Ko. Produits logicielsCréation de sections avec "Alignement 0" (sections qui fonctionnent bien avec un nouveau format) sont appelées produits avec support pour les secteurs de 4 Ko. Le tableau 2 reflète la situation des générations de courant de Microsoft Windows OS.

Version du système d'exploitation	Secteurs de soutien 4 Ko	résultats
Windows XP.	Pas	La section principale est créée dans l'état "Alignement 1" (sans alignement)
Windows Vista - Sans Service Pack Service Pack 1	Pas	Les grands secteurs sont pris en charge, mais les sections sont fabriquées de manière incorrecte (sans alignement)
Windows Vista - Service Pack Service Pack 1 ou ultérieure	Oui
Windows 7.	Oui	Les sections sont créées dans l'état "Alignement 0" (avec alignement)
Windows 10.	Oui	Les sections sont créées dans l'état "Alignement 0" (avec alignement)

Évidemment, de nouveaux ordinateurs avec versions récentes Windows est mieux préparé pour l'utilisation de disques durs du nouveau format. Toutefois, sur des ordinateurs avec Windows XP ou Windows Vista sans Service Pack 1, il existe un risque important de réduire les performances lors de l'utilisation de partitions créées par le système d'exploitation.

Outre le risque de divergence entre la structure logique et physique du disque lors de l'utilisation d'anciennes versions de Windows, plusieurs fonds sont activement utilisés par des collecteurs système, des fabricants d'ordinateurs, des revendeurs et des gestionnaires informatiques. L'utilisation de ces fonds peut également entraîner l'incohérence entre la structure logique et physique du disque. En fait, vous pouvez trouver plus souvent des partitions créées à l'aide de ces outils que d'utiliser Windows. Par conséquent, le risque de création de sections dans lesquels la structure logique ne correspond pas à la physique, ce qui entraîne une perte de performance lors de l'utilisation des disques avec une taille de secteur de 4 Ko. Un problème encore plus grand est compliqué par le fait qu'aujourd'hui, les disques durs fournis avec des ordinateurs contiennent généralement plusieurs partitions. Cela signifie que chacune des sections d'un tel disque doit être créée à l'aide d'un programme de support sectoriel de 4 Ko pour assurer la conformité entre la structure logique et physique, ce qui signifie que les performances élevées. En figue. 10 montre les résultats possibles de la création de plusieurs partitions sur le disque dur à l'aide d'un programme qui ne prend pas en charge les secteurs de 4 Ko.

Figure. 10. Plusieurs conditions de partitions et d'alignement

Sections avec incohérence entre la structure logique et physique

Il existe trois façons d'éviter les incohérences entre la structure de disque logique et physique ou corriger cette incompatibilité pour éviter la perte de performance.

1. Utilisez la nouvelle version de Windows ou achetez un outil de partitionnement avec 4 KB secteurs.
2. Alignez les partitions du disque dur en utilisant un spécial.
3. S'appuyer sur le fournisseur de disque dur en termes de performance, quel que soit l'état de la structure du disque.

Utilisant version Windows Avec le soutien des secteurs de 4 KB secteurs - il s'agit du moyen le plus simple et le plus court pour assurer la conformité entre la structure logique et physique du disque. Les fournisseurs d'autres outils de partitionnement peuvent vous informer s'il existe des versions de leurs moyens avec le soutien de secteurs de 4 Ko. S'il y a de telles versions, allez-y pour empêcher la survenue de problèmes.

Certains fabricants de disque dur proposent des outils spéciaux qui vous permettent de vérifier la structure des partitions sur le disque dur et de modifier l'alignement de la partition si nécessaire. Pour ce faire, vous devez passer du temps supplémentaire et effectuer des étapes supplémentaires lors de l'assemblage ou de la mise à jour de l'ordinateur.

Enfin, les fabricants de disques durs développeront des moyens plus avancés de travailler avec des sections dans lesquelles il y a une divergence entre la structure logique et physique. Ces voies aideront à éviter les pertes de productivité.

Au fur et à mesure que la popularité augmente le format élargi, les trois méthodes sont utilisées et chacune d'entre elles aide les consommateurs à atteindre l'effet le plus utile et à éviter les pertes de productivité.

Organisation de la transition vers des secteurs de 4 Ko à Linux OS

La stratégie principale de transition vers des secteurs de 4 Ko dans Windows est applicable dans Linux OS. La plupart des utilisateurs de Linux ont accès à codes source Le système d'exploitation, qui leur donne la possibilité d'ajuster son comportement à leurs besoins. Cela permet de mettre à jour le système d'exploitation Linux à l'avance pour bon travail avec des disques durs d'un nouveau format.

Si vous apportez les modifications nécessaires à Linux, vous pouvez empêcher la plupart des problèmes liés à l'alignement de la partition conformément au nouveau format de disque et à l'émergence de demandes d'enregistrement «nain» que le système d'exploitation crée.

Dans le noyau et dans des fonds supplémentaires Linux sont apportés aux modifications nécessaires pour soutenir les disques du nouveau format. Ces changements fournissent un alignement précis de toutes les sections sur les disques du nouveau format sur les frontières des secteurs de 4 Ko. La prise en charge des nouveaux disques de format du noyau OS est implémentée à partir de la version 2.6.31. La prise en charge des partitions vers les sections et la mise en forme des disques du nouveau format est implémentée dans les moyens supplémentaires suivants de Linux.

Fdisk: gnu fdisk est un outil ligne de commande Scinder des disques durs aux sections. À partir de la version 1.2.3, les disques d'un nouveau format sont pris en charge.

Séparé: gnu séparé est graphique Scinder des disques durs aux sections. À partir de la version 2.1, de nouveaux disques de format sont pris en charge.

Conclusion

L'industrie informatique refuse inévitablement la taille traditionnelle des secteurs de 512 octets. Les fabricants de disque dur ont convenu de mettre en place un format étendu au plus tard à janvier 2011 pour les nouveaux modèles de disque dur pour les ordinateurs portables et des ordinateurs de bureau.

Les développeurs de disque dur continuent d'augmenter la densité d'enregistrement de données et d'améliorer la fiabilité de la correction d'erreur. Les consommateurs reçoivent des avantages comme des disques durs, comme auparavant, ont la plus grande capacité et une meilleure valeur spécifique, ainsi que la fiabilité traditionnellement attendue de leur part.

La promesse de transition sans douleur était la formation des utilisateurs de systèmes de stockage afin de pouvoir éviter les "pièges". La condition la plus importante pour la transition réussie vers des secteurs de 4 Ko est la distribution de disques durs pour scinder les disques durs dans des secteurs qui soutiennent les secteurs de 4 Ko. Tous les assembleurs système, fabricants d'ordinateurs, intégrateurs, et même utilisateurs finaux collectant des ordinateurs ou les configurent, il est recommandé de prendre les mesures suivantes.

• Créer des sections de disque dur avec utilisation de Windows Vista (avec Service Pack 1 ou New Service Pack 2 ou Windows 7.
• Lorsque vous utilisez des logiciels et des outils tiers pour créer des partitions sur un disque dur, assurez-vous que le fabricant de ces fonds, que la version utilisée prend en charge le secteur de 4 Ko.
• Si un client crée et utilise régulièrement des images de disque dur, assurez-vous que le logiciel que vous avez utilisé prend en charge 4 secteurs KB.
• Lorsque vous utilisez Linux pour vous assurer que le fournisseur versions Linux ou dans une organisation d'entretien que les modifications nécessaires sont apportées pour soutenir les secteurs de 4 Ko.
• Contactez votre fournisseur de disques durs pour des recommandations et des conseils sur l'utilisation de disques durs du nouveau format.

En collaboration avec nos collègues et nos clients de l'industrie, nous pouvons fournir une transition indolore et efficace vers un nouveau format de disques durs avec une taille sectorielle de 4 Ko et profiter des avantages potentiels pour l'ensemble des systèmes de stockage du secteur.

Notes de bas de page

1 format sectoriel ne s'applique qu'aux secteurs de données et ne considère pas espace supplémentairedonnées à base de cas et autre espace disque inefficil utilisé.

2 Pas dans chaque mise en œuvre de secteurs de 4 Ko de taille pendant la transition des secteurs 512 octets, la zone de correction d'erreur augmente exactement deux fois.

: "Il me semble que tout utilisateur sera toujours suffisant mémoire vive En 640 ... "- et aujourd'hui nous et 4 ne semblent pas beaucoup! ..

Nous avons encore assez de 500-Winchester assez assez pour nous - et aujourd'hui nous achetons 3- - et il ne nous semble pas beaucoup (aucune sagesse ne nous dit que la mémoire est et le disque, et le fonctionnement - jamais beaucoup!. .).

La demande pour toutes sortes de médias numériques augmente régulièrement, en même temps, ils ont besoin d'eux pour tout accueillir plus d'information. Et par conséquent, les fabricants doivent se briser la tête sur la manière d'augmenter (et de continuer à élever!) Capacité des transporteurs.

Il y a 3 façons principales d'augmenter la capacité de transporteur:

- améliorer la densité d'enregistrement longitudinale;

- augmenter la densité des pistes (nombre de pistes par pouce);

- augmenter le nombre de surfaces utilisées (augmenter la zone des plaques et / ou leur quantité).

Les meilleurs résultats fournissent une augmentation de la densité d'enregistrement de données. L'avantage d'une augmentation de la densité d'enregistrement est qu'elle est utilisée sur chaque piste de chaque côté du support.

En 2009, la société Technologies numériques occidentales. - l'un des pionniers et des dirigeants de l'industrie de stockage disques magnétiques - Technologie introduite Format avancé..

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Quoi Format avancé.

Architecture classique Drives

Chaque piste de Winchestera est une séquence de séquence (le secteur est une unité de stockage minimale sur un support).

Actuellement, les données stockées sur le support sont situées dans les secteurs de 512 octets (il est nécessaire de distinguer les secteurs physiques et logiques). Entre SECTEURS Il existe des lacunes - des secteurs de séparation des zones intermédiaires vides et ne contiennent pas de données. Chaque secteur commence par le champ Synchronisation / barrage. (entrée d'introduction). De plus, chaque secteur a un champ CEC. (Erreur de correction du code.) contenant des informations pour corriger les erreurs:

Western Digital. Augmentation de la taille du secteur 8 fois - de 512 à 4096 octets. Dans ce cas, 1 écart intersectoriel est utilisé à la place de 8. Ainsi, il est possible d'augmenter le conteneur du support de 7 à 11%. En outre, l'utilisation de l'augmentation CEC. augmente l'efficacité de la correction d'erreur de 50%, ce qui garantit plus haut niveau Intégrité des données:

Avantages Format avancé.:

- une augmentation de la capacité du transporteur;

- augmenter la densité d'enregistrement;

- un niveau plus élevé d'intégrité des données;

- augmenter la vitesse des données de recherche et de lecture;

- réduire le nombre d'erreurs lors de la lecture;

- augmenter la performance du lecteur;

- réduction de l'usure de parties mécaniques du support;

- augmentation de la vie de service;

– …

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Utilisation pratique Format avancé.

Interfaces de lecteurs de disque permettant d'utiliser une augmentation des secteurs ( Secteur de données long, Lds.), ont été développés depuis longtemps. Cependant, la taille du secteur en 512 octets était la norme pendant plus de 30 ans. Par conséquent, de nombreux composants systèmes informatiques (par exemple, , DVR, PSP., téléphones portables) Il est incapable de travailler avec d'autres secteurs sauf 512 octets. Pour assurer la compatibilité avec ces dispositifs dans des produits avec la technologie Format avancé. L'émulation des secteurs de 512 octets est utilisée, c'est-à-dire que ces appareils "voir" des disques Afds.En tant que disques avec les secteurs standard, et le lecteur lui-même convertira 8 secteurs logiques dans 1 physique et travaillant avec elle au niveau du matériel:

En disques avec la technologie Format avancé. Des plaques appropriées sont utilisées, elles sont divisées en secteurs physiques de 4096 octets, composé de 8 secteurs logiques de 512 octets:

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Comment utiliser des disques Format avancé.

La technologie Format avancé. Conçu pour fonctionner avec la plupart des systèmes d'exploitation modernes, tels que , + , Mac OS.. Ceux-ci appuient Format avancé. au niveau du programme.

Pour ceux qui utilisent :

- Si le disque dur contient une section ( partition unique), vous devez définir un cavalier sur les contacts 7 et 8 ( cavaliers. 7 – 8):