Advanced Format

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эффективность разных форматов разметки секторов жёстких дисков: сверху — разметка с традиционными 512-байтными секторами требует большего количества служебных меток и ECC-данных, снизу — Advanced Format, технология 4K (секторы размером 4 кибибайта) позволяет уменьшить место, требуемое для служебных меток; ECC-данные могут храниться в конце сектора или распределённо — «distributed ECC».

Advanced Format (расширенный формат) — формат разметки области хранения данных на жёстких дисках нового поколения, выполненных по технологии 4K (использование физических секторов размером 4 кибибайт вместо традиционных 512 байт), разработанный IDEMA Long Data Sector Committee.

Данная разметка требует выравнивания дисковых разделов по смещениям, кратным 4-КиБ блоку, это реализовано в большинстве операционных систем, выпущенных после 2010 года и в формате таблицы разделов GPT.

Описание[править | править код]

Переход на новый формат позволил производителю шире использовать в производстве жёстких дисков нанотехнологии (уменьшение ширины дорожки до 70-80 нм), снизить себестоимость производства и, как следствие, цену конечного продукта для потребителя, значительно повысить полезный объём области хранения данных диска, улучшить его функциональные качества (снизить время чтения/записи и доступа, понизить шумность, нагрев, износ механики диска).

Использование разбивки жёстких дисков на 512-байтные секторы — наследие первых поколений жёстких дисков, которое в современных условиях практически себя изжило. В современных компьютерах кластеры, равные одному-двум секторам (512—1024 байт), используются крайне редко (например, для файловой системы NTFS в Microsoft Windows XP рекомендуемый размер кластера, то есть размер по умолчанию, равен 4 КиБ[1], поэтому в столь малых физических секторах уже давно нет практической необходимости, в то время как они были существенным сдерживающим фактором для производителя, препятствующим внедрению прогрессивных технологий уплотнения записи.

В прежнем формате для кода коррекции ошибок (ECC) использовалось поле длиной 50 байт, что обеспечивало эффективность форматирования (отношение доступного пользователю объёма накопителя к его фактическому объёму) 87 %. В Advanced Format длина поля коррекции ошибок составляет 100 байтов (на 4096 байтов данных). В результате эффективность форматирования удалось повысить до 96 %, а объём доступного пользователю дискового пространства увеличивается на 7-11 %[2].

Совместимость[править | править код]

Для совместимости с существующими операционными системами (Windows XP и ниже) первые модификации дисков с Advanced Format (AF) использовали 512-байтные секторы для взаимодействия по шинам данных (SATA, SAS). Использование физических секторов размером 4 кибибайта декларируется в данных идентификации диска[3], откуда эту информацию могут получать драйверы. IDEMA предполагала[4] переход на использование 4-кибибайтных блоков на шинах данных, но на февраль 2012 нет массового производства таких дисков.

Advanced Format поддерживается Windows Vista и более поздними версиями Windows, а также современными дистрибутивами Linux с ядром Linux версии от 2.6.31, особенно полно с версии 2.6.34,[5][6] и Mac OS X. Поддержка Advanced Format заключается в оптимизации доступа 4-кибибайтными блоками на правильных границах и разбиении диска на границах не менее 4 КиБ (Vista, современный Linux — не менее 1 МиБ[7]).

Выравнивание разделов в устаревших ОС[править | править код]

При использовании накопителя с технологией Advanced Format в операционной системе Windows XP и более ранних происходит резкое снижение быстродействия (скорости чтения и записи составляют несколько мебибайт в секунду)[8] по причине несоответствия (сдвига) программных кластеров и физических секторов на диске, в результате которого один кластер перекрывает два сектора, что приводит к удвоению числа операций чтений/записи и, в итоге, не только к замедлению работы, но и к повышенному износу жёсткого диска. Это вызвано тем, что первый раздел диска по умолчанию начинается с сектора 63, то есть не кратного 8[9]. Для решения этой проблемы компания Western Digital выпустила специальную утилиту «WD Align System Utility»[10][11], которая сдвигает содержимое диска на 1 сектор. Альтернативно, технология Seagate SmartAlign, встроенная в диски Seagate, позволяет использовать Advanced Format без применения специального программного обеспечения[12]. Western Digital также позволяет изменять физическое смещение блоков переключателем на диске, однако в некоторых реализациях это имеет проблемы с коррекцией количества доступных блоков[3].

Существуют также специальные утилиты сторонних производителей, например, Paragon Alignment Tool, которые позволяют выравнивать разделы дисков и повышать их производительность.

Эмуляция 512-байтного сектора устройства
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Физический сектор 1 Физический сектор 2

Примечания[править | править код]

  1. Размеры кластеров NTFS для крупных томов. Дата обращения: 19 февраля 2012. Архивировано 5 июня 2012 года.
  2. WD переходит на новый формат, увеличивающий ёмкость HDD на 7-11% (недоступная ссылка). Дата обращения: 3 сентября 2017. Архивировано 1 октября 2013 года.
  3. 1 2 диски с 4K блоками (недоступная ссылка). Архивировано 17 июня 2012 года.
  4. The Advent of Advanced Format (недоступная ссылка). Архивировано 17 июня 2012 года.
  5. How to install a WD Advanced Format Drive on a non-Windows Operating System (англ.) (недоступная ссылка). Western Digital. Архивировано 22 декабря 2014 года.
  6. Переход к жестким дискам с секторами размером 4 КБ (Advanced Format). Seagate. Дата обращения: 22 октября 2019. Архивировано 31 января 2022 года.
  7. fdisk update. Дата обращения: 19 февраля 2012. Архивировано 31 января 2022 года.
  8. Windows XP will Have Issues with Advanced Format HDD’s Архивная копия от 31 января 2022 на Wayback Machine  (англ.)
  9. HDD Advanced Format - Конференция iXBT.com. Дата обращения: 19 февраля 2012. Архивировано 31 января 2022 года.
  10. Windows 32 bit OS: WD Align System Utility - Powered by Paragon (недоступная ссылка) : [арх. 24.07.2010] // support.wdc.com.
  11. Windows 64 bit OS: WD Align System Utility - Powered by Paragon (недоступная ссылка) : [арх. 17.07.2010] // support.wdc.com.
  12. http://www.seagate.com/docs/pdf/ru-RU/whitepaper/mb6101_smartalign_technology_faq.pdf Архивная копия от 31 января 2022 на Wayback Machine Технология SmartAlign Вопросы и ответы

Ссылки[править | править код]