Advanced Format

Advanced Format (розширений формат) — формат розмітки області зберігання даних на жорстких дисках нового покоління, виконаних за технологією 4K (використання фізичних секторів розміром 4 кібібайт замість традиційних 512 байт), розроблений IDEMA Long Data Sector Committee.

Ефективність різних форматів розмітки секторів жорстких дисків: зверху-розмітка з традиційними 512-байтними секторами вимагає більшої кількості службових міток і ECC-даних, знизу-Advanced Format, технологія 4k (сектори розміром 4 кібібайта) дозволяє зменшити місце, необхідне для службових міток; ECC-дані можуть зберігатися в кінці сектора або розподілено — «distributed ECC».

Дана розмітка вимагає вирівнювання дискових розділів по зсувам, кратним 4-КіБ блоку, це реалізовано в більшості операційних систем, випущених після 2010 року і в форматі таблиці розділів GPT.

Опис

Перехід на новий формат дозволив виробнику ширше використовувати у виробництві жорстких дисків нанотехнології (зменшення ширини доріжки до 70-80 нм), знизити собівартість виробництва і, як наслідок, ціну кінцевого продукту для споживача, значно підвищити корисний обсяг області зберігання даних диска, поліпшити його функціональні якості (знизити час читання/запису і доступу, знизити гучність, нагрівання, знос механіки диска).

Використання розбивки жорстких дисків на 512-байтні сектори - спадщина перших поколінь жорстких дисків, яке в сучасних умовах практично себе зжило. У сучасних комп'ютерах кластери, рівні одному-двом секторам (512-1024 байт), використовуються вкрай рідко (наприклад, для файлової системи NTFS у Microsoft Windows XP рекомендований розмір кластера, тобто розмір за замовчуванням, дорівнює 4 КіБ[1], тому в таких малих фізичних секторах вже давно немає практичної необхідності, в той час як вони були істотним стримуючим фактором для виробника, що перешкоджає впровадженню прогресивних технологій ущільнення запису.

У колишньому форматі для коду корекції помилок (ECC) використовувалося поле довжиною 50 байт, що забезпечувало ефективність форматування (відношення доступного користувачеві обсягу накопичувача до його фактичного обсягу) 87 %. У Advanced Format довжина поля корекції помилок становить 100 байтів (на 4096 байтів даних). В результаті ефективність форматування вдалося підвищити до 96 %, а обсяг доступного користувачеві дискового простору збільшується на 7-11 %[2].

Сумісність

Для сумісності з існуючими операційними системами (Windows XP і нижче) перші модифікації дисків з Advanced Format (AF) використовували 512-байтні сектори для взаємодії по шинах даних (SATA, SAS). Використання фізичних секторів розміром 4 кібібайти декларується в даних ідентифікації диска[3], звідки цю інформацію можуть отримувати драйвери. IDEMA передбачала[4] перехід на використання 4-кібібайтних блоків на шинах даних, але станом на лютий 2012 року немає масового виробництва таких дисків.

Advanced Format підтримується Windows Vista і пізнішими версіями Windows, а також сучасними дистрибутивами Linux з ядром версії від 2.6.31, особливо повно з версії 2.6.34,[5][6] і Mac OS X. Підтримка Advanced Format полягає в оптимізації доступу 4-кібібайтними блоками на правильних кордонах і розбитті диска на кордонах не менше 4 КіБ (Windows Vista, сучасний Linux — не менше 1 МіБ[7]).

Вирівнювання розділів в застарілих ОС

При використанні накопичувача з технологією Advanced Format в операційній системі Windows XP і більш ранніх відбувається різке зниження швидкодії (швидкості читання і запису складають кілька мебібайт в секунду)[8] внаслідок невідповідності (зсуву) програмних кластерів і фізичних секторів на диску, в результаті якого один кластер перекриває два сектори, що призводить до подвоєння числа операцій читань/запису і, в підсумку, не тільки до уповільнення роботи, але і до підвищеного зносу жорсткого диска. Це викликано тим, що перший розділ диска за промовчанням починається з сектора 63, тобто не кратного 8[9]. Для вирішення цієї проблеми компанія Western Digital випустила спеціальну утиліту "WD Align System Utility»[10][11], яка зсуває вміст диска на 1 сектор. Альтернативно, технологія Seagate SmartAlign, вбудована в диски Seagate, дозволяє використовувати Advanced Format без застосування спеціального програмного забезпечення[12]. Western Digital також дозволяє змінювати фізичне зміщення блоків перемикачем на диску, проте в деяких реалізаціях це має проблеми з корекцією кількості доступних блоків[3].

Існують також спеціальні утиліти сторонніх виробників, наприклад, Paragon Alignment Tool, які дозволяють вирівнювати розділи дисків і підвищувати їх продуктивність.

Емуляція 512-байтного сектора пристрою
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Фізичний сектор 1 Фізичний сектор 2

Примітки
  1. Размеры кластеров NTFS для крупных томов.
  2. WD переходит на новый формат, увеличивающий ёмкость HDD на 7-11%. Архів оригіналу за 1 жовтня 2013. Процитовано 3 вересня 2017.
  3. диски с 4K блоками. Архів оригіналу за 17 червня 2012.
  4. The Advent of Advanced Format. Архів оригіналу за 17 червня 2012.
  5. How to install a WD Advanced Format Drive on a non-Windows Operating System (англ.). Western Digital. Архів оригіналу за 22 грудня 2014.
  6. Переход к жестким дискам с секторами размером 4 КБ (Advanced Format). Seagate. Процитовано 22 жовтня 2019.
  7. fdisk update.
  8. Windows XP will Have Issues with Advanced Format HDD’s (англ.)
  9. HDD Advanced Format - Конференция iXBT.com.
  10. Windows 32 bit OS: WD Align System Utility - Powered by Paragon : [арх. 24.07.2010] // support.wdc.com.
  11. Windows 64 bit OS: WD Align System Utility - Powered by Paragon : [арх. 17.07.2010] // support.wdc.com.
  12. http://www.seagate.com/docs/pdf/ru-RU/whitepaper/mb6101_smartalign_technology_faq.pdf Технология SmartAlign Вопросы и ответы

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.