Що таке advanced format в жорсткому диску. Розширений формат

Традиційний шлях розвитку жорстких дисків грунтується на поступовому збільшенні щільності запису на магнітні пластини, однак він пов'язаний з великими витратами часу, зусиль і коштів. Тому розробникам доводиться звертатися до нових технологій, і одна з них - Long Physical Sector, представлена ​​нещодавно Western Digital під назвою Advanced Format.

Восьма ревізія стандарту ATA / ATAPI передбачає введення двох нових параметрів, що раніше не застосовувалися для жорстких дисків: Long Physical Sector (LPS, довгий фізичний сектор) і Long Logical Sector (LLS, довгий логічний сектор). Перший має на увазі, що на етапі літографії, коли на магнітній пластині створюються сектори для подальшого запису даних, вона буде размічатися по-новому: замість традиційних секторів по 512 байт будуть застосовуватися більш ємкі, по 1, 2 або 4 КБ. LLS ж було введено для того, щоб розмежувати поняття фізичного і логічного сектора, до якого звертається ОС при файлових операціях (також відомого як LBA). У традиційних HDD з секторами по 512 байт ці поняття фактично ідентичні, тому раніше потреби в поділі LPS і LLS просто не було. Тепер же виникає цілий ряд нюансів, які виробникам жорстких дисків доведеться вирішувати.

Для початку поговоримо про те, що дає перехід на використання довгих фізичних секторів. Кожна клітинка на магнітній пластині забезпечується службової зоною Sync / DAM, що служить для позиціонування головок читання / запису, і зоною ECC, що зберігає коди корекції помилок на випадок помилки читання. Крім того, між усіма осередками є невеликий простір, яке мінімізує взаємний вплив магнітних полів в них і деградацію заряду. Обсяг зони ECC в сучасних HDD і ефективність алгоритмів відновлення даних при помилку - один з ключових чинників, що впливають на надійність зберігання і швидкість роботи з вмістом. Чим більшою щільності запису домагаються розробники, тим гірше стає співвідношення сигнал / шум, і отже, виникає більше помилок читання. Якщо контролеру не вдасться виправити їх за допомогою ECC, доведеться повторно зчитувати осередок, що означає як мінімум один додатковий оборот пластин. На сьогоднішній день типовим обсягом зони ECC вважаються 40 байт на кожен 512-байтовий сектор. В майбутньому при подальшому збільшенні ємності пластин розробникам доведеться піти на подвоєння цього показника, щоб підвищити шанси успішного відновлення.

Традиційні пластини з секторами по 512 байт

Перехід на використання довгих секторів дозволяє, по-перше, зменшити число зон Sync / DAM і міжсекторальних проміжків в стільки ж разів, у скільки вони довше звичайних 512-байтових, однак насправді це верхівка айсберга. Специфіка алгоритмів відновлення даних за кодами ECC така, що чим більший обсяг був лічений, тим вони ефективніше, і отже, потрібно менше місця для кодів. На практиці це означає, що якщо для одного 512-байтового сектора необхідно 40 байт ECC, то для 4 КБ досить вже 100 байт. Нескладно порахувати, що при цьому економиться 220 байт. У сумі з іншими службовими зонами, за даними WD, вже на сучасних HDD ефективність використання дискового простору збільшується на 7-11%, а в порівнянні з майбутніми дисками з 80-байтовими зонами ECC - і на всі 22%. В першу чергу це грає на руку споживачеві - на базі одних і тих же пластин і головок (що становить левову частку витрат на розробку HDD) вендори зможуть запропонувати на 10-20% більш ємкі накопичувачі. Зрештою, використання фізичних секторів по 512 байт на сьогоднішній день фактично немає сенсу: жодна з сучасних файлових систем не використовує кластерів такого розміру, стандартним параметром NTFS при форматуванні розділу є якраз 4 КБ, і запис і зчитування даних здійснюється саме такими порціями.

Нові пластини з довгими секторами по 4 КБ

Є у LPS / LLS і менш явні переваги: ​​усувається ліміт на ємність розділу більше 2 TiB, існуючий при 32-бітної адресації і 512-байтових секторах; велика ефективність алгоритмів корекції помилок означає, що швидкодія при читанні виросте; меншу кількість фізичних секторів означає меншу ймовірність виникнення так званих bad-блоків; зменшене у вісім разів число логічних секторів означає радикальне зменшення розміру таблиць адресації і неминуче зростання ефективності роботи контролера при високому навантаженні (великому числі запитів на випадкове читання і запис). Правда, на сьогоднішній день про це мова не йде, про що - у другій частині опису технології.

WD Advanced Format: складне рішення під простою назвою

Western Digital Advanced Format - зовсім не просте маркетингова назва LPS / LLS. Справа в тому, що роботу з фізичними секторами по 4 КБ підтримують не всі ОС: в сімействі Windows вона з'явилася лише з Vista, Server 2008 і 7, а залишаються популярною XP і Server 2003 цієї підтримки позбавлені. У стані MacOS і Linux все кілька оптимістично: всі більш-менш актуальні версіїцих ОС нормально працюють з довгими секторами. Також стоїть питання забезпечення сумісності і на апаратному рівні: BIOS материнської плати, прошивка і драйвер контролера дисків також повинні підтримувати довгі осередки. Тому WD пішла на складний, проте необхідний на сьогоднішній день крок: в жорстких дисках компанії, що використовують Advanced Format, на рівні контролера реалізована емуляція звичайних 512-байтових секторів з фізичних 4-кілобайтовий.

Advanced Format - емуляція старого диска на нових пластинах

Накопичувач при ініціалізації повідомляє материнської плати, Що як і раніше використовуються короткі осередки, а при отриманні від файлової системи логічного адреси блоку (LBA) транслює його на адресу фізичної сектора. В результаті з'являється повна сумісність зі старими операційними системами, проте виникають і свої складності. По-перше, ця емуляція вимагає додаткової операції на шляху між запитом на читання / запис і здійсненням цієї операції і, відповідно, збільшує час виконання. По-друге, вона викликає додаткове навантаження на обчислювальний ядро ​​контролера диска і, таким чином, знижує ефективність роботи прошивки. По-третє, в будь-якому випадку тепер при читанні навіть 512 байт даних фізично диску доведеться рахувати 4 КБ і 3,5 КБ з них відкинути (дуже схоже на write amplification в SSD), а якщо потрібно вважати поспіль два логічних сектора, що належать різним фізичним - доведеться обробляти відразу 8 КБ. По-четверте, і це найважливіше, з'являється головна проблема цієї технології - величезне падіння продуктивності при використанні неправильно створених розділів.

Справа в тому, що старі операційні системи (до Vista) при створенні розділу починають розмітку з блоку №63 (LBA63), це «спадщина» ще DOS, нині нічим не обгрунтоване. Підкреслимо, що проблема ця виникає тільки при розмітці диска з-під Windows XP і більш ранніх ОС або клонування розділів за допомогою утиліт, які не підтримують 4-кілобайтовий сектори, в будь-який ОС. Windows Vistaі 7 розмічають перший розділ з 2048-го сектора, а наступні - з найближчого після закінчення першого розділу кратного восьми, тому вони відразу виходить вирівняними. Для HDD з секторами по 512 байт жодної проблеми також немає - кожна з осередків існує фізично і може бути адресована безпосередньо. Для 4-кілобайтовий осередків початок з непарного логічного сектора означає, що кластер операційної системи буде розміщений відразу на двох фізичних осередках, і продуктивність HDD дуже сильно знизиться.

Невирівняні кластер файлової системи на двох фізичних секторах

Наприклад, якщо диску потрібно поспіль вважати або записати n кластерів, насправді доведеться звертатися до n + 1 осередків, а якщо мова йде про операції з випадковим доступом і малим розміром блоків, можна сміливо говорити про подвоєння фактично зчитувальних і записуваних даних. У разі ж якщо два осередки знаходяться на різних доріжках, то до звичайного процесу «адресація-позиціонування-читання» додається ще поворот пластин, пошук другого сектора і позиціонування, що для HDD з частотою обертання 7200 об / хв додає мінімум 8,3 мс. Тому вкрай важливо, щоб створений на диску розділ був «вирівняний» з фізичними осередками, тобто його початок збігався з початком сектора на HDD.

Вирівнювання розділів - запорука швидкодії

Домогтися цього WD пропонує декількома способами. Перший - можна просто замкнути 7 і 8 контакти диска перемичкою. Тоді контролер при адресації стане додавати 1 до одержуваному від ОС LBA (відповідно, при зверненні в LBA63 HDD насправді звернеться в 64-й логічний сектор), весь масив адрес зрушиться і співпаде з фізичними осередками. Цей варіант працює тільки в разі створення єдиного розділу і тільки до розмітки диска, якщо встановити перемичку після неї - розділ перестане розпізнаватися, якщо створити другий розділ - він не буде вирівняний, оскільки між ним і першим знову буде проміжок в 63 логічних сектора.

Другий, більш універсальний варіант, передбачає використання утиліти WD Align, доступною безкоштовно з сайту виробника. Вона розроблена компанією Paragon Software, відомої своїм ПО для роботи з дисками, і дозволяє «на льоту» вирівняти розділи відповідно до фізичними секторами без втрати даних і необхідності їх куди-небудь копіювати. Підтримується робота як з завантажувального диска(При цьому операція пройде швидше), так і прямо з-під працюючої ОС (вирівнювання відбувається після перезавантаження, аналогічно клонування розділу). При цьому вже записані файли копіюються на нове місце (швидкість при цьому приблизно відповідає звичайному копіювання), а порожній простір просто швидко переразмечается з внесенням відповідних змін до MFT. Наприклад, порожній розділ ємністю 2 ТБ був вирівняний приблизно за 3 хвилини. При запуску утиліта перевіряє, чи дійсно використовується диск з Advanced Format і розділ не вирівняний, тому ризику випадкового вирівнювання нормального розділу немає.

тестування

Перейдемо від теорії до практики. На сьогоднішній день єдиними HDD, в яких застосовані сектори ємністю 4 КБ, є Western Digital Caviar Green з суфіксом EARS в назві моделі. Що характерно, це перші накопичувачі економічної серії, призначеної як дисків для високоємкий, тихих і холодних систем зберігання, в яких застосований буфер ємністю 64 МБ - необхідність оперувати 4-кілобайтовий блоками замість 512-байтових висуває підвищені вимоги до кешу.

Ми протестували топову модель цієї серії - WD Caviar Green WD20EARS ємністю 2 ТБ. Диск форматувався в Windows XP і Windows 7 (таким чином знімалися показання для вирівняного і не вирівняного розділів). Для порівняння використовувався HDD WD AV-GP WD20EVDS - аналог Caviar Green, що позиціонується як накопичувач для медіасерверів, записуючих пристроїв і т.п. Цей диск використовує пластини зі звичайними секторами і оснащений буфером ємністю 32 МБ. Обидва тестованих пристрої засновані на чотирьох пластинах ємністю 500 ГБ, однак безпосередньо їх порівнювати не можна: AV-GP оптимізовані під однопотокові лінійні операції, а у WD20EARS ще й удвічі більший кеш. Однак уявлення про те, який вплив на швидкодію надає емуляція в контролері і як позначається на ній невирівняні розділу, можна скласти. Для зняття показників лінійних швидкостей і часу відгуку, а також для емуляції робочої станції, файлового та веб-серверів використовувалася утиліта IOMeter в режимі дискового доступу (без розбивки на розділи), також через особливості роботи IOMeter з розділами для ілюстрації необхідності вирівнювання замість нього використовувався Intel NAS Performance Toolkit.

Як видно з діаграм, на лінійних операціях необхідність трансляції логічних адрес в фізичні на рівні контролера практично не позначається. WD20EARS демонструє непогану продуктивність, помітно випереджаючи свого побратима. Складно сказати, чим це зумовлено це перевага: більш ємним буфером, більшою підсумкової щільністю запису через відсутність більшості сервісних зон, або просто особливостями прошивки. Не дивно, що WD вирішила «обкатати» Long Physical Sector саме на серії Caviar Green - ці HDD призначені в першу чергу для домашніх високоємкий сховищ, де в основному на них записуються великі мультимедійні файли. В такому випадку характер звернень до них буде саме лінійним (якщо не брати до уваги файлообмінних систем), і проблем з-за емуляції виникати не буде, оскільки в значній мірі вони будуть нівелюватися ефективністю кешування.

У той же час, судячи з показниками часу доступу на читання і запис, емуляція 512-байтових секторів при адресації позначається дуже сильно: якщо для читання показники ще терпимі (20,5 мс у WD20EARS проти 17,4 мс у WD20EVDS), то при записи цього диску не допомагає навіть кешування - майже 33 мс ставлять хрест на можливості використання цього HDD в якості системного.

Найбільш жахливі показники продуктивності при роботі з дрібними файлами: аж до розміру блоку 16 КБ WD20EARS записує їх зі швидкістю до 5,5 МБ / с (4 КБ, яким дорівнює один кластер файлової системи, пишуться в середньому при 1,4 МБ / с, а горезвісні 512 байт - взагалі на сміховинних 50 байтах в секунду). Причина цього проста: чим менше файли і чим їх більше, тим важче навантаження на контролер, якому доводиться виконувати набагато більше операцій для знаходження реального місця призначення відправлених йому на збереження даних. Лише починаючи з 32 КБ ефективність емуляції різко зростає - аж до 92,6 МБ / с.

Діаграми Intel NAS Performance Toolkit натякають, що WD варто не просто наклеювати на упаковку своїх нових HDD скромну інструкцію про те, як потрібно їх розмічати під різними ОС, а не завадило б це робити великими червоними літерами. Швидкість запису на невирівняні розділ в порівнянні з правильно розмічених HDD відрізняється майже в 4 рази! Під важкою навантаженням ефективність падає в 5 разів, при одночасній роботі двох потоків з лінійним доступом - в півтора-два рази. Лише при лінійному читанні в один потік різниці майже немає - диску все одно, як співвідносяться кластери з секторами, оскільки він все одно проходить по ним послідовно.

підсумки

Однозначні висновки за підсумками цього тестування робити складно. З одного боку, перехід на використання секторів ємністю 4 КБ - виправдана і давно назріла міра, до якої найближчим часом почнуть звертатися і інші виробники жорсткихдисків. Переваг у цього підходу багато, а недолік всього один - несумісність з ОС минулих поколінь. Боротися з ним можна активно, як це робить WD допомогою емуляції в підтримують Advanced Format дисках, а можна пасивно - вичікуючи, коли інсталяційна база ПК з апаратними обмеженнями на використання 4-кілобайтовий осередків в HDD і під управлінням Windows XP стане досить малої, щоб нею можна було знехтувати. Найімовірніше, цей момент настане ближче до 2014 р, коли Microsoft остаточно припинить підтримку Windows XP. Однак це не означає, що до тих пір ми зможемо спостерігати нову технологію тільки у вигляді Advanced Format, цілком ймовірно, що накопичувачі вищого класу для продуктивних ПК будуть випущені з відключеною емуляцією і позиціонуванням на сучасні ПК, що працюють під управлінням сучасних ОС.

Що стосується конкретних HDD Western Digital Caviar Green серії EARS, то, розглядаючи їх як варіант покупки, потрібно бути обережним: вони підійдуть тільки як сховище, якщо ж планується мало-мальськи серйозна нелінійна навантаження - варто звернути увагу на традиційні моделі з суфіксом EADS . В даному ж випадку перед нами скоріше «польове випробування», і WD в чомусь навіть заслуговує похвали за те, що в компанії ризикнули самостійно почати підготовку ринку до майбутнього переходу на використання довгих секторів.

Сталося так, що мені терміново знадобився терабайтний HDD зі швидкістю обертання шпинделя 5400 (для чого - це окрема сумна пісня ..). А в магазині був тільки один підходящий - WesternDigitalсерії GreenPower WD10EARS з технологією Advancedformat.
Якщо не брати до уваги злегка лякає Advanced format, нормальний диск: SATA-300, 64 МБ кешу, тихий .. Ось такий:

Нотатки на полях:Технологія паркування головок гарантує, що записуюча голівка ні за яких обставин не буде стикатися з поверхнею диска.

Так як власники зелених "вестернів" вже стикалися з проблемою надзвичайної повільності Green-ів, я не поспішив ставити диск в систему, а поліз в мережу ... читати ...

Все, що написано буде нижче, придумав не я. Але автора вказати не можу.
По-перше: їх не один.
По-друге: приблизно один і той же копіюється з сайту на сайт, зі статті в статтю, і хто у кого поцупив цитату мені невідомо.
І по-третє: я трошки теж доклав руку.
У будь-якому випадку: спасибі авторам.

Теоретично і коротко Advanced format це:
Пластини на володарів цієї технології розбиті на сектори не по 512 байт, а по 4 КБ, тобто, якщо перш четирехкілобайтний файл зберігався на восьми секторах, тепер для цього потрібен лише один. Відповідно, у вісім разів ставати менше різних службових блоків (Sync / DAM, ECC), міжсекторальних проміжків і секторів, лише частково заповнених інформацією.

Що це дає?
Менша кількість простоїв, менша ймовірність появи помилок, велика ймовірність відновлення помилково лічених даних, збільшення щільності запису, бла-бла-бла ..

Що в цьому поганого?
Windows 2000 / XP не вмієпрацювати з такими дисками зовсім.
Windows Vista і Windows 7 - вміють. Але не зовсім:

Але програмне забезпечення, починаючи з BIOS, створювалося і створюється в переважній більшості з розрахунку на те, що сектор має розмір 512 байт.
І Western Digital зробила такий фінт: фізично, на поверхні пластин, створюються 4-кБ сектора, а ось логічно диск рапортує про те, що він працює з секторами по 512 байт. Тобто, кожен фізичний сектор містить у собі вісім логічних. Така собі ось емуляція ..

І тут я приведу повністю Цитата:

"... Справа в тому, що до цих пір більш ніж популярна Windows XP (а також всі її попередники) використовує дуже цікаву схему форматування жорсткогодиска.

При створенні розділу на диску перші 63 сектора (з нульового по 62) резервуються, а сам розділ починається з 63-ї сектора. Цей самий 63-й сектор в разі використання фізичних 4-кБ секторів доводиться рівно на восьмий логічний сектор в восьмому фізичному секторі. А далі в справу вступає файлова система NTFS, що працює з жорстким диском кластерами по 4 кБ.

І ми отримуємо вкрай непривабливу картину: через зсув на 512 байт (той самий 63-й сектор) кожен кластер файлової системи розташовується відразу на двох фізичних 4k-секторах, незважаючи на те, що за розмірами вони рівні. При читанні це призводить лише до того, що ми втрачаємо ефективність через необхідність читання трохи більшої кількості інформації, ніж треба, і вичленування з неї потрібних шматків даних. А ось на записи кластера жорсткого диска кожен раз доводиться зчитувати два блоки, змінювати в них тільки ті вісім логічних секторів, які відповідають за адресами кластеру файлової системи, і лише після цього писати їх назад на диск. Запис 512-байтного сектора, а саме такими запитами відбувається зміна інформації в системних даних, відповідно, породжує читання фізичного 4K-сектора, заміну в ньому даних відповідного логічного 512-байтного сектора і запис на диск фізичного 4K-сектора ...

.. Зрозуміло, що по продуктивності це б'є дуже сильно. що спонукало компанію Microsoft вибрати розмір стартового відступу саме 63 сектора -Зараз вже ніхто не знає, але якщо раніше це проявлялося лише при роботі з RAID-масивами (там страйпи теж виявлялися зрушені щодо кластерів операційної системи) і SSD-дисками (через блочного доступу), то зараз стало досить великою проблемою ... радує одне: у системах Windows Vista і Windows 7 такої проблеми немає, оскільки ці системи підходять до розмітки диска зовсім по-іншому ... "

Хто винен, більш-менш ясно. Тепер про те, що робити.

На самому диску є ось така картинка:

Це вона ж, більший:

Що означає приблизно наступне:

* в Windows XP: якщо хочете розбити диск на декілька розділів, або для використання програм клонування - використовуйте програму WD Align.
* в Windows XP: якщо передбачається використовувати всього один розділ, який займає вседісковое простір - встановіть перемичку 7-8 перед установкою диска або використовуйте WD Align * Для всіх інших операційних систем - диск готовий для використання "як є", тобто нічого робити не потрібно.

Про перемичку:якщо її поставити, то диск зрушить всю свою логічну структуру на один логічний сектор так, що 63-й, з точки зору операційної системи, сектор насправді буде 64-м, тобто потрапить акуратно на початок фізичного сектора. Що вирішує проблему. Поки перемичка варто ..
Але.
Я не знаю, як поведе себе диск з перемичкою, якщо у Вас 2 операційні системи, наприклад Windows XP і Win7.

А якщо ви перемичку для чогось (ну раптом?) Зніміть? .. Брехати не буду - теж не знаю. А ви? Дехто вважає, що в цьому випадку інфу можна втратити. Можете перевірити, до речі :)

Те, що я зараз пораджу, і що виконав зі своїм диском, можна знайти на просторах рунета, порившись в його покладах. Ну .. я для вас і за вас все зібрав, проаналізував, вибрав краще, спробував і розповім і покажу.

Якщо захочете поставити на Green Power (а вони вже є і з швидкістю 7200) операційну систему, настійно рекомендую виконати наведені нижче процедуру на комп'ютері з уже встановленою операційною системою. Інакше може вийти так, що при завантаженні Ваш диск не визначиться як террабайтнік, а система буде вважати обсяг кеша обсягом диска.

поїхали:
Для користувачів дисків Western Green безкоштовно доступна програма Acronis True Image WD Edition російською мовою. Точно так же безкоштовна і російська Acronis AlignTool.

Обидві програми в архіві можна скачати тут: http://narod.ru/disk/23115273000/WD.rar.html
Розмір: 163.81 МБ
md5:
пароль -drbobah.com

В обох програмах покроковий майстер не дасть права на помилку, тільки читайте уважно.

Встановіть Acronis AlignTool.

Встановіть Acronis True Image WD Edition.

Після установки Acronis True Image WD Edition буде потрібно перезавантаження. Вимкніть комп, підключіть жорсткий диск Western Green Power, після входу в систему запустіть Acronis True Image WD Edition.

Чому я виділив червоним саме первинний , а не логічний?

Якщо Ви не збираєтеся ставити на диск систему і він до кінця віку буде стояти у вас в системному блоці - тоді можете створити логічний (при цьому автоматично створиться ще малесенький розділ для службових файлів).

Але якщо ви вирішите логічний диск віднести до приятеля - при підключенні до чужого комп'ютера (особливо по USB) дуже ймовірні проблеми в разі логічногодиска.
Так, що я вибираю первинний .

Тепер диск з'явився в системі. Але це ще не все!

Запустіть Acronis AlignTool.

Програма сама знайде потрібний диск і визначить, що це Чи не оптимально вирівняний розділ.

Бачите, - знайшла і визначила: "Не оптимально вирівняний розділ".

До речі, один скрін я зробити просто не встиг - все відбувається дуже швидко. Тому, що диск невинно чистий. А ось якщо на ньому вже є дані - все буде набагато довше.

натисніть " Повернутися до майстра", Щоб переконатися, що все в порядку:

Власне - і все.

До речі, раз: після цієї процедури копіювання 600 з гаком гігабайт на вестерн (а не забуваємо - швидкість обертання у нього 5400) зайняло хвилин на 15 менше, ніж копіювання тих же файлів на Hitachi зі швидкістю обертання 7200. Вже не знаю, чому.

До речі, два: то, що у вінчестерів сімейства Caviar Green швидкість обертання шпинделя змінюється від 5400 до 7200 об / хв залежно від навантаження - міф. швидкість постійна. Може бути трохи різною, залежно від моделі, але постійної. 5000, або 5400.

До речі, три:
P.S. Якщо я десь помилився - поправте.
Або доповніть.
Фак щодо виправлення ситуації, коли обсяг диска визначається обсягом його кешу, мені поки писати лінь.
Та й ніколи .. Та й взагалі - не дай бог ...

Якщо вам сподобався рада і ви вважаєте, що він кращий серед рад, надісланих в січні на Конкурс рад, проголосуйте за нього в формі для конкурсного голосування зліва. Можливо саме ваш голос буде вирішальним і автор корисного радиотримає цінний приз!

Останні статті розділу «Комп'ютери & Інтернет»:

Вам допомогла ця стаття?Ви теж можете допомогти проекту, пожертвувавши будь-яку суму на свій розсуд. Наприклад, 50 рублів. Чи менше:)

Advanced Format - це новий формат розмітки жорстких дисків, необхідний для адресації великих обсягів дискової пам'яті. Всі виробники сучасних жорстких дисків, в тому числі HGST, переходять на цей формат.
Одна з основних особливостей Advanced Format - збільшення розміру сектора з 512 до 4096 байт. Для збереження сумісності з програмами, розрахованими на колишній формат, нові диски мають режим емуляції, який називається «512e».
Велика частина сучасних операційних систем підтримує Advanced Format. Для досягнення оптимальної швидкодії введення-виведення необхідно, щоб розбивка диска була здійснена коректно, і щоб дані записувалися 4-кілобайтні блоками як операційною системою, так і прикладними програмами. Новітні операційні системи за умовчанням виконують всі умови, необхідні для ефективної роботи з Advanced Format. При використанні ж більш старого програмного забезпеченнядля настройки дискової підсистеми на оптимальне швидкодію можуть знадобитися спеціальні утиліти.

Пристрій Advanced Format
У середній частині малюнка 1 зображені вісім йдуть підряд 512-байтних секторів. Крім призначених для користувача даних, кожен сектор містить службову інформацію: дані розмітки і код корекції помилок. При заміні восьми 512-байтних секторів одним 4-кілобайтний кількість необхідної службової інформації скорочується (див. Нижню частину малюнка). Таким чином, при роботі з великими файлами (а середній розмір файлів в порівнянні з часами, коли використовувався 512-байтний формат, виріс) дисковий простір використовується ефективніше. Крім того, під код корекції помилок виділено більше місця, завдяки чому краще забезпечується цілісність даних.

Мал. 1. Порівняння 512-байтного і 4-кілобайтний форматів (1).

забезпечення сумісності
Значна частина знаходяться в експлуатації технічних і програмних засобів розраховані на розмір сектора 512 байт і очікують, що дані будуть пересилатися 512-байтними блоками. Емуляція такого обміну реалізована в нових дисках на рівні інтерфейсу. При запиті на читання блоку диск зчитує сектор цілком (на що не йде багато часу) і передає програмі тільки необхідний блок. Якщо ж від програми надходить запит на запис блоку, то диск зчитує цілий сектор, поміщає в нього отриманий блок і перезаписує сектор цілком (див. Рис. 2). Між зчитуванням і записом проходить час, диск може за цей час зробити кілька оборотів.

Мал. 2. У режимі емуляції під час запису 512-байтного блоку диск спочатку зчитує сектор, поміщає в нього блок і потім записує сектор

забезпечення швидкодії
Для досягнення найвищого швидкодії необхідно, щоб формат запису на диск відповідно до вихідного диска. В ідеальному випадку запис повинна виконуватися 4-кілобайтні блоками і кожен блок повинен записуватися в один сектор. Ця умова виконується в тому випадку, якщо і операційна система, і прикладні програми налаштовані на роботу з 4-кілобайтні блоками, а розбиття диска виконано коректно.
Більшість сучасних операційних систем використовують файлові системи, в яких дисковий простір виділяється 4-кілобайтні блоками, або кластерами. 4-кілобайтний блок відповідає восьми 512-байтним секторам (див. Рис. 3).

Мал. 3. Відповідність кластера сектору в режимі емуляції.

Вирівнювання кордонів розділів
При використанні операційних систем, записуючих дані 4-кілобайтні кластерами (більшість сучасних ОС), важливо, щоб їхні кордони були вирівняні по межах секторів диска. У режимі емуляції 512e диск не може запобігти розміщення розділу з блоку, номер якого не кратний восьми. Якщо таке станеться, один кластер буде розміщуватися в двох секторах (див. Рис. 4). Таким чином, при читанні або запису 4-кілобайтний кластера буде потрібно відповідно вважати або записати 8 кілобайт - вдвічі більше. І якщо при читанні різниця в швидкості буде не велика, то при записі вона виявиться помітною.

Мал. 4. Розміщення кластера не з початку сектора.

Операційні системи, що підтримують Advanced Format
У наступних операційних системах розмір кластера складає 4 Кбайт, а при установці розбиття диска виконується коректно:
Microsoft Windows Vista SP1 і новіше;
Microsoft Windows 7;
Microsoft Server 2008;
Mac OS X 10.4 і новіше;
Linux Ubuntu 8.04+, SUSE, Linux kernel 2.6.34+ (необхідно використовувати Linux Partitioning Utility).

Операційні системи, що не забезпечують автоматичне відповідність кластерів секторам:
Microsoft Windows XP;
Microsoft Server 2003;
Microsoft Windows Home Server V1.

HGST Align Tool
Для виправлення логічної розмітки дисків, розділи на яких не вирівняні по межах секторів, можна використовувати продукцію, що випускається HGST утиліту для Windows. Її можна завантажити за адресою www.hgst.com/support/downloads.
Крім того, Advanced Format підтримується рядом утиліт роботи з дисками, що випускаються сторонніми виробниками:

Засоби розбиття дисків
Для Linux:
GPARTED 2.1 + (з опціями -a optimal або -a minimal).
www.gnu.org/software/parted/manual/parted.html

Для Windows:
Acronis Disk Director Home 11 або Paragon Partition Manager 11.

Для Mac:
Disk Utility (в комплекті з Mac OS X 10.4+), створює розділ GPT (GUID Partition Table).

Додаткові відомості:
www.idema.org (документи по Advanced Format, в тому числі специфікації)
en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Format
www.t13.org, документ: ATA8-ACS (ATA Command Set)
www.t10.org, документ: SBC-3 (SCSI Block Commands)
Microsoft Windows 7 and Advanced Format Hotfix (KB981208):
support.microsoft.com/kb/982018
Intel Rapid Storage Technology (RST): www.intel.com/support/chipsets/imsm/sb/CS-031502.htm

У цій не зовсім наукової, але, сподіваємося, що популярній статті мова піде про те, як подружити жорсткі диски від компанії Western Digitalмарок: WD20EARS, WD15EARS, WD10EARS, WD8000AARS, WD6400AARS, WD25EZRSDTL, WD30EZRSDTLз операційною системою Windows XP. В кінці статті будуть наведені їх специфікації. Розглядати процедуру ми будемо на прикладі диска WD15EARS, Але всі інші моделі встановлюються аналогічно. Напевно щасливі покупці / володарі даного пристроюбачили наклейку на упаковці білого кольору (як на малюнку) і на самому диску, в якій мовиться:

Нижче наводжу переклад з невеликими коментарями:

Жорсткий диск розширеного формату (марення, звичайно, але так назвали). Для досягнення повної продуктивності:

• Windows® XP, в разі необхідності розбиття диска на кілька розділів, або для використання дублюючого програмного забезпечення - використовуйте програму WD Align доступну на www.wdc.com/advformat (нижче вам будуть запропоновані посилання на необхідний софт)
• Windows® XP, якщо ви маєте намір використовувати всього один розділ, який займає весь дисковий простір - встановіть перемичку 7-8 перед установкою диска (таємниця, покрита мороком, що робить ця перемичка, але краще не користуватися) або використовуйте WD Align (а ще краще спосіб , який буде описаний нижче, як "оптимальний")
• Для всіх інших операційних систем - диск is ready для використання "як є" (а тепер увага - питання, - як ще нікому не спало на думку після прочитання цієї фрази встановити цей диск на комп'ютер, що працює під управлінням Windows 95, а потім подати в суд на розробників за моральну шкоду).

Ось така фурнітура. Ну, а тепер ближче до справи.

Що таке Advanced Format Drive і навіщо це потрібно?

Не вдаючись в подробиці, можна сказати, що це особлива організація розташування даних на дисках високої ємності, Яка дозволяє реалізовувати сектори, в яких міститься 4096 байт, проти стандартних 512 байт. Цілком можливо, що це досягається за рахунок оптимізації, так званої, перпендикулярної організації запису на диск. Плюс до всього використовується наступна технологія: кожен сектор складається з двох частин Sync / DAM (вступна запис), і ECC (інформація для відновлення), між двома секторами один проміжок (а не 8). А ще це дозволяє читати багато і швидко при мінімальних обертах шпинделя (5400 - відповідно до діючих галузевих стандартів), а звідси економія електроенергії, тиша і температура на кілька градусів нижче, ніж у інших моделей. Ось в двох словах, що можна сказати з приводу переваг цієї технології.

Чому потрібна адаптація до Windows XP?

Справа в тому, що специфікації цієї технології відомі таким операційним системам, як Windows Vista / Seven. У Windows XP вона не закладена і, судячи з усього, може там так ніколи і не з'явитися. В принципі, все буде працювати і без жодних танців з бубном, однак, якщо провести ряд маніпуляцій - зросте швидкість читання / запису, і, як наслідок, продуктивність системи в цілому. Тому не варто нехтувати рекомендаціями виробника і зробити все, що потрібно. Тут буде описаний найшвидший, оптимальний і ефективний спосіб, Як протягом 10 хвилин повністю підготувати жорсткий диск до роботи, не обтяжуючи при цьому свій Windows XP установкою програми WD Align.

Всі способи приручення жорсткого диска WD15EARS і йому подібних до Windows XP?

Почнемо по порядку:

Перший спосіб ми з вами вже бачили - це установка програми WD Align, Скачати яку можна за адресою http://www.wdc.com/en/products/advancedformat/, попередньо відповівши на питання з правого боку сторінки або з нашого сайту, тому що на сайті виробника зараз якісь технічні проблеми;
- другий спосіб полягає в тому, щоб поставити перемичку 7-8- дешево і сердито, але краще не треба, - адже незрозуміло, як потім цей диск може повести себе в середовищі Windows 7, а колись напевно почнеться масовий перехід на нього або його послідовника;
- третій спосіб полягає в тому, щоб диск просто правильно підготувати його до роботи.

Готуємо жорсткий диск WD15EARS до роботи правильним чином

Насамперед викачуємо програму Acronis True Image WD Edition російської версії, хоча, якщо вам суб'єктивно буде зручніше працювати в версії іншою мовою, то зробити свій вибір можна за посиланням Acronis True Image WD Edition на 11 мовах світу. Можливо, ця програма "зашита" на роботу тільки з пристроями від WD, хоча це лише припущення. Але нам в даному випадку це і потрібно. Так само нам для роботи знадобитися файл образу завантажувального диска WD Align CD, який слід завантажити і записати будь-яким доступним способомна диск. Причому, рекомендація тут така - краще писати на перезаписувати CD-болванку, тому що, якщо ви не плануєте його регулярно форматувати - ця програма буде потрібна дуже і дуже рідко.

Встановлюємо Acronis True Image WD Edition

В принципі, в установці цієї програми немає нічого складного, проте, беручи до уваги, що деякі можуть відчувати священний трепет перед ритуалом установки залозок і програм в комп'ютер - наводимо всі етапи в картинках і описах.

Вибираємо пункт "Установка Acronis ...".

Читаючи ці хвалебні епітети, переймаємося любов'ю і повагою до розробника. Однака сьогодні нам від цієї програми знадобиться тільки одна функція - створення розділу. Краще робити засобами цієї програми, а не вбудованими засобами Windows XP. Натискаємо "Далі".

Читаємо найуважнішим чином End User License Agreement ( ліцензійну угоду, Для тих, хто по Інгліскі не зрозуміє), не менше уважним чином з ним необхідно погодитися, а інакше все пропало! Ставимо галку навпроти "Я згоден з умовами договору" і натискаємо "Далі"

Тут вибираємо "Вибіркова" - адже ми ж сьогодні досвідчені користувачі? І тиснемо "Далі"

В принципі, не буде ніякого криміналу, якщо ми виберемо обидва компонента для установки, так що залишаємо все, як є і натискаємо "Далі"

Якщо ви єдиний користувач цього комп'ютера, то можна залишити все як є. Якщо немає, то дивіться по ситуації. Насправді, щоб не плутати вас - уточнюємо, що під кількістю користувачів комп'ютера в даному випадку мається на увазі кількість облікових записів, який використовується на вашому комп'ютері. Якщо ж для вас словосполучення " Обліковий запис"Те саме древньому індійському заклинання, то нічого не змінюємо і натискаємо" Далі "

Тепер під звуки фанфар і барабанний дріб натискаємо щосили ... Ні, не "Далі", а "ПРИСТУПИТИ"!

Якщо ви бачите таке вікно, значить все вийшло і установка пішла!

Говоримо "Так" і чекаємо перезавантаження, попутно дивуючись високій швидкості завантаження операційної системи Windows XP в порівнянні з Windows 2000 і Windows Vista.

Після перезавантаження комп'ютера натискаємо кнопку Пуск>всі програми>Acronis>і запускаємо, відповідно, Acronis True Image WD Edition. І відразу ж вискакує повідомлення:

Тут необхідно натиснути "ТАК"

Тут вибираємо наш новий диск і натискаємо кнопку "Далі"

Не забуваємо поставити галочку "Створити новий розділв нерозподіленого області "і натискаємо" Далі "

Вибір файлової системи. Насправді тут є сенс вибирати тільки NTFS. Хоча програма і пише попередження (воно стандартно, незавісісмо від того, якого розміру диск ми збираємося розмічати), щодо неможливості зрозуміти її попередніми версіями Windows- все одно вибираємо NTFS, тому що використання диска в вищевказаних ОС не можливо чисто технічно. Та й обмеження у Fat16 - максимальний розміррозділу 2 Гб, у Fat32 - 32 гігабайти і не байтом більше, а у NTFS таких обмежень немає, та й сама файлова система набагато надійніше і безпечніше. Натискаємо "Далі".

Якщо ви не збираєтеся створювати на етоь диску більше 4 розділів, а то і взагалі одним обмежитеся (як ми, наприклад), то підійде і перший варіант (Первинний розділ). Якщо диск постійно стоїть всередині системного блокуі ніколи з нього не витягується, то різниці ви ніякий не відчуєте - Windows буде приблизно однаково працювати і з таким розділом і з таким, але якщо ви захочете перевірити свій диск на віруси на іншому комп'ютері, підключивши його до цього комп'ютера через USB-мобілрек, то в разі "Логічного" розділу (в середовищі Windows він ще "Динамічним диском" називається) швидше за все виникнуть проблеми і ваші плани зазнають краху. Натискаємо "Далі"

Мітку диска можна розцінювати лише, як якийсь елемент декору, ніякої інформаційної функції для системи не несе. Тому це поле можна сміливо залишити порожнім і натиснути "Далі"

Натискаємо кнопку "Приступити" і чекаємо ... Хоча, не дивлячись на великий обсяг диска, процедура займає лічені секунди

Ось і нагорода за труди наші ратні ... Тільки це ще не все. Пам'ятайте про образ диска, який треба було завантажити і записати на диск?

Адаптуємо диск для використання з Windows XP - останній етап

Для тих, хто зовсім не вміє записувати диски, ми розмістили статтю (відкриється в новому вікні або вкладці), яка може вам в цьому допомогти, а ми підемо далі, згідно з основною темою нашої статті.

Вставляємо свіжозаписаного диск і перезавантажуємо наш комп'ютер. Не забуваємо в BIOS поставити завантаження з CDROM (якщо не знаєте як, то зверніться до інструкції до своєї материнської плати) і починається завантаження з диска.

Це вікно попереджає нас, мовляв, збережіть всі ваші дані перед початком. Але, оскільки наш диск невинно чистий, натискаємо "OK"

Ставимо галку "I accept this agreement" і натискаємо "Next"

Програма сама визначила наш новий диск, тому ми сміливо натискаємо "Next"

У цьому вікні позначений перелік дій, які зробить програма. Натискаємо "Proceed".

Процес пішов, а нам залишається тільки чекати. Він недовгий, і теж займає всього кілька секунд.

Ну ось і все, будьте ласкаві радіти! Натискаємо "Quit", перезавантажуємо комп'ютер і починаємо експлуатувати новий девайс в хвіст і в гриву, тому що за твердженням виробників (і це дійсно так), у цих дисків знижене тепловиділення, тому вони досить непогано почуваються і в не дуже добре вентильованих корпусах. Однак, це ні в якому разі не керівництво до дії, тому що добре продумане охолодження - запорука стабільної і тривалої роботи вашого комп'ютера і на цьому не слід економити. Пилосос теж один комп'ютера, але тільки не можна шкрябати трубкою пилососа по радіодеталей. Вони хоч і надійно припаяні - від таких фамільярностей теж мають властивість відлітати.

Обіцяні специфікації дисків

1 Беручи в якості одиниць виміру, що один мегабайт (MB) = одному мільйону байт, один гігабайт (GB) = одному мільярду байт і один терабайт (TB) = одного трильйона байт. Повний доступний обсяг визначається типом операційного середовища.
2 Беручи в якості одиниць виміру, що 1 мегабайт в секунду (MB / s) = одному мільйону байт в секунду, один мегабіт в секунду (Mb / s) = одному мільйону біт в секунду і один гігабіт на секунду (Gb / s) = дорівнює одному мільярду в секунду.
3 Беручи в якості одиниць виміру для кеша, що один мегабайт (MB) = 1,048,576 байт.

Розширений формат (Advanced Format, AF) - це стандарт, що підвищує ефективність форматування за рахунок збільшення розмірів секторів даних в жорстких дисках понад традиційного розміру 512 байт. Стандарт «Розширений формат» був розроблений асоціацією International Disk Drive Equipment and Materials Association (IDEMA), в яку входять корпорація Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation та інші виробники жорстких дисків. Асоціація IDEMA затвердила стандарт «Розширений формат» з метою забезпечити сумісність пристроїв зберігання даних різних виробників з поколіннями файлових і операційних систем, що підтримують технологію AF.

Технологія «Розширений формат» підвищує ефективність форматування за рахунок зменшення кількості непотрібних заголовків. Таким чином, завдяки потужним алгоритмам виявлення і виправлення помилок підвищується надійність зберігання записаних даних.

Деякі покоління файлових і операційних систем уже підтримують логічні сектори, розмір яких відповідає розміру 4096-байтового фізичного сектора. Такі хост-системи позначаються терміном 4Kn (4K native - «з підтримкою розміру 4K»). Оскільки розміри фізичного і логічного секторів (4096 байт) збігаються, емуляція застарілих 512-байтових секторів не потрібно, завдяки чому хост-система 4Kn ефективніше використовує доступне місце накопичувача з форматом сектора 4Kn. Ми пропонуємо жорсткі диски з емуляцією 512-байтових секторів, а також накопичувачі з форматами сектора 4Kn і 512n, щоб клієнту було простіше вибрати оптимальну технологію роботи з секторами для своєї хост-системи.

Наведені нижче позначення не обов'язково присутні на виробах, які мають зазначеними характеристиками.

Емуляція 512-байтових секторів (512e) Символами «Advanced Format AF» (розширений формат AF) і «AF», як правило, позначаються диски з підтримкою емуляції 512-байтових секторів, проте вони також можуть використовуватися на дисках, які підтримують роботу як в режимі 512e, так і в режимі 4Kn.

4K native (4Kn) Символами «Advanced Format 4Kn» (розширений формат 4Kn) і «4Kn» позначаються диски, що підтримують тільки сектори розміром 4096 байт.

Засіб Toshiba Alignment Tool для жорстких дисків з форматом секторів «Розширений формат» вже недоступно для завантаження

Компанія Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation і її залежні компанії (далі іменуються Toshiba) надавали засіб Partition Alignment Tool для замовників, що використовують жорсткі диски Toshiba з технологією «Розширений формат» на основі технології 4K в операційній системі Microsoft® Windows ® XP. У зв'язку з тим, що 8 квітня 2014 року корпорація Microsoft ® завершує повну підтримку операційної системи Windows ® XP, Toshiba більше не буде надавати засіб Partition Alignment Tool.

Замовникам, які планують використовувати операційну систему Windows® XP з жорсткими дисками Toshiba, оснащеними технологією «Розширений формат», слід використовувати засоби вирівнювання секторів сторонніх виробників, так як це може підвищити загальну продуктивність системи.

Одним з таких сторонніх постачальників, які постачають засіб вирівнювання для використання жорстких дисків з технологією «Розширений формат 4K», є Paragon Software (http://www.paragon-software.com/home/partition-alignment/). Важливо розуміти, що компанія Toshiba не збирається рекомендувати або схвалювати використання програмних утиліт для вирівнювання секторів за технологією 4K компанії Paragon Software або будь-якого іншого стороннього постачальника. Використання такого програмного забезпечення здійснюється виключно за бажанням користувача. Користувач самостійно несе всі пов'язані з цим ризики. Компанія Toshiba не несе ніякої відповідальності за використання такого програмного забезпечення.

• Microsoft і Windows є товарними знакамиабо зареєстрованими товарними знаками Microsoft Corporation в США та / або інших країнах.