Перехід 4K секторів: Чому жорсткі диски переходять до 4096 байтових секторів проти 512 байтових секторів?


15

Я помітив, що деякі жорсткі диски Western Digital тепер мають спортивні сектори 4K , тобто сектори є більшими: 4096 байт проти давнього стандарту 512 байт. Так:

  • Яка велика справа з секторами 4K? Це маркетинговий галас чи справжня перевага?
  • Чому хтось повинен будувати новий ПК, чи ні, про сектори 4K?
  • Чому цей перехід зараз відбувається? Чому це не сталося раніше?
  • Чи є на що слід звернути увагу при купівлі жорсткого диска 4K? наприклад, несумісність?
  • Що ще ми повинні знати про сектори 4K?

Відповіді:


10

Заборона немає, це найкраща стаття, яку я прочитав на тему:

http://www.anandtech.com/show/2888

Коротше кажучи, щоб відповісти на ваші запитання:

  • Яка велика справа з секторами 4K?

Основна перевага - більш ефективне використання місця для зберігання сировини. Необхідні розрахунки ECC починали забезпечувати зменшення віддачі, використовуючи 512 байтові сектори, але їх можна зробити набагато ефективніше на великих розмірах сектору.

  • Це маркетинговий ажіотаж чи реальна перевага?

Реальна перевага полягає в тому, що накопичувачі, які перевищують 2 ТБ, будуть більш доступними та надійними раніше, ніж без переходу. Ця ж ідея стосується і менших дисків, але віддача не настільки драматична. Існують деякі теоретичні переваги в тому, щоб мати розмір сектору на загальний розмір розподілу в обсязі (4K для NTFS приблизно такий же часто, як і бруд), а сторінки пам'яті, як правило, розміром 4К (також робить файл / зміну сторінки задоволеним).

  • Чому хтось повинен будувати новий ПК, чи ні, про сектори 4K?

Сьогодні - єдине, про що ти повинен дбати, - це, мабуть, не отримати. Є ще кілька переживань, які відпрацьовуються, які, якщо ви не знаєте про це, можуть викликати у вас горе. Підтримка Windows XP - це одне, диски, що лежать щодо їх геометрії, - це інше.

  • Чому цей перехід зараз відбувається? Чому це не сталося раніше?

Він перебуває в перехідному режимі вже багато років, але приводи споживачів тільки починають з'являтися на ринку.

  • Чи є на що слід звернути увагу при купівлі жорсткого диска 4K? наприклад, несумісність?

Напевно, у вас не виникне проблеми з Windows 7 або Vista, але будь-яка з старих ОС Microsoft може викликати у вас горе. Вбудована сумісність, але через проблеми з вирівнюванням сектору це може спричинити погіршення продуктивності.

  • Що ще ми повинні знати про сектори 4K?

Прочитайте статтю, намалюйте математику та прочитайте її ще раз. Дійсно, це гарна річ і дасть змогу індустрії зберігання швидше продовжувати рухатися вперед.


Крім того, я вважаю, що це більше місця для зберігання стікера. arstechnica.com/microsoft/news/2010/03/…
Натаніел

8

512 байтових секторів запускалися всякий раз, коли у нас були дійсно невеликі медіа, як-от менш ніж 300 кк. Тоді це мало сенс, зараз це не має сенсу. Справа в секторах 4k полягає в тому, що багато дисків вже використовують його, але у них є прошивка, що підробляє 512 секторів. Особливо це стосується флеш-носіїв та SSD-дисків. Я вважаю, що 4k - це фактичний внутрішній стандарт SSD.

Тож виробники просто вирішили вирізати середнього чоловіка та дозволити операційній системі керувати 4k секторами так, як вона вміє (що в кінцевому підсумку стане кращим, як тільки ми отримаємо повну підтримку для цього)

Якщо ви будуєте новий ПК, це має значення. Деякі ОС можуть взагалі не підтримувати 4k сектори (читати: старіші), а більшість ОС та файлових систем все ще оптимізовані для 512 байтових секторів. Одне, що спадає на думку, - OpenBSD. Наразі це не так добре, як із 4-секторовими секторами порівняно з 512 байтовими секторами. Серед проблем - вирівнювання розділів. За замовчуванням перший розділ не вирівняний на межі 4k.

Перехід, мабуть, відбувається зараз через великий сплеск SSD. SSD-диски, як я вже говорив, все-таки використовують внутрішні сектори 4k, тому набагато краще дозволити ОС обробляти ці сирі, ніж залишати їх до прошивки, щоб спробувати відгадати, що хоче ОС.

Я впевнений, що у деяких старих материнських плат можуть виникнути проблеми з такими жорсткими дисками, але все, що ви купили недавно (останні 5 років), безумовно, має бути сумісним.


Що робити, якщо я напишу власну ОС? Мені все-таки потрібно подбати про 4k на початку чи це буде добре працювати?
Коул Джонсон

@ColeJohnson це залежить. Якщо ви пишете власний драйвер ATA, то так, вам доведеться переконатися, що розмір вашого сектора не вважається 512 байтом. Якщо ви використовуєте BIOS (ala int 13h), це залежить від вашого BIOS. Я думаю, що деякі можуть спробувати наслідувати 512 байтові сектори для сумісності, але я не знаю насправді
Earlz

Я подумав, що саме апаратне забезпечення жорсткого диска наслідувало його не біосом
Коул Джонсон

@ColeJohnson це жорстке обладнання. Деякі BIOS можуть мати проблеми із завантаженням із 4K-секторних дисків, або завантажують лише 512 байт. Я не кажу, що це стосується будь-якої материнської плати, але це можливість, оскільки це було загальним припущенням років тому, що сектори мають 512 байт
Earlz


0

Цікаво, що пов’язана стаття зосереджена на жорстких дисках, коли переваги продуктивності великих розмірів сектору із флеш-носіями можуть бути ще більш значущими. На відміну від жорсткого диска, де сектори можуть бути записані самостійно, і записування в один сектор 31 раз в секунду протягом року не спричинить більше зносу, ніж записування 31 різних секторів в секунду протягом року, типовий флеш-чіп буде розділений на великий блоки, кожен з яких містить багато 528-байтних сторінок, з такими обмеженнями:

  1. Можна написати порожню сторінку або стерти всі сторінки в блоці. Неможливо записати на сторінку, яка не порожня, за винятком стирання всіх сторінок у блоці.

  2. Якщо блок стерти більше ніж у кілька тисяч разів, його продуктивність та надійність знизяться до того, що він більше не може бути використаний.

Через ці обмеження майже всі флешки розроблені таким чином, що запис сектору фізично не замінює вміст сторінки, яка раніше містила дані цього сектора, а натомість зберігає копію нових даних у якомусь іншому місці та потім оновлює якесь структури даних, щоб вказати, що дані слід знайти в новому місці, а попередню копію слід вважати "сміттям". Якщо кількість доступного місця на накопичувачі зменшиться, привід визначить блоки, які містять в основному "сміття", перемістить що-небудь на ті блоки, які не є сміттям, а потім видалить блоки. Крім того, оскільки існує обмеження терміну експлуатації, скільки разів кожен блок може бути використаний, файли, які не торкалися певного часу, але сидять на блоках, які не мають "

У випадках, коли користувач накопичувача часто змінює окремі сектори, той факт, що для кожного запису сектору вимагає лише запис і переробка однієї сторінки з 528 байтами, може бути перевагою для меншого розміру сектору, порівняно з тим, що кожне записування змушує циклічно робити вісім. 528-байт сторінки. З іншого боку, "бухгалтерські" витрати, пов'язані з одним логічним оновленням сектору на 4096 байтів, ймовірно, будуть часткою тих, які пов'язані з вісьмома незалежними оновленнями 512-байтного сектору [дійсно, вони можуть бути меншими, ніж пов'язані з витратами з навіть одним оновленням 512-байтного сектору, оскільки накопичувачеві доведеться керувати лише на 1/8 стільки загальних секторів.]

Залежно від моделей доступу, трапляються випадки, коли флешка з 4K-секторами буде працювати менше, ніж одна із 512-байтовими секторами, але є й інші, де продуктивність 4K-накопичувача може бути помітно кращою.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.