Advanced Format

Несмотря на постоянный прогресс и развитие персональных компьютеров, есть вещи, которые не меняются годами. Например, размер сектора на винчестерах, который уже свыше 30 лет составляет 512 байт. Но время идет, и Western Digital сейчас вершит небольшую революцию, начав использовать секторы размером 4 КБ. Звучное имя технологии – Advanced Format.
Впервые о переходе на 4-килобайтовые секторы заговорили около десяти лет назад, когда исследования в конце 90-х определили, что традиционные 512 байт уже далеки от оптимального значения. Связано это с наличием трех факторов, между которыми необходимо соблюдать баланс при разработке жесткого диска: плотность записи, соотношение сигнал/шум (SNR) при чтении с пластин накопителя, а также количество кода коррекции ошибок (ЕСС), позволяющего их найти и исправить по мере возникновения. С увеличением плотности записи секторы уменьшаются и падает их SNR. Чтобы компенсировать это, следует наращивать избыточность ЕСС. В итоге получается замкнутый круг – чем больше объем винчестера, тем больше места производителю понадобится для размещения кода ЕСС. Но не все потеряно, и круг можно разорвать. Принципиальной проблемой здесь является применение 512-байтовых секторов, а ЕСС может быть эффективней при использовании более крупных порций данных. Так, по некоторым оценкам, на сектор размером 4 КБ сейчас нужно 100 байт ЕСС, в то время как для восьми по 512 байт требуется 320 (40*8). Еще более широкий охват означает, что большие куски ошибочных данных могут быть скорректированы. Кроме экономии на величине полей ЕСС, полезная емкость освобождается за счет межсекторных промежутков и ячеек Sync/DAM (вводная запись), количество которых соответствует числу секторов. С увеличением размера последних должен наблюдаться и некоторый прирост производительности, ведь служебной информации головкам придется считывать меньше, да и адресация проще.
Итак, необходимость в увеличении размера сектора очевидна. Осталось только определиться со значением. Процессоры и файловые системы уже давно ушли от 512-байтовых блоков данных, сейчас размер нормальной страницы памяти на CPU х86 составляет 4 КБ. В связи с этим у абсолютного большинства современных файловых систем размер кластера равен тем же 4 КБ, а значит, больший размер сектора повлечет потерю производительности.
Почему же до сих пор 512 байт? Главная причина – в семействе ОС Windows на ядре NT 5.x (2000, ХР, 2003 Server), которые не имеют ни малейшего понятия о секторах на 4 КБ. В связи с этим даже представленные WD-винчестеры с Advanced Format пока используют эмуляцию 512-байтовых секторов. Жестких дисков с секторами 4 КБ не только внутри, но и снаружи стоит ожидать, по всей видимости, ближе к 2014 году, когда будет прекращена поддержка Windows ХР.