Статьи

Жесткие диски, несмотря на наступление по всем фронтам твердотельных накопителей SSD, никак не спешат сдаваться. Причиной тому можно назвать сейчас только высокую стоимость одного гигабайта объема на SSD и в меньшей степени их ограниченный ресурс. Однако зачастую, особенно в мобильных устройствах, применение твердотельной памяти более предпочтительно из-за её компактности, невосприимчивости к ударам и самое главное – высокой производительности. Именно последний фактор у жестких дисков легче всего улучшается, поскольку миниатюризация механических частей приводит к уменьшению производительности и надежности, а ударостойкость вообще невозможно повысить без кардинального изменения механики. Один из пионеров индустрии накопителей на магнитных дисках – компания Western Digital – уже давно пытается вывести производительность своих накопителей на новый уровень. Не так давно инженеры компании придумали оснастить блок головок дополнительным пьезодвигателем, который способствует точному позиционированию головки на нужной дорожке, что улучшает такую характеристику диска, как случайное чтение. Однако самой интересной и массовой новинкой, которая уже внедряется в накопители, можно признать технологию WD Advanced Format.

ADVANCED FORMAT – ЧТО ЭТО?

Технология Advanced Format – это «всего лишь» небольшое изменение в структуре разметки диска. Сам ларчик открывается просто – производители увеличивают размер сектора на диске. Как известно, логическая структура жесткого диска включает в себя определенное число цилиндров и секторов, которые подобно решетке, закрученной вокруг оси диска, делят поверхность пластин на так называемые кластеры, объединяющие несколько секторов. Именно в каждый кластер и записываются данные на диск. Стандартный размер сектора, принятый до сих пор, составляет 512 байт – этот размер используется, можно так сказать, испокон веков. Однако у всего есть предел. Еще в 1998 году появилась идея увеличить размер сектора, однако лишь в 2007 году отраслевая организация IDEMA LDS-Committee (International Disk Drive Equipment and Materials Association) «легализовала» идею выпуском документа «Hard Disk Drive Long Data Sector White Paper», где были описаны все основные нюансы новой разметки диска. Чуть позже компания Samsung выпустила пару жестких дисков малого форм-фактора 2.5 дюйма – модели Spinpoint M7E и портативный S1 Mini – в которых была применена технология увеличенного кластера. Western Digital пошла еще дальше, запустив в производство целую линейку дисков с технологией, которую назвали Advanced Format. Что же дает увеличенный сектор? Идея проста: отказ от малых секторов 512 байт в пользу длинных секторов 4 Кб дает не только увеличение объема диска для записи данных, но и увеличение производительности накопителя за счет более оптимизированного расположения данных на диске.

Увеличение объема достигается тем, что вместо восьми секторов по 512 байт вводится один сектор 4 Кб. В результате из структуры накопителя просто исчезают «лишние» блоки синхронизации Sync/DAM, блоки с данными ECC (коррекции ошибок), которые обязательно находятся в структуре каждого сектора на любом диске, а также межсекторные промежутки (которые тоже, понятное дело, неотъемлемая часть разметки любого накопителя). То есть, как вы понимаете, уменьшение количества секторов делает возможным увеличение рабочего пространства диска – именно потому, что уменьшает количество служебной информации, правда область ECC в структуре типа Advanced Format несколько расширена (по сравнению с коротким сектором), но ненамного. Вы спросите, для чего же все это нужно? Нельзя не отметить тот факт, что современные диски в погоне за максимальным объемом оснащаются все более высокой плотностью записи – дорожки мельчают, считывать информацию головкам становится все труднее. Поэтому увеличение сектора вкупе с более широкой зоной ECC дает выигрыш не только в скорости доступа к данным, но и позволяет достичь возникновения меньшего количества ошибок при чтении. Об увеличении рабочей области для хранения данных мы уже сказали выше, остается только уточнить, что прирост по сравнению с привычной структурой диска составляет не более 10-12%, но все же это достаточно внушительная величина, чтобы говорить о выигрыше в объеме всерьез. Наконец, увеличивающаяся при введении нового размера секторов плотность записи позволяет достичь и увеличения линейной скорости чтения, не говоря уже про оптимизацию поиска.

ВСЕ ВРОДЕ БЫ РАДУЖНО. НО ЕСТЬ ЛИ ПОДВОДНЫЕ КАМНИ?

При столь «медовых» характеристиках не обошлось и без ложки дегтя, в данном случае это не только возросшая на электронику диска нагрузка, но и еще один, куда более важный нюанс: дело в том, что с самого начала компьютерного века, все компоненты IBM-совместимых ПК рассчитаны на работу с секторами по 512 байт. Это и операционные системы, и материнские платы, и контроллеры. По какой-то причине Microsoft в своих операционных системах для разметки диска использовала отступ, резервируя первые 63 сектора на диске при установке ОС. Помня о возможной несовместимости с такими системами, инженеры компании Western Digital выбрали следующий формат для новых дисков: физически HDD размечен секторами по 4 кб, однако диск рапортует системе о том, что способен работать с секторами по 512 байт. То есть большие физические сектора на диске имеют по восемь логических 512-байтных секторов – те самые 4 кб.

Таким образом, в новых дисках указанный выше 63-й сектор располагается ровно на восьмом логическом восьмого физического сектора, что приводит к несоответствию кластеров файловой системы секторам, размеченным на жестком диске. Казалось бы, для выравнивания достаточно сместить логическую структуру накопителя на один сектор, но в этом случае весь диск должен быть размечен под один раздел. В случае же нескольких разделов ситуация серьезно усложняется. Таким образом, если с возросшими требованиями к производительности электронной части диска бороться относительно просто – те же диски WD давно уже оснащаются двуядерным контроллером – то со вторым фактором все несколько сложнее. Первый шаг на всеобщем и неотвратимом пути к LDS (Long Data Sector) компания Microsoft уже сделала – её последние операционные системы Windows Vista и Windows 7 уже поддерживают диски с большими секторами – используя новые ОС, можно не волноваться о совместимости с новыми дисками. Также поддержку Advanced Format можно найти и в последних RAID-контроллерах. Да и на уровне BIOS материнских плат постепенно вводится поддержка LDS. Однако стопроцентно утверждать о том, что именно ваша система на 100% поддерживает Advanced Format пока еще рано. Безусловно, новый компьютер будет избавлен от проблем совместимости, но вот более старый ПК может преподнести неприятный сюрприз. То есть, как вы понимаете, для использования диска с увеличенным сектором требуется установка операционной системы Windows Vista или Windows 7 как минимум, а также желательно иметь современную материнскую плату или RAID-контроллер с последней версией прошивки. Однако и использование старых комплектующих и операционных систем вполне возможно. Дело в том, что Western Digital в своих накопителях, так сказать, подготовила пути отступления на случай, если у кого-то возникнет необходимость использования Windows XP и ниже на новых дисках. Вариантов приведения диска в режим, понятный старым операционным системам, два:

1. Использование перемычки на панели контактов жесткого диска. Перемычка, соединяющая восьмой и седьмой контакты, заставляет диск «сдвинуть» логическую структуру на один сектор, в результате 63-й сектор, по мнению операционной системы, станет на самом деле 64-м, что дает полное совпадение файловой системы и логической структуры диска. Все операции по «смещению» в данном случае выполняются электроникой диска. Но и, конечно, как вы поняли из сказанного выше, применение перемычки позволяет отформатировать диск только под один раздел, если же вы собираетесь использовать несколько разделов, то придется воспользоваться следующим способом.

2. Скачать с сайта WD программу WD Align и с её помощью выровнять диск. В данном случае, если разделы были созданы ранее и на диске имеются данные, придется достаточно длительное время ожидать, пока данные будут перемещены, при этом ни в коем случае нельзя прерывать операцию, иначе данные будут потеряны. Поэтому перед выравниванием данные с диска лучше скопировать на резервный накопитель, а операцию проводить на пустом диске – к тому же меньше времени займет.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Конечно, Western Digital с одной стороны опережает время, представив более производительные диски с логической структурой, за которой неизбежное будущее. С другой стороны, все еще много людей использует стремительно устаревающие, но такие привычные операционные системы, как Windows XP, 2000 и даже Windows 98. В этом случае компания предлагает воспользоваться обходными путями, используя перемычку или программу для выравнивания диска. Однако остаются вопросы – что, например, будет, если на уже выровненном программой WD Align диске задействовать перемычку? К тому же, очень полезно здесь вспомнить пользователей, архивирующих операционные системы и делающих бэкапы: в данном случае используются такие программы, как Norton Ghost или Acronis True Image, и что самое важное – многие из нас используют так называемые «урезанные» ОС, Preinstallation Environment, в простонародии PE. Такие известные диски, как Bart PE или Microsoft Windows PE основаны на ядрах Windows NT, а значит не имеют поддержки LDS/Advanced Format. Единственные варианты для таких пользователей пока – либо отказаться от использования Windows PE, либо не приобретать накопители с увеличенным сектором. Хотя, нельзя исключать вероятности, что народные умельцы смастерят что-нибудь подобное на основе Windows Vista или 7 – ведь удобная и полезная штука, особенно в том случае, когда требуется срочно вылечить «заболевший» компьютер от вируса или восстановить «упавшую» систему.

Отличить диски WD с Advanced Format несложно: десктопные серии имеют в конце буквы EARS или AARS, мобильные – BPVT. Кроме того, на наклейке диска присутствует текст в черной рамке, сообщающий, что это – «Advanced Format Drive». В общем, будьте внимательны при выборе и покупке жесткого диска: не забывайте о своих интересах, подумайте о производительности и не забудьте о возможных проблемах, если ваш случай их подразумевает. Если же вы покупаете новый компьютер и работать со старыми ОС не собираетесь, то именно «Advanced Format Drive» будет наилучшим выбором.