Жесткие диски Advanced format (c 4-килобайтными секторами) - [14] :: Магнитные носители информации

Потихоньку на сцену начинают выходить жесткие диски Advanced format. Отмашка масссового перехода на технологию - январь 2011 г., если не передумали. upd: Не передумали, все идет по плану. Самое время начать соответствующую тему.

Первая массовая линейка магнитных "блинов комом" WD ...EARS объемом 1TB и выше, выпущенная в 2010 году, уже собрала урожай обсуждений, вопросов и ответов. Получившееся в результате некое подобие FAQ и выкладываю в шапке чтобы не начинать все с начала.

Описание проблемы: диск без должного подхода будет тормозить. Что делать?!

Волноваться особо не о чем, поскольку все современные системы Windows в процессе установки автоматически создают выровненные разделы. Но если вы делаете разметку диска чем то древним, типа Windows XP, то учтите что старые системы не умеют выравнивать разделы. В Linux при разметке также выравнивается автоматически при запуске fdisk с параметром отлючения режима соместимости с DOS. Дальнейшая информация архивная и позиционируется как дань истории.

1. Действуем по инструкции

На наклейке диска предлагается:

или устанавливать перемычкой - подходит, если на жестком будет единственный том

или после создания выравнивать разделы спецсофтом.

Примечание: используем какой-то один метод - никак не оба сразу! Если собираемся выравнивать - сразу проверяем отсутствие джампера в упомянутой инструкцией позиции. Иначе после выравнивания будут гарантированные тормоза, от которых и собирались уходить.

Пройдемся подробней по второму пункту на примере дисков WesternDigital, хорошо известных первых af-ласточек - терабайтников серии EARS.

1.1) Идем на сайт производителя и читаем инструкцию.
Производитель предлагает бесплатный софт, действующий только для дисков его производства. В 3 колонках утилиты:

создавалка загрузочного носителя, с которого можно сделать выравнивание

приложение для установки непосредственно в Windows

средство для клонирования разделов/томов с других жестких на жесткий WD + размечалка дисков WD с нуля
Обращаем внимание, что производитель настоятельно рекомендует предварительно делать резервные копии данных выравниваемых разделов, ибо сбой питания компьютера или внешнего жесткого диска - и выравниваемому разделу кранты (здесь в комментариях можно почитать на английском отзывы от пострадавших).
Качаем утилиты 1 или 2. Если у кого-то не хочет запускаться 2-я, то 1-я успешно сделает загрузочный CD, которому все равно, какая стоит система.

Оговорюсь, здесь и далее речь идет о выравнивании т.н. базовых томов, в отличие от предлагаемых MS динамических - по последним см. некоторые рассуждения здесь. Про выравнивание томов на базе аппаратных RAID-массивов, увы, информации не имею, предлагаю идти по ссылкам ниже на софт по выравниванию и искать сведения о поддержке у авторов.
Про Linux - см. в ссылках.

1.2) Подключаем винт, смело разбиваем/форматируем его в XP (контекстное меню Мой компьютер\Управление\Управление дисками).
Если диск разбиваем в 7-ке, то утилиты выравнивания нам не нужны и данный текст в принципе можно дальше не читать.

Ничего на винт не складываем пока, чтобы гарантировано не потерять данные. Желательно всем новым томам задать метки, по которым их можно легко отличить от других. Это в любой момент можно сделать через пункт "Переименовать" контекстного меню тома в Проводнике, или через F2, или через свойства тома, или в cmd командой label, или при форматировании, или...

Если на выравниваемом разделе все-таки есть данные, стоит ли его перед операцией проверять на целостность и дефрагментировать? С одной стороны вроде бы не помешает: если что, то восстановление целостной упорядоченной структуры пройдет проще. С другой стороны утилите выравнивания "все равно" - она просто смещает сектора не копаясь в содержимом, да и операция проверки целостности может занять о-очень долгое время - чуть ли не до десятка часов,- раздел-то не выровнен.

1.3) Ставим утилиту или создаем загрузочный диск, запускаем, видим предлагаемые для выравнивания разделы (см. метки), соглашаемся на операцию, терпеливо ждем... Ни в коем случае не прерываем! И минут через 5-10 одно-терабайтник готов. Утилита, если ее запустить вновь, покажет, что разделы выровнены.

Всё, теперь можно пользоваться, сколько угодно раз переформатировать тома - все будет хорошо под любой операционкой! При этом, конечно, размер кластера тома должен быть не менее 4096 байт. Впрочем о последнем можно особо не беспокоиться - соблюдается по умолчанию, здесь возможность испортить дело появляется только у любителей настроить вручную.
А вот после модификации разделов/томов, (сдвиг, изменение размера, пересоздание) еще раз запускаем утилиту и проверяем, не требуется ли выравнивание?

2. Рассуждения, опыты, выводы

2.1. Универсальные средства выравнивания
(т.е. работающие вне зависимости от производителя жесткого)

AIOMEI Partition Assistance

Выравнивание разделов - часть функционала стабильно работающей утилиты, свободная лицензия русской 6.3 Pro версии с полным функционалом легко находится в Интернете в неизменнённом виде с цифровыми подписями дистрибутивов, например ТУТ. Скачав zip файл разархивируйте оба исполняемых файла во временную папку, и далее смотрите в свойствах файла вкладку "Цифровые подписи".

Paragon Alignment Tool 2.0
* бесплатная раздача ключей на нее по факту регистрации, работавшая до конца июля 2010 (ссылку не удаляю, может еще не прикрыли раздачу, или позже возобновят?)
* платное то же самое, ~300 р.

Paragon
* Partition manager 11 pro ~600 р. - к нему прилагается все та же самая Paragon Alignment Tool
* Hard disk manager 2011 pro, ~1500 руб. - аналогично, в комплекте Paragon Alignment Tool

Samsung
* Samsung Alignment Tool

Цитата с сайта Paragon: "Эта технология по умолчанию включена во все наши основные продукты (Partition Manager 10 Server, Hard Disk Manager 2010 Workstation, Hard Disk Manager 2010 Server, Hard Disk Manager for Virtual Server)".
Что бы это значило?..
Для проверки на "встроенность технологии" на виртуальной машине провел эксперименты на операции смены размера первичных разделов (отформатированных в NTFS c дефолтными 8-секторными кластерами; специально сдвигались начала разделов). Проверялись парагоновские Домашний эксперт 2009 pro, Hard disk manager 2010 pro и Acronis Disk director 10. Ни один не выровнял ни одного тома.
Эксперимент на виртуальной машине конечно не может являться истиной в последней инстанции, т.к. возможно технология включается только на дисках определенных моделей или при прохождении ими определенных тестов. Но уже можно сказать, что в общем случае современные версии софта не предусматривают выравнивания, как базовой отправной точки в операциях с разделами.
Вполне вероятно, что "встроенность технологии" это вольная интерпретация маркетологами фразы "утилита выравнивания прикладывается".

У Acronis, как ни странно, на эту тему отдельного универсального (а не только для WD) софта не видно.

Отдельного упоминания заслуживает работающая из командной строки windows-утилита diskpart: считая с Windows Vista, она автоматически создает выровненные разделы со смещением 1024Kb, либо с заданным смещением.

Под Linux все как-то даже прозаично: fdisk (с вер. 1.2.3) и parted (с вер. 2.1). (Достоверность информации по версиям пока не проверял)

2.2. Понимание сути операции
Что-то изложено метафорами, что-то из базовых сведений может показаться лишним - пропускайте, читайте выводы.

Жесткий диск "мыслит" секторами. Сектора у диска - с рождения, какие были, такими и останутся. Операционка (здесь - Windows) "мыслит" кластерами, секторами она "не интересуется".

Кластер - блок величиной в несколько секторов. Число секторов в кластере задается при форматировании тома. При 512-байтных секторах кластер любого размера автоматически кратно "накладывается" на сектора.

Классический жесткий диск: сектор 512 байт. Af-диск: сектор 4096 байт, но шифруется и показывается в системе как будто у него сектор 512 байт. Не знаю софта/способа, который бы показывал реальный размер сектора.

Том 15GiB ... 2 TiB отформатированный по умолчанию в NTFS: 1 кластер = 8 секторов = 4096 байт = 1 af-сектор. Вручную при форматировании штатной GUI-оснасткой можно выставить кластер в 4, 2 или 1 (512-байтный) сектор, но обычно не нужно, для af-дисков - вредно.

Раздел (partition) бывает:

первичный (aka основной, primary) - тогда это только 1 том (volume), скажем, C: и в этом случае начальный адрес раздела и тома один и тот же

расширенный (aka дополнительный, extended) - тогда на нем может быть 0 и более (до нескольких десятков) логических томов (logical volume, logical disk), например, D: E: F:.

Более 4 разделов (любого типа) на одном физическом устройстве (харде/флэшке) быть не может. При этом расширенный раздел может быть только один. Один из разделов - активный (м.б. и ни одного).

К слову, Windows NT/XP/2003/7/2008 может быть установлена (папки WINDOWS, "Program Files" и др.) на раздел любого типа, но при этом грузиться (файлы ntldr, boot.ini / bootmgr) может только с первичного активного.

Есть 2 основных схемы адресации секторов:

постарее CHS - в стиле улица-дом-квартира, только здесь цилиндр-головка-сектор

поновее LBA - сквозная нумерация секторов 0 ... 281 474 976 710 656.

Исторически сложившееся, связанное с адресацией CHS, начало первого раздела это 63-й LBA (и не раньше). Из этого и происходит проблема несовпадения кластеров с секторами 4K. Для совпадения кластеров раздела/тома с секторами, разделу/тому надо начинаться с LBA, который был бы кратен как минимум 4096/512=8.

Что происходит, когда по совету производителя af-диска мы ставим джампер? Жесткий начинает "врать" на 1 LBA, т.е. показывает снаружи 64-й LBA как 63-й, 101-й как 100-й и т.д. Таким образом реальный начальный LBA раздела - 64 - становится кратен 8, логические кластеры накладываются на физические сектора и чтение/запись происходят оптимально быстро. Но! Только если на этом жестком существует только 1 раздел и на нем - 1 том. Второй том/раздел и последующие могут начинаться уже не кратно, т.к. могут распиливаться как угодно - лукавство винта им скорее всего уже не поможет.

Логичное следствие: при извлечении/вставке джампера имеющаяся логическая структура диска перестает "работать и читаться". Т.е. с джампером - "видится", вытащили - "не видится", надо вновь размечать, вставили - снова "видится". И наоборот, если "виделось" без него, с ним "не видится".

Что делает утилита выравнивания разделов? Она помечает начала выбранных разделов и томов, чтобы те начинались с адресов LBA, кратных как минимум 8 (как правило - с бОльшим запасом кратности: например с 2048 или 4096 LBA), а также физически передвигает данные на разницу между новым и старым адресом. Т.к. софту (за редкими особыми исключениями), операционке и файловой системе (адресующейся на кластеры) все равно, на каком секторе находится тот или иной раздел/том/кластер, то всё продолжает функционировать после выравнивания как ни в чем не бывало.

Не пропадут ли загрузочные свойства у загрузочного раздела после выравнивания? Нет, все останется как было.

Что делает Windows 7 при форматировании? Размечает разделы/тома кратно.

Будет ли Windows <какая угодно> без тормозов работать с жестким, размеченным в Windows 7? Да.

Будет ли Windows <какая угодно> без тормозов работать с жестким, размеченным в Windows XP? Нет. Надо делать выравнивание.

Если сделать формат существующего тома (в т.ч. и при установке ОС), надо ли выравнивать его заново? Нет.

Стоит ли выравнивать SSD диски? Рекомендуется - из соображений не только увеличения скорости, но и повышения долговечности.

Можно/стоит ли выравнивать флэш-диски? Можно, по крайней мере утилита Align Tool позволяет это делать. Существенного ускорения это скорее всего не принесет. Например, на протестированном с помощью CrystalDiskMark бюджетном среднячке 8GB Kingston DataTraveler 101 II после выравнивания прирост в скорости наблюдается лишь в режиме чтения мелких 4KB файлов, как под FAT32, так и под NTFS (везде кластер 4KB): 4-5% (с 6,1 до 6,4 MB/с). Энтузиастам же, готовым потратить время на хитрое форматирование, чтобы потом сэкономить на простом копировании - сюда.
Также выравнивание должно несколько уменьшить износ флэшки: хуже точно не будет, но и эффект как у ускорения. С другой стороны, при сдвиге начала раздела на позицию 4096 LBA (Align Tool) у флэшки съедается 2 MB свободного места. Стоит ли возиться, решайте сами. Но сразу предупрежу: прежде чем самостоятельно форматировать флэшку, особенно новую, стоит ознакомиться с имеющимся форматом (тип, размер кластера, смещение) и исходными скоростными характеристиками - производственное форматирование как правило оптимально, а начав химичить можно запросто потерять в скорости, а потом искать этот самый оптимум уже экспериментально и вернуться к исходному. И, что характерно, при этом теряется не только ваше время, но и часть ресурса и скорости флэшки - то, ради чего это все затевалось.

2.3. Как узнать альтернативными средствами, выровнен ли том

Важное пояснение. Хотя тема и посвящена дискам с 4-килобайтными секторами, сами af-диски в любой операционной системе и софтине (ну и соответственно во всех этих рассуждениях и расчетах) показываются, как будто они имеют 512-байтные сектора.
Такая вот тотальная скрытность: правду знают лишь жесткий диск, его производитель и вы. Иногда еще продавец, но его можно не считать.

А все отстальные: логическая разметка жесткого, BIOS, операционка, ее драйвера, файловые системы, программы, в том числе менеджеры разделов, а также соседи, друзья и родственники - не знают... Пожалуйста учитывайте это и не сломайте мозг в собственных расчетах - везде по-прежнему считается, что в секторе 512 байт.

Итак, как узнать, выровнен ли том?

Disk Alignment Test. Проглядывает сразу все доступные носители, показывает как текстом, так и в картинках интересующую нас информацию. В наличии графическая и консольная версии. Бесплатная, маленькая, не требует установки.
Автор на форуме: Сергей Волынкин Sergey_Volynkin.

... ну а также можно найти софт, который показывает начальный LBA-адрес раздела/тома, и поделить его на 8 (если стоит джампер, то (LBA+1)/8). Кратные - выровнены. Например:

DMDE, бесплатная программа для поиска, редактирования и восстановления информации на дисках, не требует инсталляции.
Запускаем, предложит выбрать устройство/диск - ставим точку на физические устройства и выбираем нужный HDD, OK. Диалог Разделы - мы на месте, смотрим графу Первый сектор у 1-го существующего раздела (1-й в списке отмеченный значком с синей точкой, а чтобы найденные не отвлекали, можно убрать соотв. галочку)

Victoria, бесплатная программа для тестирования жёстких дисков, не требует инсталляции
На вкладке Standard выбираем диск, на вкладке Advanced в группе Partition viewer жмем View part data - видим начальный и конечный LBA!
А вот рядом стоящие MBR on и MBR off нажимать строго не рекомендуется! Вообще, с упоминаемыми утилитами - поаккуратней.

Продукты Acronis и Paragon, такие как Hard disk manager и Disk director (с непривычки в этом DD можно утомиться, пока докопаешься до LBA в его Disk Editor'е) - искать в свойствах соответствующие записи.

Ссылки
Диски Advanced format наступают...

Upd: ...наступили (pdf, 1MB).
Начинаем считать технологии улучшения/избавления: (спасибо KLASS за ссылки)

Seagate SmartAlign (pdf, 700KB) - кратко, технология, вшитая в винт, позволяет не заботиться о проблеме его выравнивания - будет работать быстро в любом случае.

Проблемы с невыровненными af-дисками в цифрах - тест fcenter,
Теория по выравниванию от Paragon, еще одна статья по теории выравнивания с хабраблога Paragon.
Посты на Хабре по тэгу "advanced format", в основном по Linux.
Статья Есть проблема! - Внимание, ЖД с 4КБ секторами! на Welinux.ru
WD Advanced Format в Windows Server 2003

Модерирует : Akam1, Dr_StandBy, vertex4
Версия для печати • Подписаться • Добавить в закладки
Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27