Advanced Format — будущее жестких дисков

Достоинства нового формата жестких дисков — возможность создания трехтерабайтных накопителей и высокая надежность, недостаток — снижение быстродействия в Windows XP.

На отметке 2 Тбайт рост емкости жестких дисков остановился: традиционная архитектура достигла предела своего развития. Новый стандарт, получивший название Advanced Format, позволит создавать более вместительные и надежные винчестеры благодаря использованию секторов большего размера. Все производители обещают перейти на него уже в текущем году.

Более крупные сектора: надежная защита данных

Увеличение емкости жестких дисков в последние десятилетия обеспечивается путем повышения плотности записи. Однако при достижении значения порядка 2 Тбайт этот метод становится нерезультативным. При более плотном расположении секторов увеличивается риск возникновения ошибок и потери данных.

Решением стало увеличение размера секторов. В настоящее время в большинстве дисков он равен 512 байтам. Теперь же производители начинают выпуск моделей с четырехкилобайтными (4096 байт) секторами. Каждый из них снабжается меткой входа (Sync/DAM) и кодом коррекции ошибок (Error Correcting Code, ECC). Как и прежде, после каждого сектора размещается пустая промежуточная область. Так как один сектор размером 4096 байт соответствуют восьми 512-байтным, удается исключить семь промежуточных областей. Это позволяет высвободить дополнительный объем драгоценного дискового пространства.

Другим достоинством формата является снятие ограничения емкости накопителей.

Операционная система использует для адресации и доступа к данным на жестком диске механизм LBA (Logical Block Addressing) с доступным адресным пространством в 48 бит, что соответствует максимальной емкости носителя, превышающей 130 000 Тбайт, при размере сектора в 512 байт. Однако на практике такую огромную емкость невозможно обеспечить, так как содержащаяся в главной загрузочной записи таблица разделов не позволяет адресовать более 32 бит. При 512-байтовых секторах это соответствует двум терабайтам — большего при использовании традиционной архитектуры добиться невозможно.

Для полноценного использования более емких накопителей с 512-байтными секторами необходим другой формат размещения таблиц разделов (GUID Partition Table, GPT).

Windows Vista и 7 поддерживают его, а XP — только в 64-битной версии. Однако большинство разновидностей BIOS не работает с таблицей разделов GPT. Решить проблему поможет переход на UEFI, однако этот программный интерфейс лишь недавно появился на новых материнских платах для процессоров с архитектурой Sandy Bridge. Поэтому Advanced Format необходим как промежуточное решение, позволяющее обойти связанные с BIOS препятствия и использовать диски емкостью до 16 Тбайт даже при 32-битной адресации в главной загрузочной записи.

Windows XP: слишком стара для новых HDD

Windows XP не способна работать с большими четырехкилобайтными секторами, поэтому в устройствах с Advanced Format пока используется эмуляция 512-байтовых. Это позволяет обмануть операционную систему, создав видимость использования совместимого варианта. Такой компромисс дает возможность устанавливать в Windows XP более емкие накопители. Однако при этом заметно снижается быстродействие. XP создает первый раздел с сектора LBA под номером 63, а в случае с четырехкилобайтными секторами он должен начинаться с LBA 64. В результате раздел начинается последним блоком сектора (см. рисунок).

Windows XP, в свою очередь, разделяет винчестер на кластеры, размер которых также составляет 4 кбайт. В результате контроллеру жесткого диска приходится выполнять чтение или запись двух четырехкилобайтных блоков для каждого четырехкилобайтного кластера, что приводит к снижению скорости работы накопителя.

Эту проблему удается решить двумя способами. Во-первых, перед подключением HDD можно установить перемычку, позволяющую обеспечить правильное расположение блоков. Недостаток этого метода заключается в возможной потере данных при отключении перемычки.

Другим решением является использование специального программного обеспечения. Так, с сайта компании Western Digital (http://wdc.com) можно скачать утилиту WD Align System Utility, способную выполнить выравнивание разделов. Аналогичные программы предлагают и сторонние разработчики — например, компания Paragon с ее Alignment Tool. Но, несмотря на это, пользователям Windows XP стоит задуматься о том, что данная операционная система уже устарела для новых технологий.