Диски расширенного формата

Введение

Технологии хранения развиваются. Емкость жестких дисков неуклонно увеличивается до терабайтного диапазона, а отраслевые стандарты меняются, чтобы такие большие диски были надежными и хорошо работали.

До недавнего времени жесткие диски ПК всегда имели 512 байт на сектор как для физических, так и для логических секторов. По этой причине существующие операционные системы и утилиты Microsoft Windows были оптимизированы для секторов размером 512 байт. В частности, утилиты файловой системы, средства создания образов дисков, утилиты резервного копирования и другие типы программного обеспечения были оптимизированы для обеспечения максимальной производительности при использовании дисков с размером сектора 512 байт.

Преимущества дисков расширенного формата

Однако сейчас на рынке начинают появляться жесткие диски первого поколения для ПК с размером сектора больше 512 байт. Эти диски обычно называют дисками расширенного формата, и они имеют физические сектора размером 4096 байт. Это восьмикратное увеличение плотности битов имеет два основных преимущества:

• Это позволяет увеличить емкость жесткого диска, не требуя дополнительных пластин на жестком диске.
  
• Это улучшает исправление ошибок, позволяя использовать более длинные кодовые слова ECC, что может повысить надежность передачи данных.

Однако проблема с увеличением числа байтов на физический сектор заключается в том, что ключевые компоненты операционной системы, такие как драйверы файловой системы и утилиты резервного копирования, исторически были оптимизированы для работы с 512-байтовыми секторами. В результате простое изменение количества байтов на сектор с 512 на 4096 может привести к тому, что некоторые из этих компонентов не будут работать должным образом или станут ненадежными в своей работе. Advanced Format решает эту проблему посредством эмуляции — интерфейс жесткого диска «транслирует» каждый 4096-байтовый физический сектор в восемь логических секторов по 512 байт. Из-за этой эмуляции драйверы Advanced Format иногда называют дисками 512e («e» означает «эмуляция»).

Поддержка дисков расширенного формата в операционных системах Windows

Поддержка дисков Advanced Format в операционных системах Windows постоянно развивается. Вот краткое изложение:

Windows XP, Windows Server 2003 и Windows Server 2003 R2. Во-первых, более ранние версии, чем Windows Vista, не включают встроенной поддержки дисков Advanced Format, поэтому, если вы просто вставите диск 512e в коробку с Windows XP или Windows Server 2003 и попытаться использовать его, вы можете столкнуться с проблемами, связанными с производительностью и надежностью этих дисков. К счастью, производители дисков Advanced Format, такие как Western Digital, могут предоставить программное обеспечение для этих платформ, которое может решить некоторые из этих проблем. Например, Western Digital предоставляет утилиту под названием WD Align Windows, которая якобы позволяет дискам Advanced Format работать с полной производительностью в этих более ранних версиях Windows за счет правильного выравнивания разделов. Однако снижение производительности наблюдалось при использовании дисков Advanced Format в старых операционных системах Windows, поэтому утилиты, предоставляемые поставщиком, подобные этим, могут иметь ограниченную пользу для определенных сценариев.

Windows Vista. Встроенная поддержка дисков Advanced Format в операционных системах Windows впервые появилась в Windows Vista. В частности, Vista иногда может определить, что жесткий диск относится к типу 512e, но это почти все, и она может делать это только с определенными типами шин и драйверами.

Windows Server 2008 — та же поддержка, что и для Windows Vista, описанной выше.

Windows 7 — RTM-версия Windows 7 включает улучшенную поддержку дисков Advanced Format. Однако были некоторые проблемы, связанные с этой поддержкой, поэтому Microsoft позже выпустила исправление для решения этих проблем. Дополнительные сведения см. в статье базы знаний 982018. Дополнительную информацию можно найти в этом сообщении в блоге от группы хранения в Microsoft.

Windows Server 2008 R2 — та же поддержка, что и для Windows 7 RTM выше, за некоторыми исключениями. Например:

• Роль сервера Hyper-V несовместима с дисками Advanced Format. Это связано с тем, что драйвер виртуального жесткого диска предполагает, что размер физического сектора составляет 512 байт, и поэтому использует 512-байтовые операции ввода-вывода. Другими словами, VHD выровнены по 512 КБ, поэтому, если вы храните файлы VHD на диске 512e, Hyper-V не сможет открыть файлы VHD. Дополнительные сведения см. в статье базы знаний 2515143.
  
• Microsoft SQL Server не полностью совместим с дисками Advanced Format. В частности, если вы храните базу данных SQL Server или файл журнала на диске 512e, результатом может быть низкая производительность и даже потеря целостности данных. Дополнительные сведения см. в этом сообщении в блоге службы поддержки клиентов Майкрософт (CSS).

Windows 7 с пакетом обновления 1 (SP1) и Windows Server 2008 R2 с пакетом обновления 1 (SP1). Исправление, описанное в статье KB 982018, включено в пакет обновления 1, поэтому эти операционные системы теперь обеспечивают наилучшую поддержку дисков 512e из всех операционных систем Windows. Для получения дополнительных сведений перейдите к Windows Server 2008 R2 с пакетом обновления 1 на сайте TechNet и нажмите «Заметные изменения в пакете обновления 1 для Windows 7 и Windows Server 2008 R2», а затем загрузите файл Word «Заметные изменения в Windows 7 и Windows Server 2008 R2 с пакетом обновления 1». док.

Идентификация дисков расширенного формата

Как, кроме обращения к документации, предоставленной поставщиком, определить, есть ли в ПК какие-либо диски Advanced Format? К счастью, Кит Гарнер из Xtreme Consulting Group создал бесплатную утилиту IsAdvancedFormat.exe, которая может сделать именно это. См. этот пост в блоге для получения подробной информации и для загрузки инструмента.

Почему вы не можете использовать средство информации о системе Msinfo32.exe для этого? Msinfo32, который включен во все версии Windows, начиная с Windows XP, и вы можете использовать его для сбора информации о компьютере, диагностики проблем и доступа к другим инструментам устранения неполадок. Если вы запустите этот инструмент и выберите «Компоненты», а затем «Диски», вы сможете просмотреть размер сектора каждого жесткого диска в системе (см. рис. 1). К сожалению, Msinfo32 использует WMI для получения этой информации, а это означает, что он сообщает размер логического сектора, а не размер физического сектора. В результате ваши диски 512e будут сообщены Msinfo32 как 512 байт/сектор.

Рисунок 1: Msinfo32 сообщает о 512 байтах на сектор как для традиционных жестких дисков, так и для более новых дисков 512e.

Однако, если у вас установлена последняя версия исправления KB 982018, вы также можете использовать команду fsutil fsinfo ntfsinfo <диск>:, чтобы определить, относится ли диск в системе к типу 512e.

Почему все это имеет значение?

Сообщается, что OEM-производители, такие как HP, Dell и Lenovo, начнут поставлять диски Advanced Format, когда их текущий запас стандартных дисков с 512 секторами будет исчерпан, и это, возможно, уже произошло к тому времени, когда вы читаете эту статью. Другими словами, если вы все еще используете Windows XP в своей среде и заказываете новые системы у OEM-производителя, в этих системах могут быть диски расширенного формата. И даже если разделы этих дисков были выровнены с помощью утилит, поставляемых поставщиком, результатом может быть некоторое снижение производительности по сравнению с системой, имеющей стандартные диски с 512 секторами.

Какова мораль истории? Ускорьте переход на Windows 7 с пакетом обновления 1 (SP1), и вы не только получите выгоду от повышенной безопасности и других улучшений в этой новой операционной системе, но и сможете в полной мере воспользоваться повышенной надежностью и увеличенной емкостью дисков Advanced Format.

Рекомендуемое чтение:

Для тех, кто заинтересован, ниже приведена дополнительная информация по теме дисков Advanced Format:

• Расширенный формат Western Digital: переход к сектору 4K начинается (AnandTech)
  
• Знакомство с технологией WD Advanced Format HD (HotHardware)
  
• Информация о политике поддержки Microsoft для дисков с большими секторами в Windows (поддержка Microsoft)
  
• Эмуляция 512 байт (512e) Обновление совместимости диска (MSDN)