Jump to content
«ПЛАНАР-СИТИ»
  • Announcements

    • DVN

      Борьба за Авторское право

      Предупреждаю всех и сразу, чтобы потом не было обид и обиженных. Согласно п.4.2.3 Правил форума с 13.03.2007 года все посты содержащие разного рода статьи, стихи, рассказы, обзоры и рецензии и т.д., и т.п. БЕЗ УКАЗАНИЯ копирайта будут сразу же удаляться в Корзину.
    • DVN

      Борьба за Авторское право-2

      Предупреждаю ЕЩЁ РАЗ, всех и сразу, чтобы потом не было обид и обиженных. Согласно п.4.2.3 Правил форума все посты содержащие разного рода статьи, стихи, рассказы, обзоры и рецензии и т.д., и т.п. БЕЗ УКАЗАНИЯ копирайта (авторства, ссылки на источник, откуда Вы взяли эту информацию) будут сразу же удаляться в Корзину. Если Вы автор представленной информации, так и пишите - © ник
Sign in to follow this  
DVN

Western Digital EARS: новая линейка с секторами по 4 кбайт

Recommended Posts

Western Digital EARS: новая линейка с секторами по 4 кбайт

5 февраля 2010

 

7839f5ddcaf0t.jpg

 

Введение

 

Samsung уже выпускала несколько жёстких дисков, которые используют размер сектора больше 512 байт, а именно Spinpoint M7E или портативный S1 Mini. Однако именно Western Digital представила новую линейку жёстких дисков EARS, которая обеспечивает поддержку размера сектора 4 кбайт на массовом рынке. Основная причина подобного шага заключается в увеличении чистой ёмкости из-за снижения объёма информации ECC в результате перехода на сектор большего размера. Мы протестировали 1-Тбайт жёсткий диск Western Digital Caviar Green (WD10EARS), чтобы оценить новую технологию.

 

Advanced Format

 

Данный термин стала использовать Western Digital, назвав последние продукты с сектором 4 кбайт как Advanced Format Drive(s). Впрочем, под данным названием скрывается только увеличение размера сектора с 512 байт до 4 кбайт. Основная цель - повышение ёмкости, но реализация оказалась отнюдь не тривиальной. Но давайте начнём с самых основ.

 

Жёсткие диски: основы

 

Жёсткие диски состоят из одной или нескольких вращающихся пластин, на которые нанесено магнитное покрытие. Головки отвечают за чтение или запись информации на поверхности - их работу можно представить аналогично звукоснимающей головке с иглой у винилового проигрывателя, хотя в данном случае головки расположены по обеим сторонам пластины. На поверхности каждой пластины размечены концентрические дорожки. Каждая дорожка содержит разное число секторов (им и посвящена нынешняя статья), и каждый сектор содержит определённое число битов. Значение бита "0" или "1" определяется магнитными свойствами участка. Все последние жёсткие диски базируются на так называемой технологии перпендикулярной магнитной записи, при которой магнитные домены ориентированы вертикально, а не горизонтально в отличие от предыдущего поколения. Перпендикулярная запись (PMR) позволила значительно увеличить плотность записи данных, которая измеряется в гигабитах на квадратный дюйм.

 

Как увеличить ёмкость?

 

Традиционный и наиболее часто встречающийся способ увеличения ёмкости заключается в повышении плотности записи данных. Конечно, гигабиты на квадратный дюйм позволяют технически точно выразить плотность хранения данных, но часто также говорят и о ёмкости одной пластины. 3,5" жёсткие диски сегодня могут хранить до 500 Гбайт на одной пластине с традиционными секторами по 512 байт. 2,5" жёсткие диски для ноутбуков по-прежнему ограничены 320 Гбайт на пластину, хотя вскоре плотность записи должна увеличиться. На данный момент вполне очевидно, что большее число пластин также приведёт и к увеличению общей ёмкости. Однако это увеличит себестоимость, а также количество движущихся частей.

 

Больший размер сектора приводит к меньшему количеству служебной информации

 

c1cc8679576at.jpg

 

Больший размер сектора приводит к увеличению чистой ёмкости, поскольку при этом снижается количество информации ECC и количество границ между секторами. WD утверждает, что переход с 512-байт на 4-кбайт сектор приводит к увеличению "чистой" ёмкости на 7-11%. Эффективность контроля ошибок ECC тоже увеличивается, поскольку один длинный код ECC требует меньше вычислений, чем несколько мелких кусочков. Впрочем, есть всё же некоторые проблемы.

 

182e4b7d7363t.jpg 7321bf3b4fadt.jpg

 

WD стала первым производителем, массово представившим на рынок жёсткие диски с размером сектора 4 кбайт. Хотя для Western Digital это нельзя назвать серьёзным технологическим прорывом, да и объявление прошло довольно тихо, важна технология сама по себе и её правильная реализация. Причина кроется в проблемах с производительностью, если вы не обратите внимания на размер сектора в 4 кбайт при работе с операционными системами старее, чем Windows 7 или Vista. Мы как раз обсудим это чуть ниже. Именно поэтому WD, как нам кажется, решила переходить на размер сектора 4 кбайт на линейке Caviar Green, поскольку этим экономичным накопителям максимальная производительность не требуется.

 

Есть простой способ определить накопитель Advanced Format: это можно заметить по наклейке жёсткого диска (см. чуть ниже) или по размеру кэш-памяти. Ни один другой жёсткий диск WD для массового рынка за исключением моделей Caviar Black или RE4 не оснащается кэшем на 64 Мбайт. По крайней мере, в случае линейки Caviar Green это явно указывает на модели AFD.

 

Новая линейка продолжает модельный ряд EADS, рассмотренный нами в сентябре 2009 года, при этом вы получите прирост производительности по сравнению с предшествующими моделями. Скорость вращения шпинделя по-прежнему составляет 5400 об/мин, но по энергопотреблению мы получили новый рекорд: 2,8 Вт в режиме бездействия – это меньше, чем у любого другого 3,5" винчестера. Но следует помнить, что 1-Тбайт жёсткий диск использует всего две пластины; если бы пластин было три или четыре, то энергопотребление было бы уже не таким низким. Энергопотребление под нагрузкой чуть больше, чем у WD10EADS, но всё равно находится на относительно невысоком уровне. Производительность приложений в PCMark Vantage не впечатляет, но, опять же, не следует забывать, что этот накопитель и не позиционировался для рекордной производительности.

 

Характеристики 4-кбайт сектора (Advanced Format)

 

d40871dccf48t.jpg

 

WD установила на WD10EARS наклейку, на которой приведены общие инструкции по установке привода, чтобы получить максимальную производительность. Инструкции вполне простые: используйте программное обеспечение WD Align, чтобы получить максимальную производительность под Windows XP с несколькими разделами или при клонировании разделов, либо установите перемычки 7-8 до установки Windows XP на единственный раздел накопителя WD10EARS Advanced Format. Все другие операционные системы, а именно Windows Vista и Windows 7, не требуют вмешательства со стороны пользователя.

 

Эта информация уже говорит о многом: вероятно, две последние версии Windows готовы к работе с накопителями с 4-кбайт сектором, а Windows XP – нет. Кроме того, есть ещё один параметр, который следует выравнивать в некоторых ситуациях (если следовать инструкциям WD). А именно размер логических секторов против физических: все накопители, использующие секторы размером 4 кбайт могут эмулировать секторы по 512 байт в целях совместимости, поскольку некоторые приложения будут ещё некоторое время использовать секторы по 512 байт. Поэтому новые физические блоки по 4 кбайт состоят из восьми логических блоков по 512 байт. И с этим могут возникнуть проблемы.

 

"Подводный камень" по производительности

 

Если объёмы данных по 512 байт необходимо записать по двум физическим блокам по 4 кбайт, то жёсткий диск будет считывать задействованные блоки по 4 кбайт, модифицировать их, после чего вновь записывать на жёсткий диск. Этот процесс ещё называют чтение-модификация-запись (read-modify-write, RMW). Конечно, если подобные ситуации будут происходить время от времени, то ничего страшного не произойдёт, но когда постоянно возникают проблемы выравнивания восьми 512-байтных секторов по физическим 4-кбайт блокам, то падение производительности может стать уже серьёзным. Поэтому WD предлагает собственную утилиту Alignment (информацию и ссылку на скачивание можно найти здесь), которая просто перегруппирует все данные на жёстком диске, чтобы логические блоки 512-байт секторов начинались с начала физических 4-кбайт секторов.

 

Windows XP против Vista и 7

 

Windows Vista и Windows 7 умеют работать с секторами разного размера, то есть они автоматически выполняют выравнивание 512-байт секторов, в случае, когда физические секторы жёсткого диска начинаются с блока LBA 2048. У Windows XP нет такой возможности, а поскольку ОС создаёт первый раздел с сектора LBA под номер 63, то все последующие секторы будут неправильно выровнены, что ощутимо сказывается на производительности: каждая операция записи теперь включает операции чтения-модификации-записи, что привносит дополнительную задержку из-за дополнительного вращения пластин жёсткого диска.

 

Linux?

 

Linux fdisk позволяет легко и просто создавать разделы, если вам требуется учитывать 4-кбайт секторы жёсткого диска. Параметр –u позволяет определять абсолютный номер сектора. Любое число секторов, делящееся на восемь, будет прекрасно работать (то есть, например, 2048, как происходит в случае Windows Vista/7).

 

Утилита выравнивания WD

 

Western Digital сегодня предлагает два способа решения проблем с производительностью. Первый – утилита Alignment, которая просто переделывает все текущие разделы так, чтобы они начинались со "свежего" 4-кбайт физического сектора. Второй способ касается таинственной перемычки 7-8 на жёстком диске, которую мы не рекомендуем использовать: это совершенно милый патч таблицы разделов, поскольку он просто увеличивает эффективный сектор LBA на единицу: в итоге Windows XP, которая создаёт первый раздел на LBA 63, будет начинать его с сектора 64, поэтому раздел будет выровнен с 4-кбайт размером сектора жёсткого диска. К сожалению, если вы уберёте перемычку, то все ваши данные будут потеряны, в то время как утилита Alignment не такая опасная. Всё что вам потребуется – немного терпения, пока у жёсткого диска все разделы не будут выровнены так, как требуется. Утилита Alignment проработала с нашей тестовой установкой с инсталлированными драйверами и тестовыми приложениями (примерно 20 Гбайт) чуть больше одного часа.

 

3754e8f3042ct.jpg

 

Результаты тестов

 

Диаграмма передачи данных

 

1e9572516135t.jpg

 

Пропускная способность нового жёсткого диска выглядит вполне приличной, учитывая, что скорость вращения шпинделя составляет не самые рекордные 5400 об/мин.

 

(с) http://www.thg.ru

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

×