Format avansat

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Această intrare va fi wikificată
Acest articol sau secțiune despre subiectul informaticii nu este încă formatat conform standardelor .
Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia . Urmați sfaturile de proiectare de referință .
Format avansat logo.png

Formatul avansat ( AF ) este orice formatare a sectorului de discuri utilizată pentru stocarea datelor pe discurile magnetice din unitățile de discuri (HDD) care depășește 512, 520 sau 528 octeți pe sector, [1], cum ar fi 4096, 4112, 4160 și 4224 - octet (4 KB ) ale unei unități de format avansat (AFD). Sectoarele mai mari permit integrarea unor algoritmi mai puternici de corectare a erorilor pentru a menține integritatea datelor la densități mai mari de stocare.

Formatul avansat este, de asemenea, considerat o tehnologie fundamentală în istoria stocării HDD, unde datele au fost în general procesate pe segmente de 512 octeți cel puțin de la introducerea HDD-urilor de consum la începutul anilor 1980 și în blocuri similare sau mai mari. domeniul profesional de la inventarea HDD-urilor în 1956.

Istorie

Utilizarea sectoarelor de date lungi a fost sugerată în 1998 într-o lucrare tehnică publicată de Consorțiul Național al Industriei de Depozitare (NSIC) [2], care atrage atenția asupra conflictului dintre creșterile continue ale densității ariei și formatul tradițional de 512 octeți. în hard disk-uri. [3] Fără inovații inovatoare în tehnologiile sistemelor de înregistrare magnetică, densitățile de suprafață și, odată cu acestea, capacitățile de stocare, unitățile de discuri au fost aruncate în stagnare.

Organizația comercială a industriei de stocare, International Disk Drive Equipment and Materials Association (IDEMA), a răspuns organizând comitetul IDEMA Long Data Sector în 2000, unde IDEMA și principalii furnizori de hardware și software au colaborat la definirea și dezvoltarea standardelor. sectoare de date, inclusiv metodele prin care ar fi acceptată compatibilitatea cu componentele de calcul moștenite. [3] În august 2005, Seagate a livrat teste de 1K în sectorul fizic către parteneri din industrie pentru testare. [4] : Standardele industriale au fost finalizate în 2010 pentru prima generație oficială de sectoare de date lungi folosind un 4096 octet pe sector sau configurație 4K. Toți producătorii de hard disk s-au angajat să livreze noi platforme de hard disk pentru produse desktop și notebook-uri cu formatare sectorială Advanced Format până în ianuarie 2011. [5]

Termenul format avansat (AF) a fost inventat pentru a acoperi ceea ce era de așteptat să devină mai multe generații de tehnologii pentru sectorul lung de date, iar sigla sa a fost creată pentru a distinge hard disk-urile pe baza sectorului de date. Sectoare de 520 sau 528 de octeți. [1]

Prezentare generală

Comparație între formatele sectoriale la 512 și 4096 octeți [6]
Descriere Sectorul de 512 octeți Sector 4096 octeți
Spațiu, sincronizare, semn de adresă 15 octeți
Datele utilizatorului 512 octeți 4096 octeți
Cod de corectare a erorilor 50 octeți 100 octeți
Total 577 octeți 4211 octeți
Eficienţă 88,7% 97,3%
Dimensiunea sectorului dispozitivului emulat de 512 octeți
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Sectorul fizic 1 Sectorul fizic 2

Formatul avansat de primă generație, tehnologia sectorului 4K, folosește suprafața de stocare media mai eficient prin combinarea datelor care ar fi fost stocate în opt sectoare de 512 octeți într-un singur sector de lungime de 4096 octeți (4 KB). Elementele cheie de proiectare ale arhitecturii tradiționale a sectorului de 512 octeți au fost păstrate: în special marcatorii de identificare și sincronizare la început și zona de codificare a corectării erorilor (ECC) la sfârșitul sectorului. Între antetul sectorului și zonele ECC, opt sectoare de 512 octeți sunt combinate, eliminând necesitatea unor zone de antet redundante între fiecare bloc de date individual de 512 octeți. Comitetul sectorului de date lungi a selectat lungimea blocului 4K pentru standardul AF de prima generație din mai multe motive, inclusiv corespondența sa cu dimensiunea de paginare utilizată de procesoare și unele sisteme de operare, precum și corelația sa cu dimensiunea tranzacțiilor standard din baza de date relațională sisteme. [7]

Câștigurile de eficiență a formatării din structura sectorului 4K variază de la 7 la 11% în spațiul fizic al platourilor. [8] Formatul 4K oferă suficient spațiu pentru a extinde câmpul ECC de la 50 la 100 de octeți pentru a se potrivi noilor algoritmi ECC. Acoperirea îmbunătățită ECC îmbunătățește capacitatea de a detecta și corecta erorile procesate de date dincolo de lungimea defectului de 50 de octeți asociată cu formatul vechi al sectorului de 512 octeți. [9] utilizează formatul avansat standard de aceeași configurație decalaj, de sincronizare, și adresa de ștampilarea ca tradiționale aspectul sectorului de 512 octeți, dar combină opt sectoare de 512 octeți într - un câmp de date. [10]

Eficiența formatului hard diskului cu tehnologia Advanced Format 4K și ECC distribuit

Cu un număr mare de hard disk-uri vechi bazate pe sectoare de 512 octeți distribuite până la jumătatea anului 2010, multe sisteme, programe și aplicații care accesează hard disk-ul sunt proiectate în jurul sistemului convențional de 512 octeți pe sector. Angajarea la timp cu Comitetul sectorului de date lungi a oferit vânzătorilor de componente și software posibilitatea de a se pregăti pentru tranziția la formatul avansat.

De exemplu, Windows Vista , Windows 7 , Windows Server 2008 și Windows Server 2008 R2 (cu unele remedieri rapide instalate) acceptă unități de format 512e (dar nu 4Kn), [11] , precum și versiuni simultane ale FreeBSD [12] [13] [ 14] și Linux .[15] [16] Mac OS X Tiger și versiunile ulterioare pot utiliza unități de format avansat [17], iar OS X Mountain Lion 10.8.2 acceptă și criptarea acestora. Windows 8 și Windows Server 2012 acceptă, de asemenea, formatul îmbunătățit 4Kn. Oracle Solaris 10 și 11 acceptă unități de disc HD 4Kn și 512e pentru sisteme de fișiere ZFS non-root, în timp ce versiunea 11.1 oferă suport pentru instalare și boot pentru dispozitive 512e. [18]

Categorii

Printre inițiativele privind formatul avansat întreprins de Comitetul sectorului de date lungi , au fost abordate și metodele de menținere a compatibilității înapoi cu soluțiile de procesare vechi. În acest scop, au fost create mai multe categorii de dispozitive de formatare avansate.

512e

Multe componente hardware și software ale computerului gazdă presupun că hard diskul este configurat în jurul limitelor sectorului de 512 octeți. Aceasta include o gamă largă de elemente, inclusiv chipset-uri , sisteme de operare , motoare de baze de date , instrumente de partiționare și imagistică a hard disk-ului, utilitare de sistem de backup și fișiere , precum și o mică parte din alte aplicații software . Pentru a menține compatibilitatea cu componentele de calcul vechi, mulți furnizori de hard disk acceptă tehnologii Advanced Format pe suportul de înregistrare, împreună cu firmware de conversie de 512 octeți. Unitățile de disc configurate cu sectoare fizice de 4096 de octeți cu firmware de 512 de octeți sunt denumite unități de emulare Advanced Format 512e sau 512.

Zonele potențiale care utilizează cod bazat pe 512 octeți

Traducerea formatului fizic de 4096 de octeți într-un increment virtual de 512 de octeți este transparentă pentru entitatea care accesează hard disk-ul. Comenzile de citire și scriere sunt trimise către unitățile de format avansat în același format cu unitățile vechi. Cu toate acestea, în timpul procesului de citire, hard disk-ul Advanced Format încarcă întregul sector de 4096 de octeți conținând datele necesare de 512 de octeți în memoria situată pe unitate. Firmware-ul de emulare extrage și reformatează datele specifice într-un bloc de 512 octeți înainte de a le trimite gazdei. Întregul proces are loc de obicei cu o degradare redusă sau deloc a performanței.

Procesul de traducere este mai complicat atunci când scrieți date care nu sunt multiple de 4K sau care nu sunt aliniate la o limită de 4K. În aceste cazuri, hard diskul trebuie să citească întregul sector de 4096 de octeți care conține datele țintă în memoria internă, să integreze noile date în datele existente anterior și apoi să rescrie întregul sector de 4096 de octeți pe mediul disc. Această operațiune, cunoscută sub numele de citire-modificare-scriere (RMW), poate necesita o revoluție suplimentară a discurilor magnetice, cu un impact perceptibil asupra performanței pentru utilizatorul sistemului. Analiza performanței efectuată de IDEMA și producătorii de hard disk indică faptul că aproximativ 5-10 la sută din toate scrierile într-un mediu tipic de utilizator pentru PC-uri de afaceri ar putea fi aliniate greșit și ar suporta o penalizare de performanță RMW. [19] [20]

Când utilizați unități de format avansat cu sisteme de operare vechi, este important să realiniați unitatea de disc folosind software-ul furnizat de producătorul unității de disc. Realinierea discului este necesară pentru a evita o stare de performanță degradată cunoscută sub denumirea de cluster în care o partiție mutată face ca clusterele de sisteme de fișiere să se întindă pe sectoare parțiale ale discurilor fizice. Deoarece alinierea cluster-sector este determinată la crearea partițiilor de pe hard disk, software-ul de realiniere este utilizat după partiționarea discului. Acest lucru poate ajuta la reducerea numărului de scrieri nealiniate generate de ecosistemul computerului. Alte activități de pregătire a aplicațiilor pentru tranziția la tehnologii avansate de formatare sunt conduse de Comitetul sectorului de date lungi și de producătorii de hard diskuri. [21] [22] [necesită actualizare]

4K nativ

Logo nativ cu format îmbunătățit 4K

Pentru hard disk-urile care rulează în modul 4K nativ , nu există un strat de emulare, iar suportul discului expune direct dimensiunea sectorului fizic 4096, 4112, 4160 sau 4224 byte la firmware-ul sistemului și la sistemul de operare. În acest fel, organizarea sectoarelor logice vizibile extern ale unităților native 4K sunt mapate direct la organizarea lor a sectoarelor fizice interne. Din aprilie 2014, hard disk-urile native 4K de clasă enterprise au fost disponibile pe piață. [23] [24]

Disponibilitatea suportului pentru sectoarele logice 4KB din cadrul sistemelor de operare diferă între tipurile, furnizorii și versiunile lor. [11] De exemplu, Microsoft Windows acceptă unități native 4K de la Windows 8 și Windows Server 2012 (ambele lansate în 2012), [25] și Linux acceptă unități native 4K începând cu versiunea kernel Linux 2.6.31 și versiunea util-linux-ng 2.17 (lansat în 2009 și, respectiv, 2010). [26] [27]

Versiunea color a logo-ului care indică o unitate 4K nativă diferă în unele privințe de logo-ul 512e, cu patru colțuri rotunjite, un fundal albastru și textul „4Kn” în centrul logo-ului. [28]

Notă

  1. ^ a b Martin K. Petersen, Linux Data Integrity ( PDF ), pe oss.oracle.com , Oracle Corporation , 30 august 2008, p. 7. Accesat la 23 ianuarie 2015 (arhivat din original la 9 ianuarie 2015) .
    „Majoritatea unităților de disc utilizează sectoare de 512 octeți. [...] Unitățile Enterprise (SCSI / SAS / FC în paralel) acceptă sectoarele „fat” de 520/528 octeți. " .
  2. ^ Acasă- INSIC | Consorțiul de stocare a informațiilor , pe insic.org , INSIC. Adus la 12 martie 2014 (arhivat din original la 12 martie 2014) .
  3. ^ a b Apariția formatului avansat , la idema.org , IDEMA. Adus la 18 noiembrie 2013 (arhivat din original la 17 iunie 2012) .
  4. ^ Tranziția la formatul avansat al discurilor dure din sectorul 4K , la seagate.com , Seagate. Adus la 15 decembrie 2014 (arhivat din original la 20 decembrie 2014) .
  5. ^ Format avansat - Migrarea către sectoarele 4K , la seagate.com , Seagate Technology. Adus la 27 iunie 2011 (arhivat din original la 19 mai 2011) .
  6. ^ Scott Mueller, Upgrading and Repairing PCs (21st Edition) , Que Publishing, 2013, pp. 472–473, ISBN 0789750007 .
  7. ^ Ryan Smith, Western Digital's Advanced Format: The 4K Sector Transition Begins , la anandtech.com , AnandTech , 18 decembrie 2009. Accesat la 13 martie 2012 (arhivat din original la 12 martie 2012) .
  8. ^ Richard Swinburne, The Facts: 4K Advanced Format Hard Disks , pe bit-tech.net , 1 aprilie 2010. Accesat la 13 martie 2012 (arhivat din original la 6 martie 2012) .
  9. ^ Copie arhivată . Adus pe 27 decembrie 2019 (depus de „url original 28 martie 2012).
  10. ^ Curtis E. Stevens, Advanced Format in Legacy Infrastructures: More Transparent than Disruptive ( PDF ), la idema.org . Adus la 5 noiembrie 2013 (depus de „Adresa URL originală 5 noiembrie 2013).
  11. ^ a b Actualizare de compatibilitate a discului cu format avansat (4K) (Windows) , pe msdn.microsoft.com , 28 noiembrie 2012. Accesat la 3 ianuarie 2013 (arhivat din original la 11 ianuarie 2013) .
  12. ^ Săgeata timpului - FreeBSD pe unitățile de sector 4K , pe ivoras.net . Adus la 12 martie 2014 (arhivat din original la 16 martie 2014) .
  13. ^ 2.7. Alocarea spațiului pe disc , la freebsd.org . Adus la 12 martie 2014 (arhivat din original la 20 martie 2014) .
  14. ^ Configurare disc pe FreeBSD , la wonkity.com . Adus la 12 martie 2014 (arhivat din original la 12 iulie 2014) .
  15. ^ Jonathan Corbet, unități 4K-sector și Linux , pe lwn.net , LWN.net , 9 martie 2010. Accesat la 4 octombrie 2013 (arhivat din original la 4 octombrie 2013) .
  16. ^ Martin K. Petersen, Linux Storage Topology and Advanced Features ( PDF ), pe mkp.net , Oracle Corporation , 24 noiembrie 2009. Accesat la 4 octombrie 2013 (arhivat din original la 5 octombrie 2013) .
  17. ^ Cum se instalează o unitate WD Advanced Format pe un sistem de operare non-Windows , la wdc.custhelp.com , 19 ianuarie 2012. Accesat la 12 aprilie 2013 (arhivat din original la 27 mai 2014) .
  18. ^ Administrare Oracle Solaris 11.1: Dispozitive și sisteme de fișiere , la docs.oracle.com , Oracle Corporation . Adus la 6 martie 2014 (arhivat din original la 6 martie 2014) .
  19. ^ Michael E. Fitzpatrick, Unități de disc 4K Sector: Tranziția către viitor cu tehnologii avansate de format ( PDF ), la storage.toshiba.com , Toshiba. Adus la 24 octombrie 2013 (arhivat din original la 6 octombrie 2014) .
  20. ^ Goldwyn Rodrigues, Linux și sectoare de disc 4K , pe lwn.net , LWN.net , 11 martie 2009. Accesat la 24 octombrie 2013 (arhivat din original la 5 octombrie 2013) .
  21. ^ Descărcați Hitachi Align Tool , pe unități de format avansat , Hitachi Global Storage Technologies , 2010. Accesat la 3 august 2011 (arhivat din original la 23 iunie 2011) .
  22. ^ Advanced Format Software , în suport , Western Digital , 2011. Accesat la 6 ianuarie 2012 (arhivat din original la 29 decembrie 2011) .
  23. ^ Enterprise Capacity 3.5 HDD Data Sheet ( PDF ), la seagate.com , Seagate Technology , 23 aprilie 2014, p. 2. Adus la 10 august 2014 (arhivat din original la 12 august 2014) .
  24. ^ WD Re Datacenter Distribution Specification Sheet ( PDF ), wdc.com , Western Digital , 21 ianuarie 2016, p. 2. Accesat la 14 februarie 2016 (arhivat din original la 6 septembrie 2015) .
  25. ^ Politica de asistență Microsoft pentru unitățile de disc 4K din Windows , la support.microsoft.com , Microsoft . Adus la 24 octombrie 2013 (arhivat din original la 23 august 2011) .
  26. ^ Linux kernel 2.6.31, Secțiunea 11. Bloc , la kernelnewbies.org , 9 septembrie 2009. Accesat la 10 octombrie 2015 (arhivat din original la 5 noiembrie 2015) .
  27. ^ util-linux-ng 2.17 Note de lansare , pe kernel.org , 8 ianuarie 2010. Accesat la 10 octombrie 2015 (arhivat din original la 4 martie 2016) .
  28. ^ Prezentare generală a logo-ului Advanced Format , pe idema.org , IDEMA. Adus la 10 ianuarie 2014 (arhivat din original la 19 octombrie 2013) .

linkuri externe

Informatică Portal IT : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu IT
Adus din „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Advanced_Format&oldid=122367088 ”