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扇区变大 西数推新标准拓展硬盘10%容量

  【IT168 专稿】日前,西部数据公司表示将推出一种被称为“先进格式化(Advanced Format)”的硬盘扇区分割技术,采用该技术可以有效节约硬盘上的存储面积,预计可以将现有硬盘的可用容量提升7%至11%。这项技术不但提升了有效存储空间,还将磁盘的“突发纠错”性能提到了新的高度。

  据了解,早先的传统硬盘扇区分割的大小为512byte。也就是说,每512byte数据之间,硬盘会加入一个同步/分隔(Sync/DAM)区域和一个ECC错误校验区域(如下图所示)。在过去以MB为记录单位计量硬盘大小的时代,这种分割是适宜的,但是随着硬盘目前数百数千GB的存储空间来看,过小和过密的扇区分割浪费了相当多的空间。西部数据所计划采用的“先进格式化”模式,将每4KB数据分割为一个“较大”的扇区,相当于原先8个扇区合一,这样一来节省了大量的分割和ECC效验区。

  实际上,由于硬盘存储密度越来越大,磁头在存取数据时的信噪比(SNR)会出现明显的下降,ECC效验就是用来防止存取数据时发生的错误。而原先512byte的“细分”扇区占用掉了磁盘接近10%的空间用作效验,这也变相的抵消了存储密度上升之后带来的空间。西部数据发现,如果采用“先进格式化”,4KB的大扇区不但释放了更多的空间,其ECC效验的效率也会显著提高。比如,512byte的一个扇区需要40byte的ECC校验区,而4KB扇区只需要100byte,直接节省了40x8-100=220byte的存储空间。另外,更大的扇区还能让纠错时一次性更改更大量的数据,让“突发纠错”(burst error correction)效率更高。

  西部数据称,“先进格式化”可以让磁盘格式化效率(格式化后容量)提升7%到11%,同时ECC校验效率提升50%,整体容错能力提升两个数量级。因此,新技术还会让磁盘的可靠性明显提升。而对于消费者来说,4KB扇区技术的最大裨益就是更大的格式化容量。

  为什么选用4KB而不是2KB、8KB来替代512byte扇区?这是因为4KB在计算机系统中的特殊地位。在x86架构中,通常情况下内存的分页(Page)容量即为4KB,而在磁盘文件系统中,包括NTFS、EXT3和HFS+格式的簇(cluster)容量也同样是4KB。这样一来,用4KB的磁盘扇区中读取的数据可以正好装满一个内存页,也映射着磁盘分区中的一个簇,自然是非常好的选择。

  相信大家也都想到了,这种变化可能会带来兼容性的问题。为避免这一问题,WD将4KB的物理扇区划分为8个依然为512Byte的逻辑扇区,新旧标准的转换工作依靠硬盘固件进行。操作系统方面,西数表示Windows 7和Vista可以直接管理扇区容量为4KB的分区,而Windows XP用户则需要下载一款免费的WD Align分区校准工具。另外,Windows 7和Vista用户在使用一些磁盘工具创建新分区时同样也需要WD Align工具。

  西部数据表示,首批使用“先进格式化”技术的硬盘为Caviar Green绿盘系列的单碟500GB型号,其型号标识为WD10EARS(旧版为EADS)。除了查看型号外,由于目前还没有软件能够分辨磁盘的原生扇区尺寸,WD Align也是唯一的识别工具。

  最后需要指出的是,4KB扇区技术并非西部数据的专利。该计划由IDEMA(国际磁盘驱动器设备与材料协会)推动,预计在2011年之前,各大硬盘厂商都会推出自己的4KB扇区硬盘,只是可能在操作系统兼容性上的解决方案略有不同。至于何时才能够直接使用原生4KB扇区,结束模拟512byte扇区的“过渡期”,目前的预计是在彻底淘汰Windows 5.x系统的2014年(WinXP技术支持终止)左右。

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