4K-Sektoren-Übergang: Warum verschieben sich Festplatten auf 4096-Byte-Sektoren im Vergleich zu 512-Byte-Sektoren?

Ich habe festgestellt, dass einige Western Digital-Festplatten jetzt 4K-Sektoren haben , dh die Sektoren sind größer: 4096 Bytes im Vergleich zum langjährigen Standard von 512 Bytes. So:

• Was ist das große Geschäft mit 4K-Sektoren? Ist es ein Marketing-Hype oder ein echter Vorteil?
• Warum sollte sich jemand, der einen neuen PC baut, um 4K-Sektoren kümmern oder nicht?
• Warum findet dieser Übergang jetzt statt? Warum ist es nicht früher passiert?
• Gibt es Dinge, auf die Sie beim Kauf einer 4K-Festplatte achten müssen? zB Inkompatibilität?
• Was sollten wir sonst noch über 4K-Sektoren wissen?

Keiner, dies ist der beste Artikel, den ich zum Thema gelesen habe:

http://www.anandtech.com/show/2888

Kurz gesagt, um Ihre Fragen zu beantworten:

• Was ist das große Geschäft mit 4K-Sektoren?

Der Hauptvorteil ist eine effizientere Nutzung des Rohspeicherplatzes. Die erforderlichen ECC-Berechnungen begannen, bei 512-Byte-Sektoren sinkende Renditen zu erzielen, können jedoch bei größeren Sektoren wesentlich effizienter durchgeführt werden.

• Ist es ein Marketing-Hype oder ein echter Vorteil?

Der eigentliche Vorteil ist, dass Laufwerke mit mehr als 2 TB schneller erschwinglicher und zuverlässiger sind als ohne Umstellung. Die gleiche Idee gilt auch für kleinere Laufwerke, aber die Renditen sind nicht so dramatisch. Es hat einige theoretische Vorteile, wenn die Sektorgröße der allgemeinen Zuordnungsgröße in einem Volume zugeordnet wird (4 KB für NTFS sind ungefähr so ​​häufig wie Dirt), und Speicherseiten haben im Allgemeinen ebenfalls eine Größe von 4 KB (macht die Auslagerungsdatei / den Auslagerungsaustausch glücklich).

• Warum sollte sich jemand, der einen neuen PC baut, um 4K-Sektoren kümmern oder nicht?

Heute sollten Sie sich nur darum kümmern, dass Sie wahrscheinlich keinen bekommen. Es gibt immer noch ein paar Probleme, die Sie lösen können, wenn Sie sich dessen nicht bewusst sind. Windows XP-Unterstützung ist eine, die Laufwerke, die über ihre Geometrie liegen, sind eine andere.

• Warum findet dieser Übergang jetzt statt? Warum ist es nicht früher passiert?

Es befindet sich bereits seit vielen Jahren im Übergang, aber die Consumer-Laufwerke tauchen gerade erst auf dem Markt auf.

• Gibt es Dinge, auf die Sie beim Kauf einer 4K-Festplatte achten müssen? zB Inkompatibilität?

Sie werden wahrscheinlich kein Problem mit Windows 7 oder Vista haben, aber eines der älteren Microsoft-Betriebssysteme könnte Sie traurig machen. Die Kompatibilität ist integriert, kann jedoch aufgrund von Problemen mit der Sektorausrichtung zu Leistungseinbußen führen.

• Was sollten wir sonst noch über 4K-Sektoren wissen?

Lesen Sie den Artikel, aktualisieren Sie Ihre Mathematik und lesen Sie ihn dann erneut. Wirklich, es ist eine gute Sache und wird es der Speicherbranche ermöglichen, schneller voranzukommen.

512-Byte-Sektoren begannen immer dann, wenn wir wirklich kleine Medien hatten, z. B. weniger als 300-KB-Disketten. Damals ergab es einen Sinn, heute macht es keinen Sinn. Das Besondere an 4k-Sektoren ist, dass viele Laufwerke sie bereits verwenden, die Firmware jedoch fälscht 512 Sektoren. Dies gilt insbesondere für Flash-Medien und SSDs. Ich glaube, 4k ist der de facto interne SSD-Standard.

Die Hersteller haben sich also nur vorgenommen, den Mittelsmann auszuschalten und das Betriebssystem die 4k-Sektoren auf eine Weise handhaben zu lassen, die es zu können weiß (was am Ende besser ist, wenn wir die volle Unterstützung dafür bekommen).

Wenn Sie einen neuen PC bauen, spielt es eine Rolle. Einige Betriebssysteme unterstützen möglicherweise überhaupt keine 4k-Sektoren (lesen: älter) und die meisten Betriebssysteme und Dateisysteme sind immer noch für 512-Byte-Sektoren optimiert. Eine Sache, die mir einfällt, ist OpenBSD. Gegenwärtig ist die Leistung mit 4k-Sektoren im Vergleich zu 512-Byte-Sektoren nicht so gut. Zu den Problemen gehört die Partitionsausrichtung. Standardmäßig ist die erste Partition nicht an einer 4k-Grenze ausgerichtet.

Der Übergang findet wahrscheinlich jetzt aufgrund des großen Anstiegs an SSDs statt. Wie ich bereits sagte, verwenden SSDs ohnehin 4k-Sektoren intern, daher ist es viel besser, das Betriebssystem mit diesen Sektoren fertig zu werden, als es der Firmware zu überlassen, um zu erraten, was das Betriebssystem will.

Ich bin sicher, dass einige alte Motherboards Probleme mit solchen Festplatten haben, aber alles, was Sie kürzlich (in den letzten 5 Jahren) gekauft haben, sollte definitiv kompatibel sein.

Hier erfahren Sie ausführlich, was und warum http://lwn.net/Articles/322777/

Windows XP unterstützt es nicht. Linux-Userspace-Tools sind noch nicht alle vorhanden.

Es ist interessant, dass sich der verlinkte Artikel auf Festplatten konzentrierte, wenn die Leistungsvorteile größerer Sektoren mit Flash-Medien noch deutlicher sein können. Anders als bei einer Festplatte, bei der Sektoren von Natur aus unabhängig voneinander geschrieben werden können und das Schreiben von 31 Sektoren pro Sekunde für ein Jahr nicht mehr Verschleiß verursacht als das Schreiben von 31 verschiedenen Sektoren pro Sekunde für ein Jahr, wird ein typischer Flash-Chip in große Sektoren unterteilt Blöcke, die jeweils viele 528-Byte-Seiten enthalten, unterliegen den folgenden Einschränkungen:

1. Es ist möglich, eine leere Seite zu schreiben oder alle Seiten in einem Block zu löschen. Es ist nicht möglich, auf eine Seite zu schreiben, die nicht leer ist, außer durch Löschen aller Seiten im Block.

2. Wenn ein Block mehr als ein paar tausend Mal gelöscht wird, wird seine Leistung und Zuverlässigkeit so stark beeinträchtigt, dass er nicht mehr verwendet werden kann.

Aufgrund dieser Einschränkungen sind fast alle Flash-Laufwerke so konzipiert, dass das Schreiben eines Sektors nicht den Inhalt der Seite ersetzt, die zuvor die Daten dieses Sektors enthielt, sondern stattdessen eine Kopie der neuen Daten an einem anderen Speicherort speichert und dann eine Art aktualisiert der Datenstruktur, um anzuzeigen, dass die Daten an einem neuen Speicherort gefunden werden sollen und dass die vorherige Kopie als "Müll" betrachtet werden soll. Wenn der verfügbare Speicherplatz auf dem Laufwerk zu gering ist, erkennt das Laufwerk Blöcke, die hauptsächlich "Müll" enthalten, verschiebt die Position der Blöcke, die kein Müll sind, und löscht die Blöcke. Da es eine lebenslange Beschränkung gibt, wie oft jeder Block verwendet werden kann, befinden sich Dateien, die eine Weile nicht mehr berührt wurden, auf Blöcken, die

In Fällen, in denen der Benutzer eines Laufwerks häufig einzelne Sektoren ändert, kann die Tatsache, dass für jedes Sektorschreiben nur eine einzelne 528-Byte-Seite geschrieben und recycelt werden muss, ein Vorteil für die kleinere Sektorgröße sein, verglichen mit der Tatsache, dass jeder Schreibvorgang den Zyklus von acht erzwingt 528-Byte-Seiten. Auf der anderen Seite wären die mit einer einzigen logischen 4096-Byte-Sektoraktualisierung verbundenen "Buchhaltungs" -Kosten wahrscheinlich ein Bruchteil der Kosten, die mit acht unabhängigen 512-Byte-Sektoraktualisierungen verbunden wären [in der Tat könnten sie geringer sein als die damit verbundenen Kosten] sogar mit einem einzigen 512-Byte - Sektor zu aktualisieren, da würde der Antrieb nur 1/8 so viele Sektoren insgesamt zu verwalten hat.]

Abhängig von den Zugriffsmustern kann es vorkommen, dass ein Flash-Laufwerk mit 4K-Sektoren eine schlechtere Leistung erzielt als eines mit 512-Byte-Sektoren. In anderen Fällen kann die Leistung des 4K-Laufwerks jedoch merklich besser ausfallen.