Více místa pro vaše data

Všichni výrobci pevných disků přecházejí na modernější formát dat. Jeho výhodou je vyšší bezpečnost a žádné omezení u 3TB a větších disků, nevýhodou pak to, že si s ním systém Windows XP neporadí.
MANUEL SCHREIBER

Ještě asi před dvěma lety výrobci celkem pravidelně zvyšovali kapacitu pevných disků, a to zhruba na dvojnásobnou za dva roky. U hodnoty 2 TB se však nárůst poněkud zastavil – disky totiž dosáhly určitého limitu, za který se dostat není tak jednoduché. Nový, moderní formát AF (Advanced Format) se však s tímto problémem vypořádá a slibuje větší kapacitu a lépe zabezpečená data. V letošním roce na něj přejdou patrně všichni výrobci – uživatelé starých XP však budou mít smůlu.

Větší sektory: Lepší ochrana dat

Větší kapacity pevných disků bez jejich fyzického zvětšování je dosahováno zvyšováním hustoty uložených dat. Výrobci používají tuto metodu v podstatě už desítky let. Při zvyšování hustoty se však dostávají do stále větších problémů – dokonce i u disků s kapacitou pod 2 TB. Sektory na pevném disku jsou uloženy stále těsněji u sebe a tím je větší pravděpodobnost, že se poškodí – odolnost proti chybám se snižuje a mohlo by dojít ke ztrátě dat.
Řešením je zvýšení velikosti sektorů. Až doposud pracovala většina klasických pevných disků se sektorem o velikosti 512 bajtů. Nyní výrobci používají u větších disků sektory o velikosti 4 096 bajtů (4KB sektory), a to kvůli lepšímu využití místa a zvýšení bezpečnosti uložených dat. Každý sektor totiž potřebuje místo pro "režii" – pro opravu chyb (ECC – Error Correction Code) a identifikaci sektoru (Sync/DAM). A protože 4KB sektor je 8x vetší než 512bajtový, ušetří se při jeho použití sedm "režijních míst". Na disku tedy zůstane více místa, které lze využít pro lepší opravy chyb a pro uživatelská data (podívejte se na infografiku).
Další výhodou je to, že se obejde limit velikosti paměti: operační systém používá při přístupu k diskovým sektorům tzv.adresování LBA (Logical Block Addressing). První sektor pevného disku je LBA0, další LBA1 a tak dále. Pro tyto účely je k dispozici adresní prostor 48 bitů – při velikosti sektoru 512 bajtů je limit velikosti 130 000 TB. To je sice enormní velikost, nelze ji však využít kvůli tabulce rozdělení disku v MBR (Master Boot Record). Pro adresování je k dispozici pouze 32 bitů. Při velikosti sektoru 512 bajtů je pak limit 2 TB a při tomto způsobu řešení nelze kapacitu zvýšit. Aby bylo možné použít vetší než 512bajtové sektory, je potřebná jiná tabulka rozdělení disků – GPT (GUID Partition Table). Tu však podporují jen operační systémy Windows Vista a 7 – systém Windows XP také, ale jen v 64bitové verzi.
Dalším problémem je BIOS, který není schopen GPT přečíst. To zvládne až jeho nástupce UEFI, který se ale stal standardem až u nových základních desek pro procesory Sandy Bridge. To je důvod, proč je "Advanced Format" považován za jakýsi mezistupeň při řešení překážek s BIOS. Se 4KB sektory lze kapacitu MBR disků zvýšit až na 16 TB.

Windows XP: Příliš stará pro nové disky

Interní pevné disky mohou mít v případě použití systému Windows XP kapacitu až cca 2 TB. To už ale dnes není moc. Výrobci se to snaží obejít, a protože systém nezvládne větší než 512B sektory, používají mezi pevným diskem a operačním systémem emulátor "512e". I když jsou tedy na pevném disku 4KB fyzické sektory, tento emulátor je operačnímu systému ukazuje jako 512bajtové logické sektory. Jde samozřejmě o kompromisní řešení, které umožňuje využití větších pevných disků i uživatelům stále ještě hojně používaných Windows XP.
Kompromisy ale samozřejmě přinášejí těžkosti. Pod XP jsou pevné disky kvůli emulaci pomalejší. Při čtení se musí načíst do paměti disku celý sektor o velikosti 4 096 bajtů, který obsahuje požadovanou 512bajtovou část. Ta se potom "vytáhne" a pošle do počítače. Při zápisu je to ještě o něco složitější a pomalejší (tedy pokud se mají na disk zapsat data, která nejsou násobkem 4 096 bajtů). Pevný disk totiž musí nejprve přečíst celý 4KB sektor do interní paměti, integrovat do něj novou 512bajtovou část a potom teprve celý 4KB sektor zapíše. Tato operace je známa jako read-modify-write (RMW) a týká se zhruba pěti až deseti procent zápisů na disk. Dalším problémem je to, že fyzické sektory nemusí odpovídat klastrům, a potom se zbytečně musí přečíst dva sektory.
K dispozici jsou dvě řešení. Před instalací pevného disku může uživatel použít propojku na disku (jumper) a bloky se pak uspořádají správně pomocí firmwaru pevného disku. Tato metoda má však své nevýhody – v případě, že se propojka odstraní, můžete přijít o uložená data.
Druhá metoda je softwarová – použít můžete několik nástrojů. Například Western Digital nabízí utilitu "WD Align System Utility", kterou najdete na wdc.com a která se stará o správu disku a zarovnává diskové oddíly tak, aby seděly na 4KB sektory. Podobné nástroje už dodávají i vývojáři softwaru – například Paragon nabízí "Aligment Tool". Zkušenější uživatelé mohou využít volně dostupný nástroj GParted pro rozdělení diskových oddílů.
Přes to všechno je jasné, že uživatelé Windows XP budou mít s novými technologiemi stále větší problémy a že tento systém pomalu, ale jistě zastarává. I uživatelé Windows Vista a Windows 7 však musí být na pozoru. Systémové doplňkové nástroje (jako třeba ImageTools) musí také podporovat jinou velikost sektoru, jinak nebudou správně fungovat. Proto používejte nejnovější verze systémových nástrojů a věnujte pozornost podpoře AF.
AUTOR@CHIP.CZ


Výhody použití 4K sektorů
Díky větším sektorům zůstane na pevném disku více místa pro uživatelská data i pro kontrolu a opravu chyb (ECC – Error Correction Code).

DOPOSUD STANDARDNÍ SEKTORY V POROVNÁNÍ S NOVÝM FORMÁTEM "ADVANCED FORMAT".
STARÉ
Sync/DAM režie 40 bajtů
8x512
Error Correction Code (ECC režie) 40 bajtů
NOVÉ
Sync/DAM režie 40 bajtů
4 096 bajtů
Error Correction Code (ECC režie) 100 bajtů
500 bajtů úspora

VÍCE MÍSTA PRO DATA
Vzhledem k tomu, že na každém větším 4KB sektoru ušetříte 500 bajtů, zůstane na disku více místa pro uživatelská data – na 2TB disku získáte navíc 200 GB.
2 TB disky
STARÉ
1,73 TB data
270 GB Režie celkem
NOVÉ
1,93 TB data
70 GB Režie celkem


Nový formát nelze využít u Windows XP
Operační systém Windows XP nerozpozná 4KB sektory, a musí se proto použít 512bajtový emulátor 512e. I pak mohou ale vzniknout problémy při dělení disků kvůli "posunutí".

POMALEJŠÍ DISKY KVŮLI EMULACI
Windows XP organizují soubory do klastrů, které jsou na náhodných blocích, jež nemusí odpovídat fyzickým sektorům. Proto je někdy nutné číst a zapisovat pomocí dvou sektorů na pevném disku, a to zpomaluje.