Workshop: kopieer HDD naar SSD met juiste 4k alignment

87 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Sectoren
  3. 3. Emulatiemodus
  4. 4. 4k alignment
  5. 5. Wanneer niet uitgelijnd?
  6. 6. Alignment goed zetten
  7. 7. Stappenplan: harde schijf naar SSD kopiëren met correcte uitlijning
  8. 87 reacties

Sectoren

Al zo’n beetje sinds de eerste harde schijven, tientallen jaren geleden, werken deze met sectoren van 512 bytes. Ofwel: alle data op een harde schijf wordt opgeslagen in brokken van 512 bytes lang. Omdat de lengte van de sectoren al sinds jaar en dag hetzelfde is, sturen besturingssystemen harde schijven ook al sinds jaar en dag met datapakketten van 512 bytes per stuk aan.

Op harde schijven zijn de sectoren van 512 bytes ook fysiek aanwezig. Op het oppervlak van een harde schijf vinden we telkens achtereenvolgens een synchronisatieblok, een adresmarkering, 512 bytes data en ECC-foutcorrectiedata voor deze 512 bytes. Een harde schijf is helemaal opgebouwd uit dergelijke blokken.

De opbouw van harde schijven uit sectoren van 512 bytes begon de afgelopen jaren meer en meer een achterhaald concept te worden. Dat had fysieke als ook softwarematige redenen. Doordat de datadichtheid van harde schijven alsmaar bleef toenemen, zijn de 512 byte sectoren fysiek steeds kleiner geworden. Harde schijffabrikanten zagen in dat ze het oppervlak van een schijf efficiënter te gebruiken is wanneer er gebruik wordt gemaakt van grotere sectoren, maar bovenal ook dat de betrouwbaarheid van een harde schijf met een zeer hoge datadichtheid verbeterd kan worden wanneer de ECC-foutcorrectiedata over grotere blokken dan 512 bytes zou worden berekend. Een softwarematige reden is dat de bestandssystemen zoals gebruikt door moderne besturingssystemen inmiddels sowieso al werken met grotere blokgroottes (clusters in jargon) dan 512 bytes.

Het consortium van fabrikanten van harde schijven en gerelateerde bedrijven IDEMA (International Disk Drive Equipment and Materials Association) bracht in 2000 iedereen aan tafel om aan het probleem te gaan werken en in 2010 werd een nieuwe standaard voor harde schijven met sectoren ter grootte van 4 kilobyte officieel bekrachtigd. Inmiddels maken de veel harde schijven van de bekende merken allen intern gebruik van 4k sectors, wat men Advanced Format noemt. We komen dit vooral tegen in harde schijven van 2 TB of groter.

Efficiënter

De overstap naar 4k sectoren, ofwel advanced format, zorgt ervoor dat harde schijffabrikanten het oppervlak van hun schijven efficiënter kan inzetten. Dat zie je direct in onderstaande afbeelding. Dankzij de sectoren van 4096 bytes, blijft van de overhead minder dan één achtste over. Naar verluid leidt de overstap naar 4k-sectoren tot efficiënter gebruik van het oppervlak van harde schijven van tussen de 7 en 11 procent. Ofwel: meer data op hetzelfde oppervlak en tegelijkertijd betrouwbaardere werking, aangezien de ECC-informatie over meer data wordt berekend.

In de wereld van harde schijven is de overstap naar 4k sectoren dus in volle gang. In de wereld van SSD’s is het opslaan van data in brokken van 4096 bytes als sinds het begin de normaalste zaak van de wereld. We hebben dat al vaker beschreven in artikelen: een SSD’s is opgebouwd uit zogenaamde pagina’s van 4 kB en dat is dus de kleine hoeveelheid data die een SSD tegelijkertijd kan lezen of schrijven. Ook hier is 4k een logische keuze, aangezien de bestandssystemen van moderne besturingssystemen (NTFS voor Windows, HFS+ voor Mac OS, ext3/4 voor Linux, etc.) allen werken met clusters van 4 kB.


Harde schijven met 4k sectoren maken efficiënter gebruik van de opslagruimte

0
*