Was ist der Sinn von Festplatten, die ihre physische Sektorgröße melden?

Welchen Vorteil hat ein Betriebssystem, wenn es sich der physischen Sektorgröße bewusst ist, wenn das Betriebssystem unabhängig davon in 512-Byte-Sektoren mit dem Laufwerk sprechen muss?

Die logische Größe ist eine Mindestgröße, um Daten zu übertragen. Da dies ein Blockgerät ist, wird jede Datenübertragung zwischen Host-Computer und Laufwerk in Vielfachen dieser logischen Blockgröße sein.

Die physikalische Größe ist eine optimale Größe, um Daten zu übertragen, und spiegelt die Größe des tatsächlichen gelesenen wider und write Operationen auf der Ebene Controller / drive.

Wenn der Hostcomputer einen Lesevorgang eines logischen Sektors anfordert, führt der Controller/das Laufwerk einen Lesevorgang des physischen Sektors aus, der den logischen Sektor enthält.
Wenn die logische Sektorgröße der physischen Sektorgröße entspricht, ist die Bedienung einfach. Wenn die logische Sektorgröße kleiner als die physische Sektorgröße ist, muss der logische Sektor von der Steuerung aus dem physischen Sektor extrahiert werden für übertragung auf den Host-Computer.

Wenn der Hostcomputer einen Schreibvorgang für einen logischen Sektor anfordert, ist die Größe des physischen Sektors wichtig.
Wenn die logische Sektorgröße der physischen Sektorgröße entspricht, ist der Schreibvorgang einfach und kann direkt fortgesetzt werden. Der Zustand des vorherigen Inhalts des Sektors hat keinen Einfluss auf den Schreibvorgang.

Wenn die logische Sektorgröße kleiner als die physische Sektorgröße ist, muss der Controller zuerst eine Leseoperation von der physische Sektor, der den logischen Sektor enthält.
Wenn der Lesevorgang erfolgreich ist, wird der logische Sektor in den physischen Sektor eingefügt und der physische Sektor wird in seinen Namen geschrieben.
Wenn der Lesevorgang nicht erfolgreich ist (auch nach wiederholten Versuchen), kann der Schreibvorgang nicht abgeschlossen werden.

Wenn das Betriebssystem die Lese-und Schreibvorgänge mit der physischen Sektorgröße ausführt (unter Verwendung der im ATAPI-Befehlssatz verfügbaren Multisektoroperationen), lauten die Schreibvorgänge effizienter durchgeführt (und ohne unnötige Chance auf Unvollständigkeit).

Die logische Sektorgröße definiert vollständig, wie ein Betriebssystem mit einem Laufwerk sprechen kann. Keine Ausnahmen. Was nützt es, die physische Sektorgröße zu kennen, wenn Sie nur in logischer Sektorgröße kommunizieren dürfen?

Ihre Behauptung von "keine Ausnahmen" ist falsch.
Der ATAPI-Befehlssatz, der mit der IDE-Festplatte eingeführt wurde, konnte immer Lesen und Schreiben Operationen mit einem sector count - parameter. Dies ist lediglich eine Erweiterung bestehender Festplatten-und Floppy-Controller-Schnittstellen, die auch sektorübergreifende Lese - /Schreibvorgänge ausführen konnten (solange sich die Sektoren auf derselben Spur befanden).

Wenn das Betriebssystem die zugrunde liegende physische Sektorgröße kennt, kann es seine Abfragen so optimieren, dass so wenig physische Vorgänge wie möglich erforderlich sind. Insbesondere bei SSDs ist das physikalische Betriebslimit (4KB IOPS-Limit) oft die ultimative Grenze der Gerätegeschwindigkeit, daher ist es wichtig, diese Kapazität optimal nutzen zu können.

Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten, auf einen Speicherort innerhalb eines Laufwerks zuzugreifen: Eine ist das CHS-Schema und die andere das LBA-Schema.

CHS steht für Zylinder, Kopf, Sektor und ist die niedrigste Methode, um zu bestimmen, wo vom Laufwerk gelesen oder geschrieben werden soll. Sie weisen es an, Zylinder x, Kopf y und Sektor z zu verwenden und den Inhalt dieses Speicherorts an oder von einer Adresse im Speicher (einem Puffer) zu lesen oder zu schreiben. Es wird von den tatsächlichen, physikalischen Komponenten eines (traditionellen, Spinnen) abgeleitet 4) Festplatte, auf der Sie physische Zylinder und Leseköpfe haben. Der Sektor ist die kleinste adressierbare Einheit und wurde traditionell auf 512 Byte festgelegt.

LBA ist eine logische Byte-Adressierung, bei der das Laufwerk von einer Sektoradresse liest und in diese schreibt, indem es beispielsweise den 1238-ten Sektor auf der Festplatte liest oder diesen in den 123734-ten Sektor auf der Festplatte schreibt (beginnend mit Null).

Das problem? Jeder dieser Werte ist im Bereich begrenzt. In der Tat, wegen wie stark begrenzte CHS war, musste LBA eingeführt werden. Für CHS sind die möglichen Werte für C (den Zylinder) 1023, während H (Köpfe) maximal 255 sein kann und S (Sektor) nur bis 63 gehen kann, was bedeutet, dass Sie höchstens 1024 Zylinder x 255 Köpfe x 64 Sektoren x 512 Bytes haben können abgebildet im traditionellen CHS-Format, was Ihnen eine Gesamtsumme von unter 8 GiB gibt! Mit CHS ist es einfach nicht möglich, auf eine Festplatte mit mehr als 8 GiB zuzugreifen!

Also wurde LBA mit einem 32-Bit-Limit eingeführt, das Ihnen 2^32 x 512 Bytes oder 2 TiB Limit gibt on disk size - Dies ist der Grund, warum eine MBR-Festplatte 2TiB nicht überschreiten kann, da sie CHS und LBA verwendet, um Partitionsgrößen anzugeben, und keine kann etwas über 2TiB unterstützen.

Neuere, bessere Optionen wurden eingeführt, wie das GPT-Partitionierungsschema, das LBA auf 64 Bit erweitert und Ihnen viel mehr gibt, als Sie jemals bei 2^64 x 512 Bytes benötigen werden - aber Es gibt einen Haken: viele Legacy-Hardware und Legacy-Betriebssysteme und Legacy-BIOS-Implementierungen und Legacy-Treiber unterstützen Sie UEFI oder GPT nicht, und viele Leute möchten etwas haben, das einfacher aktualisiert werden kann, um das 2TiB-Limit zu überschreiten, ohne den gesamten Stapel von Grund auf neu schreiben zu müssen. Und endlich erreichen wir die 4096-Sektorgröße.

Siehe, während aller oben diskutierten Einschränkungen war eine Sache eine feste Annahme: die Sektorgröße. Vom ersten Tag an waren es 512 Bytes und seitdem ist es so geblieben. Aber vor kurzem haben Festplatten-Hersteller erkannt, dass es eine gelegenheit, etwas Magie zu wirken: Nehmen Sie das traditionelle CHS oder 32-Bit-LBA und ersetzen Sie einfach die Sektorgröße durch 4096 (4k) anstelle von 512 Bytes. Wenn ein Betriebssystem "Gib mir den 2.Sektor auf der Festplatte" sagt, indem es LBA 1 anfordert (weil LBA 0 der erste ist), geben wir ihm keine Bytes 512 - 1023, sondern Bytes 4096 - 8191.

Plötzlich wird unser 2TiB-Limit auf 2^32 x 4096 Bytes oder 16 TiB aufgerüstet, ohne MBR fallen zu lassen, zu UEFI oder GPT oder irgendetwas zu wechseln!

Der einzige Haken ist wenn das Betriebssystem nicht weiß, dass dies eine magische Festplatte ist, die 4096 Sektoren anstelle von 512-Byte-Sektoren verwendet, wird es zu einer Nichtübereinstimmung kommen. Jedes Mal, wenn das Betriebssystem sagt "Hey, Sie, Festplatte, schreiben Sie mir diese 512 Bytes, um xxx auszugleichen", verwendet die Festplatte bis zu 4096 Bytes, um diese 512 Bytes zu speichern(der Rest sind Nullen oder Junk-Daten, vorausgesetzt, Sie haben keinen Speicherunterlauf), weil sie nicht in Bytes kommunizieren, sondern in Sektoren.

Also enthalten BIOSes jetzt (manchmal) eine Option damit Sie manuell angeben können, dass eine 512-Byte - Sektorgröße anstelle der nativen 4096-Byte-Sektorgröße verwendet werden soll, die neuere Festplatten verwenden-mit dem Vorbehalt, dass Sie damit nicht auf mehr als 2TiB der Festplatte zugreifen können Festplatte auf einem MBR-System, genau wie in den "guten alten Zeiten."Aber moderne Betriebssysteme, die 4k-fähig sind, können all dies nutzen, um diese Magie zum Lesen und Schreiben in 4096-Byte-Chunks und Voilà zu nutzen!

(Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass die Dinge viel schneller sind, denn wenn Sie lesen und schreiben 4096 bytes zu einer zeit, es ist weniger operationen zu lesen oder schreiben, sagen, 4GiB von daten.)

512/4096 = OS verantwortlich für Ausrichtung / Optimierung,

512/512 = Dafür verantwortliches Laufwerk

Siehe auch : http://support.microsoft.com/en-us/kb/2510009

Ich wollte Sie nur über eine Situation informieren, in der 4K-Sektoren für moderne Betriebssysteme ein Problem darstellen.

Microsofts VSS Writer (Shadow Copy) funktioniert nicht gut mit 4K-Sektoren. Um einen DFS Replication Share Ordner zu sichern, muss unsere Backup Software "Backup Exec" eine Schattenkopie des DFS Replicated Ordners erstellen. Der Job schlägt fehl, wenn sich der DFS-Replikationsordner auf einem Laufwerk mit 4K-Sektoren befindet, da VSS mit 4K-Sektoren nicht ordnungsgemäß funktioniert.

Jim

Physisch bedeutet das des tatsächlichen Laufwerks selbst, während logisch das der definierten Unterteilungen darin ist. Von PC Mag ' s Logische vs. Physische:

Auf einem Windows-PC ist eine einzelne physische Festplatte Laufwerk 0; Sie kann jedoch in mehrere logische Laufwerke unterteilt werden, z. B. C:, D: und E:.

Um dies in einer verdaulichen Form zu erklären, stellen Sie sich einen Apfel vor, der die Breite Ihrer Hand hat. Das ist die tatsächliche physische Größe des Apfels. Natürlich ein ganzer Apfel passt nicht in deinen Mund, also entscheidest du dich, es in gleiche Scheiben zu schneiden, wobei jede Scheibe die Breite deines Fingers ist. Dies ist die logische Größe oder Größe, die Ihr Computer verwendet.

Mehrere Gründe dafür sind Berechnungen der realen Kapazität und Fehlerzuordnung und-korrektur, wie von Wikipedia erklärt:

Typische Festplatten versuchen, die Daten in einem physischen Sektor neu zuzuordnen, der nicht in einem physischen Ersatzsektor vorhanden ist, der vom "Ersatz" des Laufwerks bereitgestellt wird sektorpool "(auch"Reservepool" genannt),[41] unter Berufung auf den ECC, um gespeicherte Daten wiederherzustellen, während die Fehlermenge in einem fehlerhaften Sektor immer noch niedrig genug ist. Die S. M. A. R. T-Funktion (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) zählt die Gesamtzahl der von ECC behobenen Fehler auf der gesamten Festplatte (wenn auch nicht auf allen Festplatten, da die zugehörigen S. M. A. R. T-Attribute "Hardware ECC Recovered" und "Soft ECC Correction" nicht konsistent unterstützt werden) und die Gesamtzahl der durchgeführten Sektorkorrekturen. remappings, da das Auftreten vieler solcher Fehler einen Festplattenausfall vorhersagen kann.

So wie Sie keine Apfelscheiben ohne den Apfel selbst haben können, können Sie keine Scheiben ohne den physischen Apfel als Basis haben.