Advanced Format.

Advanced Format (расширенный формат) - формат разметки области хранения данных на жестких дисках нового поколения, выполненных по технологии 4K (использование физических секторов размером 4 килобайт вместо традиционных 512 байт), разработанный IDEMA Long Data Sector Committee.

Переход на новый формат позволил производителю шире использовать в производстве жестких дисков нанотехнологии (уменьшение ширины дорожки до70-80 нм), снизить себестоимость производства и, как следствие, цену конечного продукта для потребителя, значительно повысить полезный объём области хранения данных диска, улучшить его функциональные качества (снизить время чтения/записи и доступа, понизить шумность, нагрев, износ механики диска).

Использование разбивки жестких дисков на 512-байтные сектора— наследие первых поколений жестких дисков, которое в современных условиях практически себя изжило. В современных компьютерах кластеры, равные одному-двум секторам (512—1024 байт) используются крайне редко (например, для файловой системы NTFS в Microsoft Windows XP рекомендуемый размер кластера, то есть размер по умолчанию, равен 4КБ, поэтому в столь малых физических секторах уже давно нет практической необходимости, в то время как они были существенным сдерживающим фактором для производителя, препятствующим внедрению прогрессивных технологий уплотнения записи.

В прежнем формате для кода коррекции ошибок (ECC) использовалось поле длиной 50 байт, что обеспечивало эффективность форматирования (отношение доступного пользователю объёма накопителя к его фактическому объёму) 87%. В Advanced Format длина поля коррекции ошибок составляет 100 байт (на 4096 байт данных). В результате эффективность форматирования удалось повысить до 96%, а объём доступного пользователю дискового пространства увеличивается на 7-11%.

Для совместимости с существующими операционными системами (Windows XP и ниже), первые модификации дисков с Advanced Format (AF) используют 512-байтные сектора для взаимодействия по шинам данных (SATA, SAS). Использование физических секторов размером 4 килобайта декларируется в данных идентификации диска, откуда эту информацию могут получать драйвера (IDEMA предполагала переход на использование 4-килобайтных блоков на шинах данных еще в 2012 году, но не было еще массового производства таких дисков).

Advanced Format стал поддерживаться с Windows Vista и более поздними версиями Windows, а также современными дистрибутивами Linux и Mac OS X. Поддержка Advanced Format заключается в оптимизации доступа 4-килобайтными блоками на правильных границах и разбиении диска на границах не менее 4КБ (Vista, современный Linux— не менее 1МБ).

При использовании накопителя с технологией Advanced Format в операционной системе Windows XP и более ранних происходит резкое снижение быстродействия (скорости чтения и записи составляют несколько мегабайт в секунду) по причине несоответствия (сдвига) программных кластеров и физических секторов на диске, в результате которого один кластер перекрывает два сектора, что приводит к удвоению числа операций чтений/записи и, в итоге, не только к замедлению работы, но и к повышенному износу жесткого диска. Это вызвано тем, что первый раздел диска по умолчанию начинается с сектора 63, то есть не кратного 8. Для решения этой проблемы компания Western Digital выпустила специальную утилиту «WD Align System Utility», которая сдвигает содержимое диска на 1 сектор. Альтернативно, технология Seagate Smart Align, встроенная в диски Seagate, позволяет использовать Advanced Format без применения специального программного обеспечения.Western Digital также позволяет изменять физическое смещение блоков переключателем на диске, однако в некоторых реализациях это имеет проблемы с коррекцией количества доступных блоков. Существуют также специальные утилиты сторонних производителей, например, Paragon Alignment Tool, которые позволяют выравнивать разделы дисков и повышать их производительность.

Эмуляция секторов размером 512 байт.

Внедрение секторов размером 4КБ будет во многом зависеть от технологии эмуляции секторов размером 512 байт. Этим термином называют процесс преобразования данных из нового формата с размером сектора 4 КБ, используемого новыми дисками, в традиционный формат с размером сектора 512 байт, используемый компьютерами.

Эмуляция секторов размером 512 байт допустима, поскольку не требует серьезных изменений в существующих компьютерных системах. Однако она может привести к потере производительности, особенно при записи данных, размер которых не кратен восьми традиционным секторам.

Рис. 1. Эмуляция 512-байтного сектора устройства (8 х 512) = 4Кбайт.