С быстрым развитием индустрии жестких дисков, компании, которые их производят, начали переход от традиционного размера сектора в 512 байт, к большему и более эффективному сектору размером 4 Кбайт (4096 байт). Однако многие пользователи, которые в настоящее время все еще используют 512-байтовый диск, могут быть не знакомы с 4K дисками. А что касается восстановления утерянных данных с таких дисков, то не все программы для восстановления поддерживают такой формат диска. В данном видео мы попытаемся разобраться что это за диски и какие они имеют преимущества.
Структура жесткого диска
Как мы все знаем, при записи данных на жесткий диск, они сохраняются в его секторе. Размер сектора традиционного жесткого диска составляет 512 байт, такой диск называется 512n (512 native). Секторы таких дисков не смежные, а между секторами есть интервалы (промежутки).
Структура сектора жесткого диска:
- В начале находится «Интервал» – промежуток между секторами.
- Далее идет «Код синхронизации» – метка синхронизации, обозначающая начало сектора и позволяющая синхронизировать работу диска.
- Затем идет «Адресная метка» – это метка, содержащая данные для идентификации номера и расположения сектора. В ней также хранится информация о состоянии сектора.
- После идет «Область данных»
- И в конце сектора находятся «Код исправления ошибок» (Error Correction Code – ЕСС), который предназначен для их исправления.
Исходя из рисунка можно сделать такой вывод, что при традиционном размере в 512 байт между секторами остается очень много промежутков. Чем больше объём диска, тем больше секторов он имеет и, тем больше будет этих промежутков. При таком построении, много места тратится впустую.
Главным недостатком дисков емкостью 512 байт есть то, что они должны проверять каждые 512 байт на наличие ECC (кода исправление ошибок). Таким образом, для каждых 512 байт будет создан бит ECC, который сообщит операционной системе, что данные были записаны правильно. Это также означает, что на этом диске для данных требуется больше места, поскольку, после каждых 512 байт будет бит разделения секторов, перед которым находится бит коррекции ошибок. Это также приводит к тяжелой дефрагментации при записи огромных файлов на диск, поскольку они будут разбросаны в виде блоков размером 512 байт по разным дорожкам диска.
Для решения этой проблемы и был разработан 4K диск. 4K диск – это жесткий диск с размером сектора в 4096 байтов (4Кб).
В жестких дисках с сектором в 4Kб, физическая структура не изменилась, но вместо 512 байт операционные системы будут иметь дело с большими порциями данных, им придётся читать и писать по 4Кб за раз. Это не только экономит время, но и уменьшает фрагментацию файлов. Кроме того, секторам жесткого диска потребуются биты «Кода исправления ошибок» (ECC) только один раз для 4 КБ.
Такая структура жесткого диска сокращает промежутки между секторами и значительно повышает коэффициент использования пространства.
Его структура представлена на рисунке ниже.
Как видите в сравнении с традиционным жестким диском в 4К диске тратится меньше места на промежутки между секторами.
В новом расширенном стандарте «Advanced Format», размер сектора составляет 4 КБ, то есть восемь традиционных секторов размером по 512 байт, объединяются в один сектор размером 4 КБ.
Хотя это и повышает коэффициент использования пространства жесткого диска, в один момент перейти на новый стандарт 4К просто нереально, если учитывать проблемы совместимости c Windows.
Для обеспечения совместимости были созданы эмулированные диски – 512е. Это диск, размер сектора которого физически составляет 4096 байт, но логически он разделен на 512 байт. Чтобы упростить переход от 512n к 4K, большинство дисков используют технологию эмуляции, позволяющую 4K диск эмулировать в 512n, обеспечив размер сектора в 512 байт.
Такая эмуляция позволяет использовать новые устройства с операционными системами, которые еще не поддерживают сектора в 4Kб.
В новом формате под интервал, код синхронизации и метку адреса отводится столько же места, сколько и раньше, а код исправления ошибок увеличен до 100 байт.
В таблице представлено сравнение дисков – 512n, 512e и 4Kn.
Преимущества жестких дисков 4K
Преимуществом 4К дисков является то что их технология распределения секторов более эффективно использует поверхностные носители данных за счет их объединения. Информация, которая была бы записана в восьми секторах по 512 байт помещается в один сектор размером 4Кб.
Основные элементы структуры традиционного 512-байтового сектора – метки идентификации и синхронизации в начале и область «Исправления ошибок» (ECC) в конце сектора – остались.
Между заголовком сектора и областями «Исправления ошибок» (ECC), объединены восемь 512-байтовых секторов, что устраняет необходимость в избыточных областях заголовка между каждым отдельным блоком 512-байтовых данных. Таким образом, структура жесткого диска с сектором 4K значительно улучшает коэффициент использования места на жестком диске.
Кроме того, в больших секторах усиливается интеграция алгоритмов исправления ошибок, что может помочь сохранить целостность данных при более высокой плотности хранения.
В секторе размером 4 КБ, размеры блока «Исправления ошибок» (ECC) увеличены почти вдвое, с 50 до 100 байт, что обеспечило давно ожидаемое повышение эффективности исправления ошибок и устойчивости к мелким частицам и дефектам поверхности.
Таким образом, совместный выигрыш от возросшей эффективности нового формата и повышения надежности исправления ошибок делает переход на сектора размером 4 КБ вполне оправданным. Главная задача производителей жестких дисков — правильно организовать этот переход, чтобы в перспективе достичь наибольшей отдачи с минимальными побочными эффектами.
4K диски представлены в линейке производителей Seagate и HGST (Hitachi Global Storage Technologies). Крупнейший производитель жестких дисков компания Western Digital Corp. выкупил дочернее предприятие Hitachi Global Storage Technologies (Hitachi GST) еще в 2011 году.
В Seagate это серия Exos Enterprise,
В Western Digital (HGST) – серия Ultrastar.
Жесткие диски 4К в ОС Windows
Если вы используете Windows 10 или Windows 8 и купили известный фирменный жесткий диск 4K, вы можете использовать его без каких-либо проблем. Вы даже можете использовать диск 4K в качестве основного загрузочного диска, поскольку и Windows 10, и Windows 8.1 / 8 поддерживают загрузку с жесткого диска 4K. Для Windows 7 операционная система будет создавать логические блоки размером 512 байт, и вы по-прежнему сможете использовать жесткие диски с сектором 4K в Windows.
Таблица совместимости жестких дисков с ОС Windows
ФорматЛогический размер сектораФизический размер сектораСовместимые ОС512E512 байт4096 байт (4КиБ)
- Windows 8, 8.1
- Windows Server 2012, 2012 R2
- Windows 7 w/ MS KB 982018
- Windows 7 SP1
- Windows Server 2008 R2 w/ MS KB 982018
- Windows Server 2008 R2 SP1
- Windows Vista w/ MS KB 2553708
- Windows Server 2008 w/ MS KB 2553708
4KN4096 байт (4КиБ)4096 байт (4КиБ)
- Windows 8, 8.1
- Windows Server 2012, 2012 R2
Также необходимо учитывать, что в настоящее время не все программное обеспечение для создания образов системы подготовлено для работы с жесткими дисками 4K. Поэтому перед покупкой проверьте, готово ли программное обеспечение для создания образов вашей системы, или купите то, которое поддерживает диски с секторами 4Kб.
Как восстановить данные с 4к дисков
Что касается восстановления утерянной информации с 4К дисков, то можно сказать что на данный момент не все программы для восстановления данных поддерживают данный формат.
Наша программа Hetman Partition Recovery позволяет без труда восстановить утерянные данные с таких дисков. Утилита просканирует ваш жесткий диск, найдет утерянные данные и вы с легкостью сможете их восстановить.
Для восстановления утерянной информации сделайте следующее:
Шаг 1. Подключите диск к компьютеру с операционной системой Windows. Скачайте, установите и запустите программу Hetman Partition Recovery.
Шаг 2. В менеджере дисков выберите ваше устройство, кликните по нему правой кнопкой мыши и нажмите «Открыть».
Сперва попробуйте выполнить «Быстрое сканирование» это займет меньше времени.
Если в результате быстрого сканирования программа не нашла удаленные данные выполните «Полное сканирование».
Шаг 3. Мастер восстановления данных немедленно просканирует выбранный том диска и отобразит результаты сканирования в правой части окна.
Шаг 4. По завершению сканирования вам нужно лишь отметить удаленные файлы, которые нужно восстановить и нажать кнопку «Восстановить».
Указать место куда сохранить данные и нажать «Сохранить».
Также программа позволяет сделать образ диска, и проводить восстановление данных с образа что повышает шансы вернуть утерянную информацию.
Так как при множественном сканировании диска могут быть затерты данные.
Вы также можете использовать данную утилиту для восстановления в следующих случаях:
- Для восстановления файлов, утерянных в результате удаления, форматирования, сбоя системы, вирусной атаки и других ситуаций потери данных.
- Восстановления данных с внутреннего и внешнего жесткого диска, USB, SD-карты памяти, камер и других устройств хранения.
- А также восстановить утерянные, фотографии, видео, музыку, и другие типы файлов.
ИТ индустрия неизбежно отказывается от традиционного размера секторов 512 байт. И в скором будущем возможен полноценный переход на новый формат дисков. Изучив данную статью, теперь вы знаете что это за диски 4К и как можно вернуть утерянную с них информацию.