Як довго або де швидко зберігати інформацію на диску
На жорстких дисках, початковий сектор знаходиться на зовнішній стороні диска, а останній сектор — на внутрішній.
На початку часів, кількість секторів на доріжці було однаково, але це було настільки в дрімучі часи, що можна і не згадувати.
Зараз доріжки, які знаходяться ближче до початку диска, тобто з зовнішнього боку, містять більше секторів. Точніше доріжки логічно об'єднуються в зони, і кількість секторів задається для кожної зони.
Отже, лінійна швидкість запису і читання інформації розташованої на початку диска, значно вище. Точні цифри залежать від продуктивності самого диска, але у відсотках різниця може становити 200% і навіть трохи більше відсотків між самій широкій і вузькій зонами.
Це не зовсім 512 байт. Це область, в якій для користувальницьких даних виділено 512 байт. Також є службова інформація про секторі — це низькорівнева мітка початку і кінця сектора, а також блок корекції даних, зазвичай він йде після користувальницьких даних. Плюс розділеного місце між секторами (gap).
Мітки сектора наносяться виробником під час так званого низькорівневого форматування. В стародавні роки, це можна було робити самостійно з BIOS, але зараз штатними засобами це вже недоступне користувачеві. Обсяг службових даних, може змінюватись в залежності від оптимізації firmware диска, але вважається, що сектор вмесне зі службовими даними займає 577 байт.
Точніше, так було раніше.
У 2007 році було запропоновано збільшення розміру сектора, і після процедур погодження та затвердження, починаючи з 2011 року, всі випускаються диски вже форматуються з сектором розміром до 4096 байт даних (приблизно 4211 байт зі службовими даними) — так званий Advanced Format.
Спрощення адресації (у вісім разів менше на тому ж обхъеме), збільшує продуктивність і зменшує обсяг службових даних.
У 512 байтних секторах, ECC Блок займав 50 байт. В 4096 байтних секторах, ECC блок збільшився до 100 байт, але так як зменшилася сама кількість секторів, насправді ми заощадили місце (100 байт 4096 байт замість 400 байт на 8*512 байт) в чотири рази.
До того ж, на більш довгому ланцюжку даних алгоритм корекції працює ефективніше, плюс за останні 25 років сам ECC ще трохи причесали, і в результаті місце економимо, підвищуємо ефективність. І за різними оцінками швидкість обчислення ECC збільшилася на 5-10%. А значить, контролер диска менше напружується і може зайнятися іншими речами. Опосередковано це впливає і на загальну продуктивність запису/читання даних.
Один з головних плюсів — це звичайно економія місця. В основному за рахунок зменшення обсягу, виділеного під ECC, загальний розмір місця, виділений для користувача даних, збільшився майже на 10%!
Є і ще один маленький плюс, пов'язаний з bad block-ами. В разі браку або дефекту поверхні, відразу поганим буде позначений більшу ділянку, це прискорює внутрішнє тестування — якщо ушкоджено якийсь ділянку, простіше перевірити і позначити кілька секторів, ніж кілька десятків. Якщо ми обрізаємо шматок червивого яблука, ми зазвичай відрізаємо частина хорошого. Так і тут — корисніше поганий сектор помітити не в притик.
Але звичайно від дисків з бэдами краще швидше позбутися.
Єдине виключення — логічні бед блоки. Вони пов'язані саме з ECC — коли з різних причин (раптово відключилася електрика, баг firmware, місячні бурі...), і ECC виявився некоректним — такий сектор буде вважатися збійних, але його можна виправити — утиліт зараз існує безліч, починаючи з відомої Victoria.
Логотип «512e» означає, що сам диск вже 4кб-секторний, але працює в режимі емуляції віртуальних 512 байтних секторів.
Логотип «4Kn» говорить, що диск підтримує 4к нативний інтерфейс, такі диски у продажу з 2014 року.
Багато хто все ще популярні ОС (тут я кажу про Windows 7 і Windows Vista), не підтримують 4к диски нативно.
Тим не менш, старі диски на них працюють відмінно, а нові диски надають інтерфейс з віртуальними 512-байтными секторами.
Про віртуальних 512-байтних секторах слід пам'ятати, коли ви тестуєте 512е диски, або під час тесту працюєте на застарілої ОС.
Наприклад, запис рандомних 512-байтних секторів в таких умовах буде виглядати як «вважати 4кб, записати 4к», що явно буде видавати незрозумілу деградацію швидкості на графіку. У теж час як лінійна швидкість запису і читання буде показувати нормальну продуктивність.
Windows підтримує 4кп диски нативно, починаючи з Windows 8 і Windows server 2012.
Це стосується саме тих дисків, які працюють в 512е емуляції (а таких в ходу ще багато)
Розіб'ємо такий диск на партіціі і отформатируем з дефолтними налаштуваннями. Стандартний кластер NTFS - 4 кілобайта. Блок HFS+ (або ext4) — зазвичай теж 4 кілобайта. І фізичний сектор диска — вже теж 4 кілобайта. Дуже зручний розмір (навіть x86 mem сторінка — теж 4 кбайта).
Але під час форматування, логічний кластер/блок файлової системи, може промахнутися повз старту фізичного сектора диска, в результаті 4 кілобайтний кластер/блок буде лежати між двома 4 килобайтными фізичними секторами жорсткого диска, з чого слід деградація швидкості роботи — кожен раз при читанні блоку, буде прочитуватися два сектори, а при записі — ще і зчитуватися.
Цю проблему вирішують різні align утиліти — той же WD Align Tool або HGST Align Tool для Windows 7 і вище.
Тільки застосовувати їх потрібно ПІСЛЯ того, як ви розбили диск на партіціі — утиліта перевірить, що межі партіцій збігаються з початком нового 4кбайтного сектора, і посуне їх, якщо це буде потрібно. Після чого можна працювати без падіння продуктивності.
В нормальних побутових умовах (відсутність різкої зміни температури/вологості/тиску, відсутність ударів), намагнічена поверхню диска може зберігати інформацію пару десятків років. Гарантувати складно, так як реальні промислові тести не проводилися, а ті, що проводяться, зазвичай якраз і являють собою зміну зовнішніх умов для впливу аггрессивной середовищем).
Але більшість сходяться на тому, що потужність магнітного поля деградує зі швидкістю приблизно 1% в рік.
При цьому не можна сказати, що через 50 років не прочитается половина диска — це некоректно, бо деградація поля не дорівнює поломки поля, багато залежить від чутливості прочитуючих головок і точності механізму позиціонування.
Навіть в одній партії одного виробника жорстких дисків, на виході виходять трохи відрізняються пристрої, які калібруються в заводських умовах. Повторне калібрування в домашніх умовах неможлива.
З плином часу, зовні може здатися, що це значно погіршилася магнітний запис, але в переважній більшості випадків — погіршення зчитування пов'язано з механічною деградацією матеріалів, яка викликає помилки позиціонування і погане зчитування.
Звичайно, для критичних даних, можна витратитися на відновлення в компанії, де млинці виймуть і вважають дані з них безпосередньо, навіть якщо механіка і електроніка навернулася, але краще користуватися бэкапами і не зберігати все в одному місці.
Є безліч свідків, у яких старі диски, що лежать в шафі, відмінно читаються через 15 і навіть 20 років. А буває, що диск не заводиться, ледь перейшовши гарантійний термін придатності.
Отже, в сучасних дисках спершу виходить з ладу електроніка і механіка, раздалбываются роз'єми, можуть навіть застарілі стандарти, але навряд чи причиною буде розмагнічування даних.
Додати до цього ще те, що першими логічно повинні розмагнітитися низькорівнева розмітка доріжок та секторів, яка нанесена ще виробником, і які не є штатними способами користувач перезаписувати не зможе, і закинути цю ідею в абсолютно даремні...
Висновок з цього пункту — перезаписувати інформацію на диску, щоб «оновити» магнітний запис — немає ніякого резону.
Если сравнивать с CD, DVD и флешками — CD и флеш диски явно проигрывают в длительности хранения данных. DVD могут поспорить, но тут все неоднозначно — нужны и качественные болванки, и хороший привод, и запись производить не на максимальной скорости, и все равно, есть вероятность, что данные перестанут читаться. Вдобавок, 4.5 или даже 9 гб на DVD — это не так уж много, плюс отсутствие кофорта. И сохранить можно только раз — связываться с DVD-RW для длительного хранения данных вообще не стоит.
Якщо ж брати Blue Ray диски, то вартість пишучого приводу і болванок така, що якщо не дешевше, то майже рівноцінно через 5 років придбати новий жорсткий диск і записати на нього дані.
На поточний момент, недорогі способи зберігання особистих даних в основному поділяються на:
* Если данных не слишком много, и инет позволяет — можно хранить в облаке, а лучше в двух разных независимых облаках, предварительно зашифровав данные трукриптом/архиватором. Тут я прорекламирую WinRAR, который кроме архивирования с паролем, вдобавок умеет ECC, то есть можно добавить например 10% к размеру архива, зато иметь возможность восстановить данные, если любые 10% из этого архива будут повреждены.
* Знімний HDD, але рекомендую міняти носій з періодичністю 3-5 років на більш новий, намагаючись не надто далеко відходити від гарантійного строку. Можна просто купити SATA/USB перехідник і апгрейдя системний диск на більш швидкий/ємний, старий диск віддавати під бекапи.
* Купити недорогий домашній NAS з рейдом. Цей спосіб помітно дорожче попередніх двох, але він дозволяє легко проводити заміну вийшов з ладу диска, і до того ж мати бекап диск завжди включеним, повністю автоматизувавши процес.
Особисто я роблю резервні копії всього важливого на другий диск, і періодично скидаю архіви на зовнішній USB диск вручну.
Таким чином є а) робоча копія, б) щоденний архів на другому диску с) приблизно щомісячний архів на зовнішньому відключеному диску. Але в принципі вже починаю подумувати про NAS.
А як ви бережете?
На початку часів, кількість секторів на доріжці було однаково, але це було настільки в дрімучі часи, що можна і не згадувати.
Зараз доріжки, які знаходяться ближче до початку диска, тобто з зовнішнього боку, містять більше секторів. Точніше доріжки логічно об'єднуються в зони, і кількість секторів задається для кожної зони.
Отже, лінійна швидкість запису і читання інформації розташованої на початку диска, значно вище. Точні цифри залежать від продуктивності самого диска, але у відсотках різниця може становити 200% і навіть трохи більше відсотків між самій широкій і вузькій зонами.
Про секторах
Це не зовсім 512 байт. Це область, в якій для користувальницьких даних виділено 512 байт. Також є службова інформація про секторі — це низькорівнева мітка початку і кінця сектора, а також блок корекції даних, зазвичай він йде після користувальницьких даних. Плюс розділеного місце між секторами (gap).
Мітки сектора наносяться виробником під час так званого низькорівневого форматування. В стародавні роки, це можна було робити самостійно з BIOS, але зараз штатними засобами це вже недоступне користувачеві. Обсяг службових даних, може змінюватись в залежності від оптимізації firmware диска, але вважається, що сектор вмесне зі службовими даними займає 577 байт.
Точніше, так було раніше.
У 2007 році було запропоновано збільшення розміру сектора, і після процедур погодження та затвердження, починаючи з 2011 року, всі випускаються диски вже форматуються з сектором розміром до 4096 байт даних (приблизно 4211 байт зі службовими даними) — так званий Advanced Format.
Спрощення адресації (у вісім разів менше на тому ж обхъеме), збільшує продуктивність і зменшує обсяг службових даних.
Блок ECC даних
У 512 байтних секторах, ECC Блок займав 50 байт. В 4096 байтних секторах, ECC блок збільшився до 100 байт, але так як зменшилася сама кількість секторів, насправді ми заощадили місце (100 байт 4096 байт замість 400 байт на 8*512 байт) в чотири рази.
До того ж, на більш довгому ланцюжку даних алгоритм корекції працює ефективніше, плюс за останні 25 років сам ECC ще трохи причесали, і в результаті місце економимо, підвищуємо ефективність. І за різними оцінками швидкість обчислення ECC збільшилася на 5-10%. А значить, контролер диска менше напружується і може зайнятися іншими речами. Опосередковано це впливає і на загальну продуктивність запису/читання даних.
Один з головних плюсів — це звичайно економія місця. В основному за рахунок зменшення обсягу, виділеного під ECC, загальний розмір місця, виділений для користувача даних, збільшився майже на 10%!
Є і ще один маленький плюс, пов'язаний з bad block-ами. В разі браку або дефекту поверхні, відразу поганим буде позначений більшу ділянку, це прискорює внутрішнє тестування — якщо ушкоджено якийсь ділянку, простіше перевірити і позначити кілька секторів, ніж кілька десятків. Якщо ми обрізаємо шматок червивого яблука, ми зазвичай відрізаємо частина хорошого. Так і тут — корисніше поганий сектор помітити не в притик.
Але звичайно від дисків з бэдами краще швидше позбутися.
Єдине виключення — логічні бед блоки. Вони пов'язані саме з ECC — коли з різних причин (раптово відключилася електрика, баг firmware, місячні бурі...), і ECC виявився некоректним — такий сектор буде вважатися збійних, але його можна виправити — утиліт зараз існує безліч, починаючи з відомої Victoria.
Про віртуальні 512 - байтные сектору
Логотип «512e» означає, що сам диск вже 4кб-секторний, але працює в режимі емуляції віртуальних 512 байтних секторів.
Логотип «4Kn» говорить, що диск підтримує 4к нативний інтерфейс, такі диски у продажу з 2014 року.
Багато хто все ще популярні ОС (тут я кажу про Windows 7 і Windows Vista), не підтримують 4к диски нативно.
Тим не менш, старі диски на них працюють відмінно, а нові диски надають інтерфейс з віртуальними 512-байтными секторами.
Про віртуальних 512-байтних секторах слід пам'ятати, коли ви тестуєте 512е диски, або під час тесту працюєте на застарілої ОС.
Наприклад, запис рандомних 512-байтних секторів в таких умовах буде виглядати як «вважати 4кб, записати 4к», що явно буде видавати незрозумілу деградацію швидкості на графіку. У теж час як лінійна швидкість запису і читання буде показувати нормальну продуктивність.
Windows підтримує 4кп диски нативно, починаючи з Windows 8 і Windows server 2012.
Про Cluster Straddling.
Це стосується саме тих дисків, які працюють в 512е емуляції (а таких в ходу ще багато)
Розіб'ємо такий диск на партіціі і отформатируем з дефолтними налаштуваннями. Стандартний кластер NTFS - 4 кілобайта. Блок HFS+ (або ext4) — зазвичай теж 4 кілобайта. І фізичний сектор диска — вже теж 4 кілобайта. Дуже зручний розмір (навіть x86 mem сторінка — теж 4 кбайта).
Але під час форматування, логічний кластер/блок файлової системи, може промахнутися повз старту фізичного сектора диска, в результаті 4 кілобайтний кластер/блок буде лежати між двома 4 килобайтными фізичними секторами жорсткого диска, з чого слід деградація швидкості роботи — кожен раз при читанні блоку, буде прочитуватися два сектори, а при записі — ще і зчитуватися.
Цю проблему вирішують різні align утиліти — той же WD Align Tool або HGST Align Tool для Windows 7 і вище.
Тільки застосовувати їх потрібно ПІСЛЯ того, як ви розбили диск на партіціі — утиліта перевірить, що межі партіцій збігаються з початком нового 4кбайтного сектора, і посуне їх, якщо це буде потрібно. Після чого можна працювати без падіння продуктивності.
Про розмагнічування даних на диску.
В нормальних побутових умовах (відсутність різкої зміни температури/вологості/тиску, відсутність ударів), намагнічена поверхню диска може зберігати інформацію пару десятків років. Гарантувати складно, так як реальні промислові тести не проводилися, а ті, що проводяться, зазвичай якраз і являють собою зміну зовнішніх умов для впливу аггрессивной середовищем).
Але більшість сходяться на тому, що потужність магнітного поля деградує зі швидкістю приблизно 1% в рік.
При цьому не можна сказати, що через 50 років не прочитается половина диска — це некоректно, бо деградація поля не дорівнює поломки поля, багато залежить від чутливості прочитуючих головок і точності механізму позиціонування.
Навіть в одній партії одного виробника жорстких дисків, на виході виходять трохи відрізняються пристрої, які калібруються в заводських умовах. Повторне калібрування в домашніх умовах неможлива.
З плином часу, зовні може здатися, що це значно погіршилася магнітний запис, але в переважній більшості випадків — погіршення зчитування пов'язано з механічною деградацією матеріалів, яка викликає помилки позиціонування і погане зчитування.
Звичайно, для критичних даних, можна витратитися на відновлення в компанії, де млинці виймуть і вважають дані з них безпосередньо, навіть якщо механіка і електроніка навернулася, але краще користуватися бэкапами і не зберігати все в одному місці.
Є безліч свідків, у яких старі диски, що лежать в шафі, відмінно читаються через 15 і навіть 20 років. А буває, що диск не заводиться, ледь перейшовши гарантійний термін придатності.
Отже, в сучасних дисках спершу виходить з ладу електроніка і механіка, раздалбываются роз'єми, можуть навіть застарілі стандарти, але навряд чи причиною буде розмагнічування даних.
Додати до цього ще те, що першими логічно повинні розмагнітитися низькорівнева розмітка доріжок та секторів, яка нанесена ще виробником, і які не є штатними способами користувач перезаписувати не зможе, і закинути цю ідею в абсолютно даремні...
Висновок з цього пункту — перезаписувати інформацію на диску, щоб «оновити» магнітний запис — немає ніякого резону.
Як зберігати?
Если сравнивать с CD, DVD и флешками — CD и флеш диски явно проигрывают в длительности хранения данных. DVD могут поспорить, но тут все неоднозначно — нужны и качественные болванки, и хороший привод, и запись производить не на максимальной скорости, и все равно, есть вероятность, что данные перестанут читаться. Вдобавок, 4.5 или даже 9 гб на DVD — это не так уж много, плюс отсутствие кофорта. И сохранить можно только раз — связываться с DVD-RW для длительного хранения данных вообще не стоит.
Якщо ж брати Blue Ray диски, то вартість пишучого приводу і болванок така, що якщо не дешевше, то майже рівноцінно через 5 років придбати новий жорсткий диск і записати на нього дані.
На поточний момент, недорогі способи зберігання особистих даних в основному поділяються на:
* Если данных не слишком много, и инет позволяет — можно хранить в облаке, а лучше в двух разных независимых облаках, предварительно зашифровав данные трукриптом/архиватором. Тут я прорекламирую WinRAR, который кроме архивирования с паролем, вдобавок умеет ECC, то есть можно добавить например 10% к размеру архива, зато иметь возможность восстановить данные, если любые 10% из этого архива будут повреждены.
* Знімний HDD, але рекомендую міняти носій з періодичністю 3-5 років на більш новий, намагаючись не надто далеко відходити від гарантійного строку. Можна просто купити SATA/USB перехідник і апгрейдя системний диск на більш швидкий/ємний, старий диск віддавати під бекапи.
* Купити недорогий домашній NAS з рейдом. Цей спосіб помітно дорожче попередніх двох, але він дозволяє легко проводити заміну вийшов з ладу диска, і до того ж мати бекап диск завжди включеним, повністю автоматизувавши процес.
Особисто я роблю резервні копії всього важливого на другий диск, і періодично скидаю архіви на зовнішній USB диск вручну.
Таким чином є а) робоча копія, б) щоденний архів на другому диску с) приблизно щомісячний архів на зовнішньому відключеному диску. Але в принципі вже починаю подумувати про NAS.
А як ви бережете?
Інші статті
Процесори Intel: Еволюція, Архітектура і ТехнологіїПроцесори Intel вже понад півстоліття є основою комп'ютерної індустрії, постійно впроваджуючи новітні технології та інновації. У статті ви дізнаєтесь про ключові етапи розвитку процесорів Intel, починаючи з перших моделей, таких як Intel 4004 і 8086, до сучасних рішень, включаючи лінійки Intel Core, Xeon і Atom. Ми детально розглянемо архітектуру процесорів, їхні особливості та такі технології, як Hyper-Threading, Turbo Boost і Intel Optane, які зробили Intel лідером на ринку. Дізнайтеся, як...
Акумулятори LiFePO4: інновація в енергетиціЛітій-залізо-фосфатні (LiFePO4) акумулятори є інноваційною технологією, яка набуває популярності завдяки своїй безпеці та довговічності. У статті розглянуто основні переваги та недоліки LiFePO4, їх застосування в електромобілях, системах зберігання енергії та побутовій електроніці, а також перспективи розвитку технології. Дізнайтеся, як LiFePO4 може стати ключовим елементом майбутніх стійких енергосистем.
