Tento článek je prvním z nové série hostujících úvodníků, které StorageReview.com vydá ve snaze přinést našemu publiku jedinečný pohled od zasvěcených lidí z oboru. Chcete-li navrhnout nápady nebo se zapojit, kontaktujte nás.
Od Koky Sextonové, manažerky rozvoje obchodu, Paragon Software
Disky SSD (Solid State Drives) se v současnosti stávají stále běžnějšími ve stolních i mobilních počítačích. Výhody těchto disků jsou zřejmé hned na první pohled. Jsou mnohem rychlejší a uživateli poskytují mnohem lepší zážitek z přístupu k datům v počítači. Když si lidé upgradují hardware a přidávají do počítače SSD, je třeba během migrace dat dbát na to, aby byl nový hardware správně nastaven na softwarové úrovni, aby k datům bylo možné přistupovat co nejoptimálněji. IT administrátoři čelí se zavedením 4K sektorů jiným problémům. Tyto problémy se budou zhoršovat s nárůstem počtu úložných systémů ve firmách a přidáváním nových disků.
Co je zarovnání oddílů?
Pevný disk lze z mnoha důvodů rozdělit na různé sekce nebo oddíly – například pro segmentaci dat nebo proto, že operační systém je umístěn na jednom oddílu, zatímco aplikace a soubory jsou umístěny na jiných. Tyto oddíly jsou na pevném disku umístěny tak, aby se optimalizoval způsob, jakým se na ně čte a zapisují data. U nových pevných disků, které se spoléhají na jinou sektorovou základnu než starší disky, nemusí být počítače schopny tuto změnu rozpoznat, což efektivně snižuje výkon pevných disků a v některých případech dramaticky zkracuje jejich životnost.
To už není problém jen výrobců SSD disků. S klesající cenou SSD disků je spotřebitelé začínají vestavovat do svých systémů a používat je ve větší míře.
Pro zajištění co nejlepšího výkonu těchto disků je důležité zajistit, aby všechny oddíly byly správně zarovnány a aby bylo možné bez problémů zapisovat a přistupovat k datům. Pojďme si probrat, proč mohou být oddíly špatně zarovnané a jaké problémy z tohoto špatného zarovnání vyplývají.
Proč jsou špatně zarovnané oddíly problémem pevných disků
Oddíly mohou být špatně zarovnané, protože velikost fyzického sektoru není 512 bajtů a odpovídající software o tom neví. Nejnovější pevné disky, například od Western Digital nebo Seagate, mají interní fyzický sektor o velikosti 4096 bajtů a jejich logika zpracovává 4K bloky dat, ale pro externí hardware a software se jeví jako „tradiční“ pevné disky s 512B sektory.
Výše uvedený obrázek ukazuje, že oddíl se přesunul z disku a začíná na jednom sektoru 512b. V důsledku toho jsou nyní všechny logické clustery propojeny se dvěma fyzickými sektory o velikosti 4K a všechny operace čtení a zápisu se zdvojnásobí. Výkon celého systému se nyní snižuje, protože pevný disk musí pro správu dat provádět dvě operace se dvěma sektory místo jednoho.
Aby se vypořádala s nesprávným zarovnáním, musí 4K disk provést cyklus čtení-úprava-zápis pro každou operaci zápisu – což má za následek velmi pomalé doby zápisu, neefektivní operace s diskem a nízký výkon.
Co způsobuje tento posun? Všechny operační systémy Windows před Vista používají k vytváření clusterů svazků faktor 512 bajtů. Proto umisťují začátek oddílu zarovnaný na sektory o velikosti 512b, nikoli na sektory o velikosti 4K. To způsobí problém u všech, kteří používají starší verze Windows a instalují nový pevný disk.
Začátek oddílu je obvykle odsazen u menších sektorů, protože se jedná o starou míru diskového „válce“ a některé starší verze DOSu nebo Windows vyžadují, aby byl oddíl zarovnán s „válcem“ pro správné adresování a přístup k sektorům. Jedná se o starý problém s kompatibilitou a všechny moderní operační systémy toto schéma nepoužívají. Místo toho se používá schéma adresování logických bloků, kde neexistují žádné „válce“ ani „hlavy“ a sektory jsou adresovány průběžně po celé diskové jednotce. Všechny verze Windows před Vistou vytvářejí oddíly podle tohoto pravidla „zarovnání válců“.
S tímto pravidlem a zarovnáním oddílů nebyl v segmentu domácích uživatelů žádný problém před objevením novějších 4K pevných disků. Oddíly nejsou ve výchozím nastavení zarovnány se 4K sektory.
Protože přístup k datům napříč nesprávně zarovnanými oddíly způsobuje mnoho problémů, provedení jednoduchého posunu oddílů dramaticky zvýší výkon.
Proč jsou špatně zarovnané oddíly problémem pro SSD
SSD disky se stávají stále běžnějšími v mobilních počítačích a dokonce se implementují i do špičkových stolních počítačů. Důvodem je, že rychlost SSD disku je dramaticky vyšší než u standardního pevného disku a může prodloužit dobu spouštění systému Windows a dalších úloh. Problémy nastávají, když uživatelé migrují data na nový SSD disk nebo vytvářejí na disku nové oddíly pro lepší segmentaci dat.
Problémy s nesprávně zarovnanými oddíly jsou u SSD disků ještě závažnější než u tradičních pevných disků. Většina moderních SSD disků je navržena s použitím novějších pravidel zarovnání 4K. Všechny výše zmíněné problémy jsou tedy pro zarovnání oddílů SSD stejné.
Kromě poklesu rychlosti systému se majitelé SSD disků musí obávat degradace paměťových buněk SSD. Vzhledem k povaze SSD disku vytváří špatně zarovnaný disk nadměrnou zátěž pro čtení, úpravy a zápis na tyto disky. Pokud jsou tedy oddíly na SSD disku špatně zarovnané, kromě snížení rychlosti systému hrozí, že se SSD disk stane nepoužitelným. Mnoho lidí si neuvědomuje, že SSD disk má omezený počet cyklů čtení/zápisu a když se na něj zapisuje příliš mnohokrát, přestane fungovat, což riskuje katastrofické selhání a ztrátu dat. Zarovnání oddílů eliminuje všechny redundantní operace čtení/zápisu a tím prodlužuje životnost SSD disků.
Jak může pomoci nástroj pro zarovnání
Nástroj pro zarovnání oddílů jednoduše přesouvá oddíly na určitém počtu 512b sektorů tak, aby se všechny svazky zarovnaly. Například přesunutí 63sektorového oddílu pouze do jednoho 512b sektoru pomůže k jeho zarovnání.
Začátek oddílu nyní odpovídá začátku sektoru o velikosti 4K. Tento oddíl a všechny další oddíly na disku jsou správně zarovnány. Nástroj pro zarovnání přesune začátek oddílu na 2048 sektorech o velikosti 512B od začátku disku tak, aby se rovnal 1 MB a dokonale odpovídal pravidlu hranic sektorů o velikosti 4K.
Budoucnost softwaru pro zarovnávání
S příchodem nových a pokročilejších disků bude zarovnání problémem. Vzhledem k tomu, že současné zarovnání 4k je nejnovější a nejefektivnější velikostí sektorů pro disky, budou si zákazníci, kteří si tyto nové disky kupují a upgradují své stávající disky, muset v dohledné budoucnosti dávat pozor na jejich zarovnání. Vzhledem k tomu, že se jedná o problém, kterým se v současné době výrobci disků přímo nezabývají, softwarové společnosti jej řeší. Výrobci disků si pravděpodobně nakonec buď vyvinou vlastní software, nebo najdou jiné řešení, dokud problém se zarovnáním nezmizí.
Závěr
Zarovnání oddílů je problémem pro velká i malá úložná prostředí. Disky SSD nesou největší riziko v závislosti na životnosti a počtu cyklů zápisu. Správně zarovnané oddíly na discích SSD budou schopny podávat maximální výkon a mají až třikrát delší životnost než nezarovnaný disk. Každý, kdo přechází na disky SSD, by si měl být vědom úskalí zarovnání a podniknout nezbytné kroky k jejich nápravě.
Společnost Paragon Software Group ( www.paragon-software.com ) je technologickým lídrem v oblasti softwaru pro dělení dat a obslužných programů. Jejich komplexní produktová řada pro trh s datovými úložišti řeší potřeby zabezpečení, ukládání a správy dat pro počítače, servery a sítě. Dvěma nejunikátnějšími technologiemi společnosti Paragon jsou Paragon Alignment Tool (PAT) a Universal File System Drive (UFSD).
Amazon