Las unidades de estado sólido (SSD) son cada vez más comunes en las computadoras de escritorio y móviles. Las ventajas de estas unidades son obvias la primera vez que se utilizan. Son mucho más rápidos y brindan al usuario una experiencia mucho mejor al acceder a los datos en sus computadoras. Cuando las personas actualizan su propio hardware e incluyen un SSD en su PC, se debe tener cuidado durante el proceso de migración de datos para asegurarse de que el nuevo hardware esté alineado correctamente a nivel de software para que se acceda a los datos de la manera más óptima. Los administradores de TI enfrentan un conjunto diferente de problemas con la introducción de sectores 4K. Esto se agravará a medida que aumenten los sistemas de almacenamiento dentro de las empresas y se agreguen nuevas unidades.
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Por Koka Sexton, gerente, desarrollo comercial, Paragon Software
Las unidades de estado sólido (SSD) son cada vez más comunes en las computadoras de escritorio y móviles. Las ventajas de estas unidades son obvias la primera vez que se utilizan. Son mucho más rápidos y brindan al usuario una experiencia mucho mejor al acceder a los datos en sus computadoras. Cuando las personas actualizan su propio hardware e incluyen un SSD en su PC, se debe tener cuidado durante el proceso de migración de datos para asegurarse de que el nuevo hardware esté alineado correctamente a nivel de software para que se acceda a los datos de la manera más óptima. Los administradores de TI enfrentan un conjunto diferente de problemas con la introducción de sectores 4K. Esto se agravará a medida que aumenten los sistemas de almacenamiento dentro de las empresas y se agreguen nuevas unidades.
¿Qué es la alineación de partición?
Un disco duro se puede dividir en diferentes secciones o particiones por muchas razones, como para segmentar datos o porque un sistema operativo se encuentra en una partición mientras que las aplicaciones y los archivos se encuentran en otras. Estas particiones se colocan en el disco duro para optimizar la forma en que se leen y escriben los datos. Con las nuevas unidades de disco duro que se basan en una base de sector diferente a las unidades heredadas, es posible que las computadoras no puedan reconocer este cambio, lo que reduce efectivamente el rendimiento de las unidades de disco duro y, en algunos casos, reduce drásticamente la vida útil de las unidades.
Esto ya no es solo una preocupación para los fabricantes de SSD. A medida que los SSD están bajando de precio, los consumidores están comenzando a integrarlos en sus sistemas y a usarlos más intensamente.
Para garantizar el mejor rendimiento de estas unidades, es importante asegurarse de que todas las particiones estén alineadas correctamente y que se pueda escribir y acceder a los datos sin ningún problema. Analicemos por qué las particiones pueden estar desalineadas y los problemas que resultan de esa desalineación.
Por qué las particiones desalineadas son el problema de las unidades de disco duro
Las particiones pueden estar desalineadas porque el tamaño del sector físico no es de 512 bytes y el software correspondiente no lo sabe. Las unidades de disco duro más recientes, por ejemplo las de Western Digital o Seagate, tienen un tamaño de sector físico interno de 4096 bytes y su lógica opera con fragmentos de datos de 4K, pero para hardware y software externos aparecen como discos duros "tradicionales" con sectores de 512b.
La ilustración anterior muestra que la partición se ha desplazado del disco para comenzar en un sector 512b. Como resultado, todos los clústeres lógicos ahora están vinculados con dos sectores físicos reales de 4K y todas las operaciones de lectura y escritura se multiplicarán dos veces. Todo el rendimiento del sistema ahora se degrada, ya que un disco duro tiene que realizar dos operaciones con dos sectores para administrar sus datos en lugar de uno.
Para manejar la desalineación, una unidad 4K debe realizar un ciclo de lectura, modificación y escritura para cada operación de escritura, lo que da como resultado tiempos de escritura muy lentos, operaciones de disco ineficientes y bajo rendimiento.
¿Qué provoca este cambio? Todos los sistemas operativos Windows anteriores a Vista utilizan un factor de 512 bytes para crear clústeres de volumen. Así colocan un inicio de partición alineado a sectores 512b y no a sectores 4K. Esto causará un problema con cualquiera que use versiones anteriores de Windows e instale un nuevo disco duro.
Por lo general, el inicio de la partición está sangrado en sectores más pequeños, porque es una medida antigua de un "cilindro" de disco y algunas versiones antiguas de DOS o Windows exigen que la partición tenga que estar alineada con el "cilindro" para direccionar y acceder correctamente a los sectores. . Es un problema de compatibilidad antiguo y todos los sistemas operativos modernos no usan este esquema. En su lugar, se utiliza el esquema de direccionamiento de bloques lógicos, donde no hay "cilindros" o "cabezas" y los sectores se direccionan continuamente en una unidad de disco completa. Todas las versiones de Windows anteriores a Vista crean particiones de acuerdo con esta regla de "alineación de cilindros".
No hubo ningún problema con esta regla y la alineación de particiones en el segmento de usuarios domésticos antes de la aparición de las nuevas unidades de disco duro 4K. Las particiones no están alineadas con sectores 4K de forma predeterminada.
Debido a que los datos a los que se accede a través de particiones desalineadas causan tantos problemas, hacer un simple cambio de las particiones aumentará drásticamente el rendimiento.
Por qué las particiones desalineadas son el problema para SSD
Los SSD se están volviendo más comunes en las PC móviles e incluso se están implementando en computadoras de escritorio de alta gama. La razón de esto es que la velocidad de un SSD es mucho más rápida que la de un disco duro estándar y puede aumentar el tiempo de arranque de Windows y otras tareas. Los problemas surgen cuando los usuarios migran datos a un nuevo SSD o crean nuevas particiones en el disco para una mejor segmentación de datos.
Los problemas de partición desalineada son aún más importantes para las unidades SSD que para las unidades de disco duro tradicionales. La mayoría de las unidades SSD modernas están diseñadas con las reglas de alineación 4K más nuevas. Por lo tanto, todos los problemas mencionados anteriormente son los mismos para la alineación de particiones SSD.
Además de una disminución en la velocidad del sistema, los propietarios de SSD deben preocuparse por la degradación de las celdas de memoria SSD. Debido a la naturaleza de una SSD, un disco desalineado crea una carga de trabajo abrumadora para leer, modificar y escribir en estas unidades. Entonces, si las particiones en un SSD están desalineadas, además de una velocidad del sistema degradada, la unidad de estado sólido corre el riesgo de quedar inutilizable. Muchas personas no son conscientes de que una unidad SSD tiene una cantidad limitada de ciclos de lectura/escritura y cuando la unidad se escribe demasiadas veces, la unidad deja de funcionar, con el riesgo de una falla catastrófica y pérdida de datos. La alineación de particiones elimina todas las operaciones de lectura/escritura redundantes y, por lo tanto, otorga a los SSD una vida útil más prolongada.
Cómo puede ayudar una herramienta de alineación
Una herramienta de alineación de particiones simplemente mueve particiones en una cierta cantidad de sectores 512b para que todos los volúmenes se alineen. Por ejemplo, mover una partición de 63 sectores hacia adelante solo a un sector 512b ayudará a que se alinee.
Ahora el inicio de la partición corresponde al inicio del sector 4K. Esta partición y todas las demás que siguen en el disco están correctamente alineadas. Una herramienta de alineación mueve el inicio de la partición en 2048 512b sectores desde el inicio del disco para que sea igual a 1 MB y se ajuste perfectamente a la regla de límites de sectores de 4K.
Futuro del software de alineación
A medida que se introduzcan unidades nuevas y más avanzadas, la alineación será un problema. Dado que la alineación 4k actual es el tamaño de sector más reciente y eficiente para los discos, en el futuro previsible los clientes que compren estas nuevas unidades y actualicen sus unidades existentes deberán conocer su alineación. Dado que este es un problema que los fabricantes de unidades no abordan directamente en la actualidad, las empresas de software corrigen el problema. Eventualmente, los fabricantes de unidades probablemente desarrollarán un software interno para esto o encontrarán otra solución hasta que el problema de la alineación desaparezca.
Conclusión
La alineación de particiones es un problema para entornos de almacenamiento grandes y pequeños. Las unidades de estado sólido conllevan el mayor riesgo en función de la vida útil del número de ciclos de escritura. Las particiones correctamente alineadas en unidades SSD podrán funcionar a sus niveles máximos y tendrán una vida útil hasta tres veces mayor que la de una unidad no alineada. Cualquiera que cambie a SSD debe ser consciente de los problemas de alineación y tomar las medidas necesarias para corregirlos.
Grupo de software Paragon (www.paragon-software.com) es un líder tecnológico en partición de datos y software de utilidades. Su completa línea de productos para el mercado de almacenamiento de datos aborda las necesidades de seguridad, almacenamiento y administración de datos para PC, servidores y redes. Dos de las tecnologías más exclusivas de Paragon son Paragon Alignment Tool (PAT) y Universal File System Drive (UFSD).
