Dit artikel is het eerste in een nieuwe reeks gastcolumns die StorageReview.com zal publiceren om onze lezers een uniek perspectief te bieden vanuit de branche. Neem contact met ons op als u ideeën wilt aandragen of wilt deelnemen.
Door Koka Sexton, manager bedrijfsontwikkeling, Paragon Software
Solid State Drives (SSD's) komen nu steeds vaker voor in desktop- en mobiele computers. De voordelen van deze aandrijvingen liggen voor de hand bij het eerste gebruik. Ze zijn veel sneller en geven een gebruiker een veel betere ervaring bij het openen van gegevens op hun computers. Wanneer mensen hun eigen hardware upgraden en een SSD aan hun pc toevoegen, moet er tijdens het gegevensmigratieproces op worden gelet dat de nieuwe hardware op softwareniveau correct is uitgelijnd, zodat gegevens op de meest optimale manier worden benaderd. IT-beheerders hebben met de introductie van 4K-sectoren te maken met andere problemen. Dit zal worden verergerd naarmate opslagsystemen binnen bedrijven toenemen en er nieuwe schijven worden toegevoegd.
Wat is partitie-uitlijning?
Een harde schijf kan om verschillende redenen in verschillende secties of partities worden ontleed, bijvoorbeeld om gegevens te segmenteren of omdat een besturingssysteem zich op de ene partitie bevindt, terwijl applicaties en bestanden op andere partities staan. Deze partities zijn op de harde schijf geplaatst om de manier waarop gegevens worden gelezen en geschreven te optimaliseren. Met nieuwe harde schijven die afhankelijk zijn van een andere sectorbasis dan oudere schijven, kunnen computers deze wijziging mogelijk niet herkennen, waardoor de prestaties van harde schijven effectief afnemen en in sommige gevallen de levensduur van de schijven drastisch wordt verkort.
Dit is niet langer alleen een zorg voor SSD-fabrikanten. Naarmate SSD's in prijs dalen, beginnen consumenten deze in hun systemen in te bouwen en zwaarder te gebruiken.
Om de beste prestaties van deze schijven te garanderen, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de partities allemaal correct zijn uitgelijnd en dat gegevens zonder problemen kunnen worden geschreven en geopend. Laten we bespreken waarom partities verkeerd uitgelijnd kunnen zijn en de problemen die daaruit voortkomen.
Waarom verkeerd uitgelijnde partities het probleem zijn voor harde schijven
Partities kunnen verkeerd zijn uitgelijnd omdat de fysieke sectorgrootte niet 512 bytes is en de bijbehorende software hiervan niet op de hoogte is. De nieuwste harde schijven, bijvoorbeeld die van Western Digital of Seagate, hebben een interne fysieke sectorgrootte van 4096 bytes en hun logica verwerkt 4K-brokken gegevens, maar voor externe hardware en software verschijnen ze als "traditionele" harde schijven met 512b sectoren.
De bovenstaande afbeelding laat zien dat de partitie is verschoven van de schijf om te beginnen op één 512b-sector. Als gevolg hiervan zijn alle logische clusters nu gekoppeld aan twee daadwerkelijke fysieke 4K-sectoren en worden alle lees- en schrijfbewerkingen tweemaal vermenigvuldigd. De volledige systeemprestaties gaan nu achteruit, omdat een harde schijf twee bewerkingen met twee sectoren moet uitvoeren om uw gegevens te beheren in plaats van één.
Om verkeerde uitlijning op te vangen, moet een 4K-schijf een lees-wijzig-schrijfcyclus uitvoeren voor elke schrijfbewerking, wat resulteert in zeer trage schrijftijden, inefficiënte schijfbewerkingen en slechte prestaties.
Waardoor wordt deze verschuiving veroorzaakt? Alle Windows-besturingssystemen vóór Vista gebruiken een factor van 512 bytes om volumeclusters te maken. Zo plaatsen ze een startpartitie die is afgestemd op 512b-sectoren en niet op 4K-sectoren. Dit veroorzaakt een probleem bij iedereen die eerdere versies van Windows gebruikt en een nieuwe harde schijf installeert.
Gewoonlijk is de start van de partitie ingesprongen op kleinere sectoren, omdat het een oude maat is voor een schijf "cilinder" en sommige oude versies van DOS of Windows vereisen dat de partitie moet worden uitgelijnd met de "cilinder" voor het correct adresseren en toegang krijgen tot de sectoren . Het is een oud compatibiliteitsprobleem en alle moderne besturingssystemen gebruiken dit schema niet. In plaats daarvan wordt het adresseringsschema voor logische blokken gebruikt, waarbij er geen "cilinders" of "koppen" zijn en sectoren continu worden geadresseerd over een hele schijf. Alle versies van Windows vóór Vista maken partities volgens deze "cilinderuitlijning" -regel.
Er was geen probleem met deze regel en de uitlijning van partities in het segment voor thuisgebruikers voordat de nieuwere 4K-harde schijven verschenen. Partities zijn standaard niet uitgelijnd met 4K-sectoren.
Omdat de gegevens die toegankelijk zijn via niet goed uitgelijnde partities zoveel problemen veroorzaken, zal een eenvoudige verschuiving van de partities de prestaties drastisch verbeteren.
Waarom verkeerd uitgelijnde partities het probleem zijn voor SSD
SSD's komen steeds vaker voor in mobiele pc's en worden zelfs geïmplementeerd in geavanceerde desktopcomputers. De reden hiervoor is dat de snelheid van een SSD aanzienlijk hoger is dan die van een standaard harde schijf en de opstarttijd van Windows en andere taken kan verlengen. De problemen doen zich voor wanneer gebruikers gegevens naar een nieuwe SSD migreren of nieuwe partities op de schijf maken voor een betere gegevenssegmentatie.
Problemen met verkeerd uitgelijnde partities zijn zelfs nog belangrijker voor SSD-schijven dan traditionele harde schijven. De meeste moderne SSD-schijven zijn ontworpen met behulp van de nieuwere regels voor 4K-uitlijning. Alle eerder genoemde problemen zijn dus hetzelfde voor het uitlijnen van SSD-partities.
Naast een afname van de systeemsnelheid, moeten SSD-bezitters zich zorgen maken over degradatie van de SSD-geheugencellen. Vanwege de aard van een SSD zorgt een verkeerd uitgelijnde schijf voor een overmatige werklast om deze schijven te lezen, aan te passen en ernaar te schrijven. Dus als partities op een SSD verkeerd zijn uitgelijnd, naast een verlaagde systeemsnelheid, dreigt de solid-state drive onbruikbaar te worden. Veel mensen zijn zich er niet van bewust dat een SSD-schijf een beperkt aantal lees-/schrijfcycli heeft en dat wanneer er te vaak naar de schijf wordt geschreven, de schijf niet meer werkt, met het risico op een catastrofale storing en gegevensverlies. Partitie-uitlijning elimineert alle redundante lees-/schrijfbewerkingen en verleent SSD's zo een langere levensduur.
Hoe een Alignment Tool kan helpen
Een partitie-uitlijningstool verplaatst eenvoudig partities op een aantal 512b-sectoren zodat alle volumes uitgelijnd worden. Als u bijvoorbeeld een partitie van 63 sectoren vooruit verplaatst naar slechts één 512b-sector, zal deze worden uitgelijnd.
Nu komt de start van de partitie overeen met de start van de 4K-sector. Deze partitie en alle volgende partities op de schijf zijn correct uitgelijnd. Een uitlijningstool verplaatst de start van de partitie op 2048 512b-sectoren vanaf het begin van de schijf, zodat deze gelijk is aan 1 MB en perfect past bij de 4K-sectorgrensregel.
Toekomst van uitlijnsoftware
Naarmate er nieuwe en meer geavanceerde schijven worden geïntroduceerd, zal uitlijning een probleem worden. Aangezien de huidige 4k-uitlijning de meest recente en efficiënte sectorgrootte voor schijven is, zullen klanten die deze nieuwe schijven kopen en hun bestaande schijven upgraden in de nabije toekomst op de hoogte moeten zijn van hun uitlijning. Aangezien dit een probleem is dat momenteel niet rechtstreeks door de schijffabrikanten wordt aangepakt, corrigeren softwarebedrijven het probleem. Uiteindelijk zullen fabrikanten van aandrijvingen hiervoor ofwel interne software ontwikkelen of een andere oplossing vinden totdat het probleem van de uitlijning is verdwenen.
Conclusie
Partitie-uitlijning is een probleem voor grote en kleine opslagomgevingen. Solid State-schijven dragen het grootste risico op basis van de levensduur van het aantal schrijfcycli. Correct uitgelijnde partities op SSD-schijven kunnen op topniveau presteren en hebben een langere levensduur tot drie keer die van een niet-uitgelijnde schijf. Iedereen die overstapt op SSD's moet zich bewust zijn van de valkuilen bij het uitlijnen en de nodige stappen ondernemen om deze te corrigeren.
Paragon Software Group ( www.paragon-software.com ) is een toonaangevend technologiebedrijf op het gebied van software voor datapartitionering en hulpprogramma's. Hun uitgebreide productlijn voor de dataopslagmarkt voorziet in de behoeften op het gebied van gegevensbeveiliging, -opslag en -beheer voor pc's, servers en netwerken. Twee van Paragons meest unieke technologieën zijn de Paragon Alignment Tool (PAT) en Universal File System Drive (UFSD).
Amazon