Este artigo é o primeiro de uma nova série de editoriais de convidados que o StorageReview.com publicará com o objetivo de trazer uma perspectiva única de especialistas do setor para o nosso público. Para sugerir ideias ou participar, entre em contato conosco.
Por Koka Sexton, gerente de desenvolvimento de negócios, Paragon Software
As unidades de estado sólido (SSDs) estão se tornando mais comuns agora em computadores desktop e móveis. As vantagens dessas unidades são óbvias na primeira vez em que são usadas. Eles são muito mais rápidos e oferecem ao usuário uma experiência muito melhor ao acessar dados em seus computadores. Quando as pessoas atualizam seu próprio hardware e incluem um SSD em seu PC, deve-se tomar cuidado durante o processo de migração de dados para garantir que o novo hardware esteja alinhado corretamente em um nível de software para que os dados sejam acessados da maneira mais otimizada. Os administradores de TI enfrentam um conjunto diferente de problemas com a introdução de setores 4K. Isso será agravado à medida que os sistemas de armazenamento aumentarem dentro das empresas e novas unidades forem adicionadas.
O que é alinhamento de partição?
Um disco rígido pode ser dividido em diferentes seções ou partições por vários motivos – como para segmentar dados ou porque um sistema operacional fica em uma partição enquanto aplicativos e arquivos ficam em outras. Essas partições são posicionadas no disco rígido para otimizar a maneira como os dados são lidos e gravados nelas. Com novos discos rígidos que dependem de uma base de setor diferente das unidades legadas, os computadores podem não ser capazes de reconhecer essa alteração, reduzindo efetivamente o desempenho dos discos rígidos e, em alguns casos, diminuindo drasticamente a vida útil das unidades.
Esta não é mais uma preocupação apenas dos fabricantes de SSD. À medida que o preço dos SSDs está baixando, os consumidores estão começando a incorporá-los em seus sistemas e a usá-los com mais intensidade.
Para garantir o melhor desempenho dessas unidades, é importante garantir que todas as partições estejam alinhadas corretamente e que os dados possam ser gravados e acessados sem problemas. Vamos discutir por que as partições podem estar desalinhadas e os problemas resultantes desse desalinhamento.
Por que as partições desalinhadas são o problema das unidades de disco rígido
As partições podem estar desalinhadas porque o tamanho do setor físico não é de 512 bytes e o software correspondente não sabe disso. Os discos rígidos mais recentes, por exemplo, os da Western Digital ou Seagate, têm um tamanho de setor físico interno de 4096 bytes e sua lógica opera blocos de dados de 4K, mas para hardware e software externos eles aparecem como discos rígidos “tradicionais” com setores de 512b.
A ilustração acima mostra que a partição mudou do disco para iniciar em um setor 512b. Como resultado, todos os clusters lógicos agora vinculados a dois setores físicos reais de 4K e todas as operações de leitura e gravação serão multiplicadas duas vezes. Todo o desempenho do sistema agora fica degradado, pois um disco rígido precisa fazer duas operações com dois setores para gerenciar seus dados em vez de um.
Para lidar com o desalinhamento, uma unidade de 4K deve executar um ciclo de leitura-modificação-gravação para cada operação de gravação, resultando em tempos de gravação muito lentos, operações de disco ineficientes e baixo desempenho.
O que causa essa mudança? Todos os sistemas operacionais Windows anteriores ao Vista usam um fator de 512 bytes para criar clusters de volume. Assim, eles colocam um início de partição alinhado aos setores 512b e não aos setores 4K. Isso causará um problema com qualquer pessoa que use versões anteriores do Windows e instale um novo disco rígido.
Normalmente o início da partição é recuado em setores menores, pois é uma medida antiga de um “cilindro” de disco e algumas versões antigas do DOS ou Windows exigem que a partição seja alinhada ao “cilindro” para endereçar e acessar corretamente os setores . É um antigo problema de compatibilidade e todos os sistemas operacionais modernos não usam esse esquema. Em vez disso, o esquema de endereçamento de bloco lógico é usado, onde não há nenhum “cilindro” ou “cabeça” e os setores são endereçados continuamente em uma unidade de disco inteira. Todas as versões do Windows antes do Vista criam partições de acordo com esta regra de “alinhamento de cilindro”.
Não havia problema com essa regra e alinhamento de partições no segmento de usuários domésticos antes do surgimento dos discos rígidos 4K mais recentes. As partições não são alinhadas com setores 4K por padrão.
Como os dados acessados em partições desalinhadas causam muitos problemas, fazer uma simples troca de partições aumentará drasticamente o desempenho.
Por que as partições desalinhadas são o problema do SSD
Os SSDs estão se tornando mais comuns em PCs móveis e até mesmo sendo implementados em computadores de mesa de última geração. A razão para isso é que a velocidade de um SSD é dramaticamente mais rápida do que um disco rígido padrão e pode aumentar o tempo de inicialização do Windows e outras tarefas. Os problemas surgem quando os usuários migram dados para um novo SSD ou criam novas partições na unidade para melhor segmentação de dados.
Problemas de partição desalinhada são ainda mais importantes para unidades SSD do que unidades de disco rígido tradicionais. A maioria das unidades SSD modernas são projetadas usando as regras de alinhamento 4K mais recentes. Assim, todos os problemas mencionados anteriormente são os mesmos para alinhamento de partições SSD.
Além de um declínio na velocidade do sistema, os proprietários de SSD precisam se preocupar com a degradação das células de memória do SSD. Devido à natureza de um SSD, um disco desalinhado cria uma carga de trabalho excessiva para ler, modificar e gravar nessas unidades. Portanto, se as partições em um SSD estiverem desalinhadas, além de uma velocidade do sistema reduzida, a unidade de estado sólido corre o risco de ficar inutilizável. Muitas pessoas não sabem que uma unidade SSD tem uma quantidade limitada de ciclos de leitura/gravação e quando a unidade é gravada muitas vezes, ela para de funcionar, arriscando uma falha catastrófica e perda de dados. O alinhamento de partições elimina todas as operações redundantes de leitura/gravação e, portanto, concede aos SSDs uma vida útil mais longa.
Como uma ferramenta de alinhamento pode ajudar
Uma ferramenta de alinhamento de partição simplesmente move as partições em uma certa quantidade de setores 512b para que todos os volumes fiquem alinhados. Por exemplo, mover uma partição de 63 setores para frente apenas para um setor 512b ajudará a torná-la alinhada.
Agora o início da partição corresponde ao início do setor 4K. Esta partição e todas as outras seguintes no disco estão devidamente alinhadas. Uma ferramenta de alinhamento move o início da partição em 2048 setores 512b desde o início do disco para que seja igual a 1 MB e se encaixe perfeitamente na regra de limites de setores de 4K.
Futuro do software de alinhamento
À medida que unidades novas e mais avançadas são introduzidas, o alinhamento será um problema. Como o alinhamento atual de 4K é o tamanho de setor mais recente e eficiente para discos, num futuro próximo, os clientes que comprarem essas novas unidades e atualizarem suas unidades existentes precisarão estar cientes de seu alinhamento. Como esse é um problema que atualmente não é abordado diretamente pelos fabricantes de unidades, as empresas de software corrigem o problema. Eventualmente, os fabricantes de drives provavelmente desenvolverão software interno para isso ou encontrarão outra solução até que o problema de alinhamento desapareça.
Conclusão
O alinhamento de partições é um problema para ambientes de armazenamento grandes e pequenos. As unidades de estado sólido apresentam o maior risco com base na vida útil do número de ciclos de gravação. Partições devidamente alinhadas em unidades SSD serão capazes de funcionar em seus níveis máximos e terão uma vida útil aumentada em até três vezes a de uma unidade não alinhada. Qualquer pessoa que mude para SSDs deve estar ciente das armadilhas do alinhamento e tomar as medidas necessárias para corrigi-las.
A Paragon Software Group ( www.paragon-software.com ) é líder em tecnologia de particionamento de dados e software utilitário. Sua linha completa de produtos para o mercado de armazenamento de dados atende às necessidades de segurança, armazenamento e gerenciamento de dados para PCs, servidores e redes. Duas das tecnologias mais exclusivas da Paragon são a Ferramenta de Alinhamento Paragon (PAT) e o Universal File System Drive (UFSD).
Amazon