4K 领域——XP 棺材上的另一个钉子

 

今天的硬盘驱动器使用 512 字节扇区进行格式化，但在不久的将来，大多数硬盘驱动器将切换到更现代的 4kb 扇区（对于那些数学不好的人来说，这是八倍大）。 虽然 4kb 扇区将允许制造商生产更大、更可靠的硬盘驱动器，但它再次提醒我们应该远离 Microsoft 老化的 Windows XP 操作系统。

 

 

 

硬盘驱动器是计算机中唯一使用活动部件的部件（风扇除外）。 硬盘驱动器内部是使用磁场保存数据的旋转磁盘。 使用可移动臂（想想电唱机，虽然它不完全相同）在盘片上的同心轨道之间移动（再次像电唱机，只是轨道不向内螺旋）从盘片写入和读取数据。 上图是一个硬盘盘片，有 20 个同心圆磁道，每个磁道分为 16 个扇区； 到目前为止，扇区的大小为 512 字节（请记住，上图是虚构的磁道和扇区，仅为演示目的而绘制；现代硬盘驱动器有数千个磁道和数百万个扇区）。

 

 

512字节扇区的问题是它已经过时了； 它是在硬盘驱动器比当前硬盘驱动器小几百倍时创建的（您还记得以兆字节为单位的硬盘驱动器吗？）。 每个扇区之前都有一个标记，用于存储纠错码 (ECC) 以及它与下一个扇区之间的一个小空间。 现代硬盘驱动器有数百万个扇区，因此乘以 ECC 和间隙占用的空间就等于很多空间。 这就是 4k 扇区的用武之地。

 

 

新的 4kb 扇区比当前的 512k 扇区大八倍，这意味着硬盘驱动器存储数据的效率可能提高 7-11%。 更少的扇区意味着需要更少的 ECC 代码并且间隙也更少。 除了提高存储效率之外，还有其他好处，包括更好的性能。

 

4kb 扇区的问题是那些运行在它发明之前创建的旧操作系统的人。 512 字节扇区是 Windows XP 等操作系统的计算机体系结构的很大一部分，它无法识别 4kb 扇区。 硬盘驱动器制造商通过将 4kb 扇区硬盘驱动器编程为模拟 512 字节扇区来解决这个问题。 不幸的是，这会对性能产生大约 10% 的负面影响，因为仿真会导致大量开销。 这将导致从硬盘驱动器读取和写入数据的延迟。

 

 

硬盘驱动器制造商已经达到了 512 字节扇区格式的上限。 请记住，512 字节扇区格式是在硬盘驱动器以兆字节（比今天的硬盘驱动器小几千倍）测量时创建的。 4kb 扇区是硬盘驱动器技术迟来的进步，它将提高硬盘驱动器的存储效率和性能。 对于使用 512 字节扇区进行硬编码的旧操作系统，它可能会带来问题； 虽然一些 4kb 扇区的硬盘驱动器出于兼容性目的会模拟 512 字节的扇区，但由于在两者之间进行转换所涉及的开销，性能会出现明显的劣势。 对于我们其他使用 4kb 扇区兼容操作系统（Vista、7、Mac OSX 和现代 Linux 发行版）的人来说，4kb 扇区不过是个好消息。

 

一定要看看我们的 参考指南 有关详细信息， 部门和硬盘驱动器的机制.