La nuova tecnologia Advanced Format


In questi giorni ho avuto modo di approcciare ad una tematica non affrontata in precedenza. Visto che parliamo di un salto generaqzionale in termini tecnologici ho ritenuto opportuno farne un’articolo. Signori e Signore oggi parliamo di ferro! e di Hard Disk nello specifico. Gli hard disk in un sistema vengono inclusi in quella che è definita generalmente memoria secondaria, ossia quel tipo di memoria destinata a mantenere i dati nel tempo, cosa che invece non fa la memoria primaria (RAM) utilizzata runtime dal processore per le operazioni di lettura e scrittura che richiedono la massima velocità.

Negli ultimi anni è avvenuto quello che è un vero e proprio balzo tecnologico. Storicamente i dischi hanno come unità minima di misura settori della misura di 512 byte. I settori fisici sono la più piccola unità di un dispositivo di memoria, ogni settore porta con se una quantità definita di byte di servizio così suddivisa:

  • GAP: Spazio di separazione tra due settori.
  • SYNC: preambolo di bit dedicata alla dichiarazione di inizio di un settore e alla temporizzazione.
  • ADDRESS: indirizzo e stato del settore.

————–    15 Byte    —————-

  • DATA: dati contenuti nel settore.

————–    512 Byte    —————-

  • ECC: codice per controllo e la correzione degli errori.

————–    50 Byte    —————-

Stando allo schema sopra proposto si nota chiaramente che per ogni 512 Byte di dati si occupano fisicamente 577 Byte su disco.

La nuova tecnologia 4k anche nota con il termine Advanced Format indica invece settori fisici da 4096 byte introducendo quindi un significativo miglioramento diminuendo di otto volte il numero di spazio occupato da dati di servizio passando da un’efficenza di 88,7% a 97,3% . Lo schema sotto rappresenta chiaramente l’ottimizzazione sopra esposta:

Fonte wikipedia

Nel periodo di transazione che stiamo vivendo esistono due tipi di HD: I drive 4kn e quelli 512e. Mentre i primi espongono direttamente al sistema operativo settori da 4K i secondi dispongono di un layer di emulazione che espone settori da 512 byte, una volta ricevuti i dati gli stessi vengono riorganizzati per essere scritti nei settori fisici da 4K, da qui il termine 512 emulated.

L’adozione di settori da 4k richiede innanzitutto l’implementazione di sistemi operativi che supportino tale caratteristica (in questo momento praticamente tutti i sistemi operativi supportano dischi 4kn) ed introduce la necessità di allineare il filesystem al disco sottostante, di fatto laddove il dato scritto non sia allineato o venga passato in blocchi non multipli di 4096 il sistema è costretto a leggere il blocco sottostante, integrarlo con i nuovi dati e riscriverlo secondo la struttura di settori corretta. Tale operazione, nota come RMW (Read, Modify, Write) introduce un pesante overhead che può arrivare sino al 30% delle performance di IO.

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