고급 포맷

Advanced Format
고급 포맷(AF)
Advanced format logo.png
고급 포맷 512e 로고
1세대 표준
섹터당 4096 (4 KiB)바이트
제1세대 카테고리
512 에뮬레이션(표준)512바이트 논리 구성 드라이브 미디어의 4K 물리 섹터
4K 네이티브(4Kn)드라이브 미디어의 4K 물리 섹터 및 호스트에 보고된 4K 구성
4K 대응[1] 호스트레거시 512 및 512e 하드 디스크 드라이브와 동일하게 동작하는 호스트 시스템
완료된 연도 기준
2010년 3월
작성자
IDEMA 롱 데이터 섹터 위원회(델, 후지쯔(현 도시바 스토리지 디바이스 코퍼레이션), Hewlett-Packard, Hitachi Global Storage Technologies, IDEMA, LSI Corporation, Maxtor(현 Seagate), Microsoft, Phoenix Technologies, Samsung, Seagate Technology, Western Digital로 구성)

AF(Advanced Format)는, AFD(Advanced Format Drive)의 4096, 4112, 4160, 및 4224 바이트(4KB) 섹터와 같이, 섹터 마다 512, 520, 또는 528 바이트를 넘는 자기 디스크(HDD)에 데이터를 격납하기 위해서 사용되는 디스크 섹터 형식입니다.섹터가 클수록 더 강력한 오류 수정 알고리즘을 통합하여 더 높은 스토리지 밀도로 데이터 무결성을 유지할 수 있습니다.

역사

긴 데이터 섹터의 사용은 1998년 NSIC([2]National Storage Industry Consortium)가 발표한 기술 문서에서 지속적으로 증가하는 면적 밀도와 하드 디스크 [3]드라이브에 사용되는 기존의 512바이트/섹터 형식 간의 충돌에 주의를 기울이는 것을 촉구했습니다.자기 기록 시스템 기술, 면적 밀도, 그리고 이를 통해 스토리지 용량이 획기적으로 향상되지 않으면 하드 디스크 드라이브가 정체될 것으로 예상되었습니다.

스토리지 업계 무역 조직인 IDEMA(International Disk Drive Equipment and Materials Association)는 2000년에 IDEMA Long Data Sector Committee(IDEMA)를 조직하여 IDEMA와 주요 하드웨어 및 소프트웨어 공급업체가 긴 데이터 섹터를 관리하는 표준 정의 및 개발에 협력했습니다.레거시 컴퓨팅 컴포넌트와의 호환성이 지원됩니다.[3]2005년 8월에 Seagate는 테스트를 [4]: Figure 3 위해 1K 물리 섹터를 탑재한 테스트 드라이브를 업계 파트너에게 출하했습니다.2010년에는 섹터당 4096바이트(4K)의 구성을 사용한 최초의 공식 롱 데이터 섹터 업계 표준이 완성되었습니다.모든 하드 드라이브 제조업체는 2011년 [4][5]1월까지 고급 포맷 섹터 포맷을 갖춘 데스크톱 및 노트북 제품용 새로운 하드 드라이브 플랫폼을 출하할 것을 약속했습니다.

고급 포맷은 여러 세대의 롱 데이터 섹터 기술이 될 것으로 예상되는 것을 다루기 위해 만들어졌으며, 로고는 롱 데이터 섹터 기반 하드 디스크 드라이브와 레거시 512, 520 또는 528바이트 [6][failed verification]섹터를 사용하는 드라이브를 구분하기 위해 만들어졌습니다.

개요

512바이트와 4096바이트 섹터[7] 포맷 비교
묘사 512 바이트 섹터 4096바이트 섹터
간격, 동기화, 주소 표시 15 바이트
사용자 데이터 512 바이트 4096 바이트
오류수정코드 50 바이트 100 바이트
총 577 바이트 4211 바이트
효율성. 88.7% 97.3%
512 바이트 에뮬레이트된 디바이스 섹터 크기
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
물리 섹터 1 물리 섹터 2

1세대 4K 섹터 기술인 고급 포맷은 8개의 512바이트 섹터에 저장되었을 데이터를 길이가 4096바이트(4KB)인 단일 섹터로 결합함으로써 스토리지 표면 미디어를 보다 효율적으로 사용합니다.기존 512바이트 섹터 아키텍처의 주요 설계 요소, 특히 섹터 시작 부분의 식별 및 동기화 마크와 섹터 끝 부분의 오류 정정 부호화(ECC) 영역이 유지됩니다.섹터 헤더와 ECC 영역 사이에는 8개의 512바이트 섹터가 결합되어 있으므로 512바이트 데이터의 각 개별 청크 사이에 다중 헤더 영역이 필요하지 않습니다.롱 데이터 섹터 위원회는 프로세서와 일부 운영 체제에서 사용되는 페이징 크기에 대응하는 것뿐만 [8]아니라 관계형 데이터베이스 시스템의 표준 트랜잭션 크기와의 상관 관계 등 몇 가지 이유로 1세대 AF 표준에 4K 블록 길이를 선택했습니다.

4K 섹터 구조에 의한 포맷 효율 향상은 물리 플래터 공간에서 [9]7~11%입니다.4K 형식에서는 ECC 필드를 50바이트에서 100바이트로 확장하여 새로운 ECC 알고리즘을 수용할 수 있는 충분한 공간을 제공합니다.확장 ECC 커버리지에 의해 512바이트 섹터 레거시 [10]포맷과 관련된 50바이트 결함 길이를 초과하는 처리된 데이터 오류를 검출하고 수정할 수 있는 기능이 향상됩니다.고급 포맷 표준은 기존의 512바이트 섹터 레이아웃과 동일한 간격, 동기화 및 주소 표시 구성을 사용하지만 8개의 512바이트 섹터를 하나의 데이터 [11]필드에 결합합니다.

고급 포맷 4K 테크놀로지와 분산형 ECC를 통한 하드디스크 드라이브 포맷 효율화

2010년 중반까지 출하된 512바이트 섹터 기반 하드 디스크 드라이브는 매우 많기 때문에 하드 디스크 드라이브에 액세스하는 많은 시스템, 프로그램 및 애플리케이션은 섹터당 512바이트의 규약을 따르고 있습니다.롱 데이터 섹터 위원회와의 조기 참여로 컴포넌트 및 소프트웨어 공급업체는 고급 포맷으로의 이행을 준비할 수 있었습니다.

예를 들어 Windows Vista, Windows 7, Windows Server 2008 및 Windows Server 2008 R2(특정 핫픽스가 설치된 경우)는 FreeBSD[13][14][15] 및 [16][17]리눅스의 최신 버전과 마찬가지로 512e 형식 드라이브(4Kn은 [12]아님)를 지원합니다.Mac OS X Tiger 이후에는 고급 포맷 드라이브를[18] 사용할 수 있으며 OS X Mountain Lion 10.8.2는 이러한 드라이브를 추가로 암호화합니다.Windows 8 및 Windows Server 2012는 4Kn 고급 [12]포맷도 지원합니다.Oracle Solaris 10 및 11은 비루트 ZFS 파일 시스템에 대해 4Kn 및 512e 하드 디스크 드라이브를 지원하는 반면 버전 11.1은 512e [19]장치의 설치 및 부팅을 지원합니다.

분류

롱 데이터 섹터 위원회가 실시한 고급 포맷 이니셔티브 중 레거시 컴퓨팅 솔루션과의 하위 호환성을 유지하는 방법도 다루었습니다.이를 위해 여러 범주의 고급 포맷 장치가 생성되었습니다.

512 에뮬레이션(표준)

많은 호스트 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 컴포넌트는 하드 드라이브가 512바이트 섹터 경계로 구성되어 있다고 가정합니다.여기에는 칩셋, 운영체제, 데이터베이스 엔진, 하드 드라이브 파티셔닝 및 이미징 도구, 백업 및 파일 시스템 유틸리티, 기타 소프트웨어 애플리케이션의 일부 등 다양한 항목이 포함됩니다.레거시 컴퓨팅 컴포넌트와의 호환성을 유지하기 위해 많은 하드 디스크 드라이브 공급업체가 512바이트 변환 펌웨어와 결합된 기록 미디어의 고급 포맷 기술을 지원합니다.4096바이트 물리 섹터로 구성된 512바이트 펌웨어 하드 드라이브는 고급 포맷 512e 또는 512 에뮬레이션 드라이브라고 불립니다.

512바이트 기반 코드를 사용하는 잠재적 영역

4096바이트 물리 포맷을 가상 512바이트 증분으로 변환하는 것은 하드디스크드라이브에 액세스 하는 엔티티에 대해서 투과적입니다.읽기 및 쓰기 명령은 기존 드라이브와 동일한 형식으로 고급 포맷 드라이브에 실행됩니다.그러나 읽기 프로세스 중에 고급 포맷 하드 드라이브는 요청된 512바이트 데이터를 포함하는 전체 4096바이트 섹터를 드라이브에 있는 메모리에 로드합니다.에뮬레이션펌웨어는 특정 데이터를 추출하여 512바이트 청크로 다시 포맷한 후 호스트로 전송합니다.일반적으로 전체 프로세스는 성능 저하가 거의 또는 전혀 없이 수행됩니다.

4K의 배수가 아니거나 4K의 경계에 맞지 않는 데이터를 쓸 때는 번역 프로세스가 더 복잡합니다.이러한 경우 하드 드라이브는 대상 데이터가 포함된 4096바이트 섹터 전체를 내장 메모리에 읽고 새 데이터를 기존 데이터에 통합한 다음 4096바이트 섹터 전체를 디스크 미디어에 다시 써야 합니다.이 조작은 RMW(Read-Modify-Write)라고 불리며 자기 디스크를 추가로 회전시켜야 하므로 시스템 사용자의 퍼포먼스에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.IDEMA와 하드 드라이브 벤더가 실시한 퍼포먼스 분석에 따르면 일반적인 비즈니스 PC 사용자 환경에서의 쓰기 조작의 약 5~10%가 잘못 정렬되어 RMW 퍼포먼스가 저하될 [20][21]수 있습니다.

레거시 운영 체제에서 고급 포맷 드라이브를 사용하는 경우 하드 디스크 제조업체에서 제공하는 소프트웨어를 사용하여 디스크 드라이브를 다시 정렬해야 합니다.디스크 재배치는 파티션이 이동하면 파일 시스템 클러스터가 일부 물리적 디스크 섹터에 걸쳐지는 클러스터 스래딩이라고 하는 성능 저하 상태를 방지하기 위해 필요합니다.하드 드라이브 파티션을 작성할 때 클러스터와 섹터의 정렬이 결정되므로 디스크를 분할한 후 재배치 소프트웨어를 사용한다.이를 통해 컴퓨팅 생태계에서 생성되는 비정렬 쓰기 수를 줄일 수 있습니다.애플리케이션을 Advanced Format 테크놀로지로 이행하기 위한 추가 활동은 Advanced Format Technology Committee(구 Long Data Sector Committee)[22][23]와 하드 디스크 드라이브 제조업체에 의해 [24][25][26]주도되었습니다.

4K 네이티브(4Kn)

고급 포맷 4K 네이티브 로고

4K 네이티브모드로 동작하는 하드디스크드라이브에는 에뮬레이션레이어가 없고 디스크미디어는 4096, 4112, 4160 또는 4224바이트의 물리 섹터 크기를 시스템펌웨어 및 운영체제에 직접 공개합니다.이렇게 하면 4K 네이티브 드라이브의 외부로 보이는 논리 섹터 구성이 내부 물리적 섹터 조직에 직접 매핑됩니다.2014년 4월부터 엔터프라이즈급 4K 네이티브 하드 디스크 드라이브가 [27][28]출시되었습니다.

운영체제 내 4KB 논리 섹터에 대한 지원 준비는 유형, 벤더 및 [12]버전에 따라 다릅니다.예를 들어, 마이크로소프트 윈도우즈는 UEFI에서 [29]윈도우즈 8 및 윈도우즈 서버 2012(2012년 출시) 이후 4K 네이티브 드라이브를 지원합니다.

Linux 커널 버전 2.6.31 이후 Linux는 4K 네이티브 드라이브를 지원하며util-linux-ng 버전 2.17 (각각 [30][31]2009년 및 2010년 출시)

4K 네이티브 드라이브를 나타내는 로고의 색상 버전은 4개의 둥근 모서리, 파란색 배경 및 [32]로고 중앙에 "4Kn" 텍스트가 있는 512e 로고와 다소 다릅니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Advanced Format Definitions, Abbreviations, and Conventions". IDEMA. Archived from the original on 2012-03-16. Retrieved March 13, 2012.
  2. ^ "Home- INSIC Information Storage Industry Consortium". INSIC. Archived from the original on 2014-03-12. Retrieved 2014-03-12.
  3. ^ a b "The Advent of Advanced Format". IDEMA. Archived from the original on 2012-05-10. Retrieved 2013-11-18.
  4. ^ a b "Transition to Advanced Format 4K Sector Hard Drives". Seagate. Archived from the original on 2014-12-20. Retrieved 2014-12-15.
  5. ^ "Advanced Format – The Migration to 4K Sectors". Seagate Technology. Archived from the original on 19 May 2011. Retrieved June 27, 2011.
  6. ^ Martin K. Petersen (30 August 2008). "Linux Data Integrity" (PDF). Oracle Corporation. p. 7. Archived (PDF) from the original on 9 January 2015. Retrieved 14 December 2020. Most disk drives use 512-byte sectors. [...] Enterprise drives (Parallel SCSI/SAS/FC) support 520/528 byte 'fat' sectors.
  7. ^ Mueller, Scott (2013). Upgrading and Repairing PCs (21st ed.). Que Publishing. pp. 472–473. ISBN 978-0789750006.
  8. ^ Smith, Ryan (18 December 2009). "Western Digital's Advanced Format: The 4K Sector Transition Begins". www.anandtech.com. Archived from the original on 18 December 2009. Retrieved 14 December 2020.
  9. ^ Swinburne, Richard (April 1, 2010). "The Facts: 4K Advanced Format Hard Disks". bit-tech.net. Archived from the original on 2012-03-06. Retrieved March 13, 2012.
  10. ^ Hassner, Martin; Grochowski, Ed (May 31, 2005). 4K Byte-Sector HDD-Data Format Standard. Windows Hardware Engineering Conference. Archived from the original on March 28, 2012. Retrieved March 13, 2012.
  11. ^ Curtis E. Stevens (2011). "Advanced Format in Legacy Infrastructures: More Transparent than Disruptive" (PDF). idema.org. Archived (PDF) from the original on 2013-11-05. Retrieved 2013-11-05.
  12. ^ a b c "Advanced format (4K) disk compatibility update (Windows)". November 28, 2012. Archived from the original on 2013-01-11. Retrieved January 3, 2013.
  13. ^ "The arrow of time – FreeBSD on 4K sector drives". Ivoras.net. Archived from the original on 2014-03-16. Retrieved 2014-03-12.
  14. ^ "2.7. Allocating Disk Space". Freebsd.org. Archived from the original on 2014-03-20. Retrieved 2014-03-12.
  15. ^ "Disk Setup On FreeBSD". Wonkity.com. 2013-06-24. Archived from the original on 2014-07-12. Retrieved 2014-03-12.
  16. ^ Jonathan Corbet (2010-03-09). "4K-sector drives and Linux". LWN.net. Archived from the original on 2013-10-04. Retrieved 2013-10-04.
  17. ^ Martin K. Petersen (2009-11-24). "Linux Storage Topology and Advanced Features" (PDF). Oracle Corporation. Archived (PDF) from the original on 2013-10-05. Retrieved 2013-10-04.
  18. ^ "How to install a WD Advanced Format Drive on a non-Windows Operating System". January 19, 2012. Archived from the original on May 27, 2014. Retrieved April 12, 2013.
  19. ^ "Oracle Solaris 11.1 Administration: Devices and File Systems". Oracle Corporation. Archived from the original on 2014-03-06. Retrieved 2014-03-06.
  20. ^ Michael E. Fitzpatrick. "4K Sector Disk Drives: Transitioning to the Future with Advanced Format Technologies" (PDF). Toshiba. Archived (PDF) from the original on 2014-10-06. Retrieved 2013-10-24.
  21. ^ Goldwyn Rodrigues (2009-03-11). "Linux and 4K disk sectors". LWN.net. Archived from the original on 2013-10-05. Retrieved 2013-10-24.
  22. ^ "About the Advanced Format Technology Committee (formerly LDS Committee)". www.idema.org. Archived from the original on 30 March 2016. Retrieved 14 December 2020.
  23. ^ "4kB Data Sector Update - IDEMA 4kB Technical Committee" (PDF). www.snia.org. September 2008. Archived (PDF) from the original on 11 August 2016. Retrieved 14 December 2020.
  24. ^ "SmartAlign Technology for Advanced Format Hard Drives" (PDF). www.seagate.com. 2010. Archived (PDF) from the original on 29 November 2010. Retrieved 14 December 2020.
  25. ^ "Download the Hitachi Align Tool". www.hitachigst.com. 2010. Archived from the original on 23 June 2011. Retrieved 14 December 2020.
  26. ^ "Advanced Format Software". www.wdc.com. 2011. Archived from the original on 29 December 2011. Retrieved 14 December 2020.
  27. ^ "Enterprise Capacity 3.5 HDD Data Sheet" (PDF). Seagate Technology. April 23, 2014. p. 2. Archived (PDF) from the original on 2014-08-12. Retrieved August 10, 2014.
  28. ^ "WD Re Datacenter Distribution Specification Sheet" (PDF). Western Digital. January 21, 2016. p. 2. Archived (PDF) from the original on 2015-09-06. Retrieved February 14, 2016.
  29. ^ "Microsoft support policy for 4K sector hard drives in Windows". Microsoft. Archived from the original on 2011-08-19. Retrieved October 24, 2013.
  30. ^ "Linux kernel 2.6.31, Section 11. Block". kernelnewbies.org. September 9, 2009. Archived from the original on 2015-11-05. Retrieved October 10, 2015.
  31. ^ "util-linux-ng 2.17 Release Notes". kernel.org. January 8, 2010. Archived from the original on 2016-03-04. Retrieved October 10, 2015.
  32. ^ "Advanced Format Logo Overview". IDEMA. Archived from the original on 2013-10-19. Retrieved 2014-01-10.

외부 링크