企业级缓行？高级格式化4KB扇区硬盘深度解析

图 3.高级格式化标准发展的重要里程碑

4K 扇区的长期利益

所有硬盘制造商一致同意，到 2011 年 1 月，实现向高级格式化扇区设计的过渡，因此，硬盘行业需要适应并采用此更改，以最小化潜在的负面作用。短期内，最终用户不会明显感受到硬盘容量的增长。但是，迁移到 4K 大小扇区后，肯定能为实现更高的区域密度、硬盘容量和更强大的纠错功能提供一条捷径。

通过降低错误纠正代码所用空间来提高格式化效率

图 4 显示了传统的 512 字节扇区布局。其中，在每个 512 字节扇区中，都留有 50 字节与数据无关的开销用于 ECC，以及另外 15 字节的开销用于间隙 (Gap)、同步 (Sync) 和地址标记 (Address Mark) 部分。这样就造成扇区格式化效率仅约为 88% (512/(512 + 65))。

图 4.传统 512 字节扇区布局

新的高级格式化标准使得 4K 字节扇区有了不小进步，在 4K 字节扇区中，8 个传统 512 字节扇区合并为一个 4K 字节扇区（见图 5）。

图 5.高级格式化：4K 字节扇区布局

高级格式化标准用于间隙 (Gap)、同步 (Sync) 和地址标记 (Address Mark) 的字节数与传统扇区相同，但将 ECC 字段增加至 100 字节。这样，扇区格式化效率达到了 97% (4096/(4096 + 115))，比传统扇区提高了将近 10%。

这些格式化效率将逐渐发挥作用，有助于产生更高的容量和改善数据完整性。

可靠性和错误纠正

硬盘扇区的物理大小在不断缩减，所占空间也越来越少，但介质缺陷却没有同时减少。图 6 中显示了我们认为很小的物体的图像。但与硬盘读/写磁头的飞行高度相对而言，这些物体显得非常庞大。比图中显示物体更小的微小颗粒也会造成硬盘的介质缺陷。

图 6.磁头飞行高度的放大演示

高级格式化标准中的较大 4K 扇区可将 ECC 块大小增加一倍，从 50 字节增加到 100 字节，能够针对颗粒和介质缺陷为错误纠正效率和可靠性带来必要的改进。

从改进的格式化效率和更加强大的纠错功能的综合优势来看，向 4K 扇区的过渡很值得。如何管理这种过渡，以最小的副作用获取长期利益，是硬盘行业的重点所在。