Unterschiede
Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.
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win:advanced_format_hd [2011/08/05 14:34] wikisysop [Fazit] |
win:advanced_format_hd [2012/10/03 10:32] (aktuell) wikisysop |
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| Das Betriebssystem spricht die [[it:hd_geometrie|-> Sektoren]] einer modernen Festplatte über sogenannte LBAs (Logical Blocking Address((http://en.wikipedia.org/wiki/Logical_block_addressing))) an. Die LBAs werden mit einem Integer Wert von 0-n durchnummeriert. Die Festplattengröße ergibt sich aus der Multiplikation der Anzahl der logischen Blöcke und der Sektorgröße. Der logische Adressraum ist im Laufe der Jahre von 22 Bit (IDE) über 28 Bit (ATA-1) auf 48 Bit (ATA-6) angewachsen((http://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_Drive_Electronics#Features_introduced_with_each_ATA_revision)), wodurch immer höhere Festplattenkapazitäten erreicht wurden. | Das Betriebssystem spricht die [[it:hd_geometrie|-> Sektoren]] einer modernen Festplatte über sogenannte LBAs (Logical Blocking Address((http://en.wikipedia.org/wiki/Logical_block_addressing))) an. Die LBAs werden mit einem Integer Wert von 0-n durchnummeriert. Die Festplattengröße ergibt sich aus der Multiplikation der Anzahl der logischen Blöcke und der Sektorgröße. Der logische Adressraum ist im Laufe der Jahre von 22 Bit (IDE) über 28 Bit (ATA-1) auf 48 Bit (ATA-6) angewachsen((http://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_Drive_Electronics#Features_introduced_with_each_ATA_revision)), wodurch immer höhere Festplattenkapazitäten erreicht wurden. | ||
| - | Jetzt ergäbe ein logischer Adressraum von 48 Bit ja schon mal eine stattliche Größe, welche die derzeitigen Vorstellungen geradezu sprengt, nämlich ca. 144 PiB (2<sup>48</sup> * 512 Byte). Windows kann auch seit XP 32 Bit SP1 mit einem 48 Bit logischen Adressraum umgehen, dazu wäre keine 64 Bit Version des Betriebssystems notwendig, jedoch scheitert es daran, dass XP die Partitionstabelle in der 32 Bit Variante im MBR (Master Boot Record((http://en.wikipedia.org/wiki/Master_boot_record))) anlegt und im MBR steht nur ein Adressfeld von maximal 32 Bit zur Verfügung, was einer maximale Größe von 2 TiB entspricht (2<sup>32</sup> * 512 Byte). Unter Anderem aus dieser Not heraus wurde die GUID-Partitionstabelle entwickelt (GPT((http://en.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table))). In der GPT steht nun wieder ein 64 Bit großes Adressfeld zur Verfügung, was auch bei einer Sektorgröße von 512 Byte immerhin schon Partitions- bzw. Festplattenkapazitäten im Exabyte Bereich zulässt. Allerdings ist hierfür eine Windows Betriebssystemversion ≥ XP 64 Bit notwendig. Vista und Windows 7 unterstützen die GPT auch in der 32 Bit Variante. Allerdings kann von einem GPT formatierten Datenträger nur gebootet werden, wenn der Rechner anstelle eines herkömmlichen BIOS((http://en.wikipedia.org/wiki/BIOS)) ein modernes EFI((http://en.wikipedia.org/wiki/Extensible_Firmware_Interface)) besitzt, wie das zB in Apple Computern schon länger der Fall ist. | + | Jetzt ergäbe ein logischer Adressraum von 48 Bit ja schon mal eine stattliche Größe, welche die derzeitigen Vorstellungen geradezu sprengt, nämlich ca. 144 PiB (2<sup>48</sup> * 512 Byte). Windows kann auch seit XP 32 Bit SP1 mit einem 48 Bit logischen Adressraum umgehen, dazu wäre keine 64 Bit Version des Betriebssystems notwendig, jedoch scheitert es daran, dass XP die Partitionstabelle in der 32 Bit Variante im MBR ([[:it:mbr|-> Master Boot Record]]((http://en.wikipedia.org/wiki/Master_boot_record))) anlegt und im MBR steht nur ein Adressfeld von maximal 32 Bit zur Verfügung, was einer maximale Größe von 2 TiB entspricht (2<sup>32</sup> * 512 Byte). Unter Anderem aus dieser Not heraus wurde die GUID-Partitionstabelle entwickelt (GPT((http://en.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table))). In der GPT steht nun wieder ein 64 Bit großes Adressfeld zur Verfügung, was auch bei einer Sektorgröße von 512 Byte immerhin schon Partitions- bzw. Festplattenkapazitäten im Exabyte Bereich zulässt. Allerdings ist hierfür eine Windows Betriebssystemversion ≥ XP 64 Bit notwendig. Vista und Windows 7 unterstützen die GPT auch in der 32 Bit Variante. Allerdings kann von einem GPT formatierten Datenträger nur gebootet werden, wenn der Rechner anstelle eines herkömmlichen BIOS((http://en.wikipedia.org/wiki/BIOS)) ein modernes EFI((http://en.wikipedia.org/wiki/Extensible_Firmware_Interface)) besitzt, wie das zB in Apple Computern schon länger der Fall ist. |
| Den mechanischen Teilen einer Festplatte (Magnetscheiben, Schreib/Leseköpfe) sind aber Grenzen gesetzt. Man könnte jetzt zwar einfach hergehen und mehr Magnetscheiben in eine Festplatten einbauen aber mit mehr Magnetscheiben wäre die Geräuschentwicklung höher, der Stromverbrauch würde steigen und die Ausfallrate würde sich erhöhen. Das ist aber heute in modernen Systemen nicht mehr zeitgemäß. Um aber den Druck standzuhalten, immer größere Festplatten zu bauen, ist es also sinnvoller die Datendichte der Magnetscheiben zu erhöhen aber wenn die einzelnen Sektoren näher zusammen rutschen steigt die Fehleranfälligkeit bei der Datenübertragung. Man spricht von einer schlechten >><fc #008000>Signal to Noise Ratio</fc><< (SNR((http://en.wikipedia.org/wiki/Signal-to-noise_ratio))). Die Platte kann das Signal nicht mehr vom Grundrauschen (Noise) unterscheiden und es kommt zu Fehlern. Ein >><fc #008000>Error Correction Code</fc><< Bereich (ECC((http://en.wikipedia.org/wiki/Error-correcting_code))) am Ende eines jeden Sektors soll das verhindern. Auch besitzt jeder Sektor Bereiche die zur Synchronisierung und Steuerung (Sync/DAM) dienen und leer stehende >><fc #008000>Gaps</fc><< als Toleranzbereiche. All das reduziert die native Datengröße eines Datenträgers. | Den mechanischen Teilen einer Festplatte (Magnetscheiben, Schreib/Leseköpfe) sind aber Grenzen gesetzt. Man könnte jetzt zwar einfach hergehen und mehr Magnetscheiben in eine Festplatten einbauen aber mit mehr Magnetscheiben wäre die Geräuschentwicklung höher, der Stromverbrauch würde steigen und die Ausfallrate würde sich erhöhen. Das ist aber heute in modernen Systemen nicht mehr zeitgemäß. Um aber den Druck standzuhalten, immer größere Festplatten zu bauen, ist es also sinnvoller die Datendichte der Magnetscheiben zu erhöhen aber wenn die einzelnen Sektoren näher zusammen rutschen steigt die Fehleranfälligkeit bei der Datenübertragung. Man spricht von einer schlechten >><fc #008000>Signal to Noise Ratio</fc><< (SNR((http://en.wikipedia.org/wiki/Signal-to-noise_ratio))). Die Platte kann das Signal nicht mehr vom Grundrauschen (Noise) unterscheiden und es kommt zu Fehlern. Ein >><fc #008000>Error Correction Code</fc><< Bereich (ECC((http://en.wikipedia.org/wiki/Error-correcting_code))) am Ende eines jeden Sektors soll das verhindern. Auch besitzt jeder Sektor Bereiche die zur Synchronisierung und Steuerung (Sync/DAM) dienen und leer stehende >><fc #008000>Gaps</fc><< als Toleranzbereiche. All das reduziert die native Datengröße eines Datenträgers. | ||
| - | {{ :work:512c.png |}} | + | {{ :win:512c.png |}} |
| Mit 4096 Byte großen Sektoren lässt sich nun die Datendichte auf einer Festplatte effizient erhöhen. Auch lässt sich damit die Einschränkung bei einem 32 Bit XP vorerst umgehen und ermöglicht damit auch die Nutzung größerer Festplatten und Partitionen, allerdings erst mal nur mit signifikanten Performance Problemen (siehe unten). Durch die größeren Sektoren wird der Overhaed aus Steuerbereichen, Fehlerkorrektur und Gaps aber deutlich gesenkt. Zwar ist der ECC Bereich ca. doppelt so gross wie bei der 512 Byte Variante aber dadurch lässt sich die SNR weiter senken. | Mit 4096 Byte großen Sektoren lässt sich nun die Datendichte auf einer Festplatte effizient erhöhen. Auch lässt sich damit die Einschränkung bei einem 32 Bit XP vorerst umgehen und ermöglicht damit auch die Nutzung größerer Festplatten und Partitionen, allerdings erst mal nur mit signifikanten Performance Problemen (siehe unten). Durch die größeren Sektoren wird der Overhaed aus Steuerbereichen, Fehlerkorrektur und Gaps aber deutlich gesenkt. Zwar ist der ECC Bereich ca. doppelt so gross wie bei der 512 Byte Variante aber dadurch lässt sich die SNR weiter senken. | ||
| - | {{ :work:4096b.png |}} | + | {{ :win:4096b.png |}} |
| ==== Das Problem unter Windows XP ==== | ==== Das Problem unter Windows XP ==== | ||
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| **Verwandte Artikel:** | **Verwandte Artikel:** | ||
| [[:it:hd_geometrie|-> Festplattengeometrie]] | [[:it:hd_geometrie|-> Festplattengeometrie]] | ||
| + | [[:it:mbr|-> Master Boot Record (MBR)]] | ||
| [[:it:check_trim|-> Die Problematik gelöschter Dateien auf SSD Festplatten]] | [[:it:check_trim|-> Die Problematik gelöschter Dateien auf SSD Festplatten]] | ||
| [[:it:cluster|-> Cluster: Zuordnungseinheit eines Datenträgers (Windows)]] | [[:it:cluster|-> Cluster: Zuordnungseinheit eines Datenträgers (Windows)]] | ||
