Levyn päällysteen magnetoituminen on varsinainen tietoväline. Se syntyy luku-/kirjoituspäässä pyöreillä, samankeskisillä raiteilla levyn pyöriessä. Levy sisältää yleensä useita tuhansia tällaisia raitoja, yleensä molemmilla puolilla. Yksittäisten levyjen (pintojen) kaikkien samansuuruisten eli päällekkäisten ratojen kokonaisuutta kutsutaan sylinteriksi. Kukin raita on jaettu pieniin loogisiin yksiköihin, joita kutsutaan lohkoiksi. Lohko sisältää perinteisesti 512 tavua käyttäjätietoja. Jokaisessa lohkossa on valvontatietoja (tarkistussummia), joilla varmistetaan, että tiedot on kirjoitettu tai luettu oikein. Kaikkien niiden lohkojen kokonaisuutta, joilla on samat kulmakoordinaatit levyillä, kutsuttiin sektoriksi (MFM:ssä). Tietyntyyppisen kiintolevyn rakennetta eli sylinterien (raitojen), päiden (pintojen) ja sektoreiden lukumäärää kutsutaan kiintolevyn geometriaksi.
Kun ne on jaettu sektoreihin, niiden sisäisille lohkoille on käytettävissä vain pieni määrä magneettikerroksen pinta-alaa, mutta tämä riittää tietolohkon tallentamiseen. Ulommat lohkot ovat kuitenkin paljon suurempia, ja ne vievät paljon enemmän magneettikerrostilaa kuin on tarpeen. RLL:n jälkeen tätä tilaa ei enää tuhlailla ulkoalueella, vaan tiedot kirjoitetaan sinne yhtä tiheästi kuin sisäalueelle - ulkoalueen raita sisältää nyt enemmän lohkoja kuin sisäalueen raita, joten sektorijako ei ole enää mahdollinen. Kun pyörimisnopeus pysyy vakiona, kiintolevyn elektroniikka voi ja sen täytyy lukea ja kirjoittaa nopeammin ulkoalueella kuin sisäalueella. Tämän kehityksen vuoksi termi sektori on menettänyt alkuperäisen merkityksensä, ja sitä käytetään nykyään usein synonyymina lohkon kanssa (toisin kuin sen varsinainen merkitys on).
Koska lohkojen numerointi ylitti sanarajan (16 bittiä) kiintolevykapasiteetin kasvaessa, jotkin käyttöjärjestelmät saavuttivat rajansa liian pian, otettiin käyttöön klusterit. Nämä ovat ryhmiä, joissa kussakin on kiinteä määrä lohkoja (esim. 32), jotka ovat fyysisesti järkevästi vierekkäin. Käyttöjärjestelmä ei enää osoitteita yksittäisiä lohkoja, vaan käyttää näitä klustereita pienimpänä allokointiyksikkönä omalla (ylemmällä) tasollaan. Yhteys katkeaa vasta laiteohjaimen tasolla.
Nykyaikaisissa kiintolevyissä todellinen geometria eli kiintolevyn ohjaimen hallinnoimien sektoreiden, päiden ja sylinterien määrä ei yleensä näy ulospäin (eli tietokoneelle tai kiintolevyajurille). Aiemmin tietokoneelle esitettiin virtuaalinen kiintolevy, jossa oli täysin erilaiset geometriatiedot, jotta PC-yhteensopivan laitteiston rajoitukset voitettiin. Esimerkiksi kiintolevy, jossa on todellisuudessa vain neljä päätä, voi tietokoneen mielestä olla 255 päätä. Nykyään kiintolevy ilmoittaa yleensä vain lohkojensa lukumäärän LBA-tilassa.
Nykyiset kiintolevyt jakavat sylinterit sisäisesti säteittäisesti vyöhykkeisiin, jolloin lohkojen määrä raitaa kohti on sama vyöhykkeen sisällä, mutta kasvaa, kun vyöhyke vaihtuu sisäpuolelta ulkopuolelle (vyöhykebittitallennus). Sisimmällä vyöhykkeellä on vähiten lohkoja raitaa kohti ja uloimmalla vyöhykkeellä eniten, minkä vuoksi jatkuva siirtonopeus pienenee, kun vaihdetaan vyöhykettä ulkoa sisälle.
Kiintolevyn ohjain voi häivyttää vialliset lohkot niin sanotulle hot-fix-alueelle ja sitten häivyttää lohkon reservialueelta. Tällöin tietokone näyttää aina siltä, että kaikki lohkot ovat virheettömiä ja käyttökelpoisia. Prosessi voidaan kuitenkin jäljittää S.M.A.R.T.-ohjelman avulla käyttämällä parametria Reallocated Sector Count (uudelleen kohdennettujen sektorien määrä). Kiintolevy, jonka RSC-arvo kasvaa huomattavasti lyhyessä ajassa, vikaantuu pian backup.
Edistynyt muoto
Vuodesta 2010 lähtien kiintolevymalleissa on yhä useammin käytetty sektorointijärjestelmää, jossa sektorit ovat lähes yksinomaan 4096 tavun ("4K") kokoisia. Suuremmat tietolohkot mahdollistavat suuremman redundanssin ja siten alhaisemman lohkovirheprosentin (BER) ja/tai alhaisemman kokonaisyleiskustannuksen suhteessa hyödyllisen tiedon määrään. Välttääkseen yhteensopivuusongelmia sen jälkeen, kun vuosikymmeniä on käytetty (lähes) yksinomaan 512 tavun lohkoja, useimmat asemat emuloivat 512 tavun lohkokokoa ("512e") liitännässään. Fyysinen 4096 tavun lohko emuloidaan kahdeksana 512 tavun loogisena lohkona - aseman laiteohjelmisto suorittaa tarvittavat kirjoitusja lukuoperaatiot itsenäisesti. Tämä takaa periaatteessa käytön nykyisten käyttöjärjestelmien ja ajureiden kanssa.
512e-emulointi varmistaa, että Advanced Format -asemat ovat yhteensopivia nykyisten käyttöjärjestelmien kanssa - suorituskyky voi heikentyä, jos fyysisiin lohkoihin voidaan kirjoittaa vain osittain (laiteohjelmiston on sitten luettava, muutettava ja palautettava fyysinen lohko).
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti