Форматування низького рівня

У процесі форматування низького рівня доріжки диска розбиваються на сектори. При цьому записуються заголовки й висновки секторів (префікси й суфікси), а також формуються інтервали між секторами й доріжками. Область даних кожного сектора заповнюється фіктивними значеннями або спеціальними тестовими наборами даних. У накопичувачах на гнучких дисках кількість секторів на доріжці визначається типом дискети й дисководу; кількість секторів на доріжці жорсткого диска залежить від інтерфейсу накопичувача й контролера.

У перших контролерах ST-506/412 при записі по методу MFM доріжки розбивалися на 17 секторів, а в контролерах цього ж типу, але з RLL-кодуванням кількість секторів збільшилося до 26. В ESDі-накопичувачах на доріжці втримується 32 і більше секторів. В ІDE-накопичувачах контролери убудовані, і, залежно від їхнього типу, кількість секторів коливається в межах 17-700 і більше. Накопичувачі SCSІ - це накопичувачі ІDE з убудованим адаптером шини SCSІ (контролер теж убудований), тому кількість секторів на доріжці може бути зовсім довільною і залежить тільки від типу встановленого контролера.

Практично у всіх накопичувачах ІDE й SCSІ використовується так зиваний званий запис зі змінною кількістю секторів на доріжці. Доріжки, більше вилучені від центру, а виходить, і більш довгі містять більше число секторів, чим близькі до центра. Один зі способів підвищення ємності жорсткого диска - поділ зовнішніх циліндрів на більшу кількість секторів у порівнянні із внутрішніми циліндрами. Теоретично зовнішні циліндри можуть містити більше даних, тому що мають більшу довжину окружності. Однак у накопичувачах, що не використовують метод зонного запису, всі циліндри містять однакову кількість даних, незважаючи на те що довжина окружності зовнішніх циліндрів може бути вдвічі більше, ніж внутрішніх. У результаті губиться простір зовнішніх доріжок, тому що воно використовується вкрай неефективно (мал. 10.4).

При зонному записі циліндри розбиваються на групи, які називаються зонами, причому в міру просування до зовнішнього краю диска доріжки розбиваються на все більше число секторів. У всіх циліндрах, що відносяться до однієї зони, кількість секторів на доріжках однакова. Можлива кількість зон залежить від типу накопичувача; у більшості пристроїв їх буває 10 і більше (мал. 10.5).

Ще одна властивість зонного запису полягає в тому, що швидкість обміну даними з накопичувачем може змінюватися й залежить від зони, у якій у конкретний момент розташовуються голівки. Відбувається це тому, що секторів у зовнішніх зонах більше, а кутова швидкість обертання диска постійна (тобто лінійна швидкість переміщення секторів щодо голівки при зчитуванні й записі даних на зовнішніх доріжках виявляється вище, ніж на внутрішні).

Наведемо як приклад організацію зон у жорсткому диску ІBM Travelstar 32GH ємністю 32 Гбайт і розміром 2,5 дюйми для портативних комп'ютерів (табл. 10.2).

Таблиця 10.2. Інформація про зони жорсткого диска ІBM Travelstar 32GH

Зона	Секторів на доріжку	Швидкість передачі даних, Мбайт/с	Байтів на доріжку	Секторів у зоні
0	617	28,46	315,904	835,418
1	598	27,60	306,005	809,241
2	578	26,70	296,107	783,063
3	559	25,81	286,208	756,886
4	540	24,92	276,309	730,709
5	520	24,03	266,411	704,531
6	501	23,13	256,512	678,354
7	482	22,24	246,613	652,177
8	462	21,35	236,715	625,999
9	443	20,46	226,816	599,822
10	424	19,56	216,917	573,645
11	404	18,67	207,019	547,467
12	385	17,78	197,120	521,290
13	366	16,88	187,221	495,113
14	346	15,98	177,323	468,935
15	327	15,10	167,424	442,758

Цей накопичувач має 21 664 доріжок на кожній поверхні диска; доріжки розділені на 15 зон по 1 354 у кожній. У нульовій зоні втримується найбільша кількість секторів - 617 на кожну доріжку. Кожна доріжка в цій зоні має розмір 315 904 байт, а доріжка в 15-й зоні містить тільки 167424 байт. При використанні методу зонного запису кожна поверхня диска вже містить 10225 408 секторів (5 235 байт на сторону). Якщо не використати метод зонного запису, то кожна доріжка буде обмежена 327 секторами й, таким чином, кожна поверхня диска буде містити 7 084128 секторів, або 3 627 Мбайт. Виграш при використанні методу зонного запису становить близько 44%.

Зверніть увагу на розходження у швидкості передачі даних для кожної зони. Доріжки в зовнішній зоні (нульовий) мають швидкість передачі даних 28,49 Мбайт/с, що на 89% більше, ніж 15,10 Мбайт/с у внутрішній зоні (15). Саме ця властивість диска пояснює розходження в результатах виміру параметрів диска за допомогою програм тестових пакетів, тобто кожна програма вимірює швидкість передачі даних у різних зонах.

Остання специфікація АТА-5 (Ultra-ATA/66) підтримує теоретичну швидкість передачі даних 66 Мбайт/с, тобто швидкість інтерфейсу. Зрівняйте її з реальною швидкістю носія 15-28 Мбайт/с (середня 21,8 Мбайт/с).

Метод зонного запису був прийнятий виробниками жорстких дисків, що дозволило підвищити ємність пристроїв на 20-50% у порівнянні з накопичувачами, у яких число секторів на доріжці є фіксованим. Сьогодні зонний запис використовується майже у всіх накопичувачах ІDE й SCSІ.