Оптимизация логического размера сектора для жесткого диска с физическим размером сектора 4096.

У многих новых жестких дисков физический размер сектора составляет 4096. Возможно ли заставить систему использовать логический размер сектора того же размера, а не стандартный логический размер сектора 512?

Ускорит ли это массовые операции чтения и записи?
Где это можно настроить?

Размер 512 байт на самом деле не является стандартным размером сектора. Это зависит от вашего оборудования.

Вы можете отобразить, какие физические/логические размеры секторов ваш диск сообщает через псевдофайловую систему /sys, например:

# cat /sys/block/sda/queue/physical_block_size
4096
# cat /sys/block/sda/queue/logical_block_size
512

В чем разница между этими двумя значениями?

• physical_block_size — минимальный размер блока, который диск может записать атомарно.
• logical_block_size — это наименьший размер, который диск может записать (см. документацию ядра Linux).

Таким образом, если у вас диск 4k, имеет смысл, чтобы ваш стек хранения (файловая система и т.д.) использовал что-то равное или большее, чем физический размер сектора.

Эти значения также отображаются в последних версиях fdisk, например:

# fdisk -l /dev/sda
[..]
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes

В текущих дистрибутивах Linux программы (которым следует учитывать оптимальный размер сектора) такие как mkfs.xfs по умолчанию выберут оптимальный размер сектора (например, 4096 байт).

Но вы также можете явно указать его с помощью опции, например:

# mkfs.xfs -f -s size=4096 /dev/sda

Или:

# mkfs.ext4 -F -b 4096 /dev/sda

В любом случае, большинство вариантов mkfs также отобразят используемый размер блока во время выполнения.

Для существующей файловой системы размер блока можно определить с помощью команды, например:

# xfs_info /mnt
[..]
meta-data=                       sectsz=4096
data     =                       bsize=4096
naming   =version 2              bsize=4096
log      =internal               bsize=4096
         =                       sectsz=4096
realtime =none                   extsz=4096

Или:

# tune2fs -l /dev/sda
Block size:               4096
Fragment size:            4096

Или:

# btrfs inspect-internal dump-super /dev/sda | grep size
csum_size             4
sys_array_size        97
sectorsize            4096
nodesize              16384
leafsize              16384
stripesize            4096
dev_item.sector_size  4096

При создании файловой системы на разделе, другой аспект, который нужно проверить, это выравнено ли начальное адресное пространство раздела с физическим размером блока. Например, посмотрите вывод fdisk -l, преобразуйте начальные адреса в байты, разделите их на физический размер блока — остаток должен быть нулем, если разделы выровнены.

Нет, это невозможно, и это не имело бы значения, даже если было бы возможно. Ввод-вывод, как правило, выполняется в единицах по крайней мере 4096 байт, а чаще всего намного больше.

См. Stack Exchange: Изменение логического размера сектора на 4k

Используйте hdparm --set-sector-size 4096 /dev/sdX

НО ВНИМАНИЕ согласно руководству:

…Для дисков, которые поддерживают перенастройку логического размера сектора, этот флаг можно использовать для указания нового желаемого размера сектора в байтах. ОЧЕНЬ ОПАСНО. Это, вероятно, нарушит все данные на диске. Указанный размер должен быть одним из 512, 520, 528, 4096, 4160 или 4224. Очень немногие диски поддерживают значения, отличные от 512 и 4096.…

Да, это возможно, однако это приведет к тому, что диск заполнится намного быстрее, чем должен. Для файлов размером менее 512 Кб каждый файл будет занимать полный 4096 К (4 МБ), заполняя остаток сектора нулями из-за невозможности большинства файловых систем (таких как NTFS и подобных) позволить файлам делить сектора.
Лучшая опция для файловой системы — разрешить переменные размеры секторов, однако это увеличивает размер MFT (главной файловой таблицы) и увеличивает риск повреждения данных при уменьшении возможности легкого восстановления данных. Иными словами, границы будут не полностью известны программам для восстановления данных.
Так что, хотя логический размер сектора 4096K отлично подходит для больших файлов, для обычного повседневного использования ПК это просто куча нулей.
Теперь, с учетом сказанного, есть возможность хранения данных в самом MFT, когда дело касается данных меньших, чем логический размер сектора. Однако это значит, что ваш MFT становится огромным, и данные будут записаны дважды (на вашем жестком диске имеются две копии MFT). Также нужно будет указать максимальный размер MFT, что может вызвать проблемы, когда либо вы достигнете его максимума, либо использование диска превысит то, что будет свободно для использования MFT.
Все это основано на использовании файловой системы NTFS.
К счастью, NTFS позволяет использовать нативное сжатие файлов на уровне блоков для любого логического размера сектора 4 МБ или меньше. Это ограничение применяется из-за способа работы сжатия NTFS. Блоки по 4 МБ читаются и сжимаются независимо от логического размера сектора. Это, конечно, не может происходить для чего-либо большего, чем 4 МБ в размере сектора из-за пересечения границ и потери данных.

Так что, это немного проясняет ситуацию для вас?

Сектор:

1) Логический сектор: называется Нативным сектором.

Настройки производителя по умолчанию. Пользователь не может изменить.

До 2010 года: 512b/сектор

После 2010 года: 4k/сектор.

Некоторые производители предоставляют инструмент для изменения нативного сектора.

2) Физический сектор: называется Кластером (или единицей выделения - FAT windows) или Блоком (Linux/Unix)

Пользователь может изменять физический размер сектора 512b, 1k, 2k, 4k,... с помощью инструмента форматирования или разбиения. Физический сектор содержит один или несколько больше нативных секторов.

(пример1: если у вас HDD с 512b/нативным сектором: пользователь может установить 4K/физический сектор. это значит 1 кластер = 4 нативных сектора)

(пример2: если у вас HDD с 4K/нативным сектором: пользователь может установить 4K/физический сектор. это значит 1 кластер = 1 нативный сектор)

3) Файловая система работает только с физическим сектором (или блоком или кластером).