Секрети Професійного Відновлення Даних з 4Kn Дисків

• Автор: Valery Martyshko
• Редактор: Vladyslav Kupriyenko
• Оновлено: 30.10.2024 16:24

Виробники жорстких дисків запустили перехід від традиційного розміру сектора в 512 байт до більшого (більш ефективного) сектору розміром 4 Кбайти (4096 байт). Користувачі, які на даний час все ще використовують 512-байтовий диск, не знають про переваги накопичувачів формату 4Кn. Однак, такий формат запам’ятовуючих пристроїв зручніший та продуктивніший. Але стосовно відновлення втрачених даних з таких дисків, то не всі відомі програми підтримують 4Кn формат. В цій статті ми розглянемо відмінності різних форматів дисків та способи повернення інформації з нового типу накопичувачів 4Кn.

Зміст

• Структура жорсткого диска
• Переваги жорстких дисків 4Kn
• Жорсткі диски 4К в ОС Windows
• Як відновити дані з 4Kn дисків
• Питання та відповіді
• Коментарі

Структура жорсткого диска

Як ми знаємо, під час запису даних на жорсткий диск вони зберігаються в його сектори. Розмір сектора традиційного HDD становить 512 байт. Подібний вид носія називається 512n (512 native). Сектори таких дисків не суміжні, а містять між собою інтервали (проміжки).

Перейти до перегляду

💽 Як відновити втрачені дані з 4Kn дисків 💽

Структура сектора жорсткого диска (HDD):

• На початку знаходиться «Інтервал» – первинний проміжок.
• Далі йде «Код синхронізації» – особлива мітка синхронізації, що позначає початок сектора та дозволяє синхронізувати роботу накопичувача.
• Потім «Адресна мітка» – це мітка, яка містить дані для ідентифікації номера та розташування сектора. Окрім адресної інформації, мітка також зберігає відомості про загальний стан виділеного простору.
• Далі, «Область даних».
• І в кінці знаходиться «Код виправлення помилок» (Error Correction Code – ЕСС), який призначений для виправлення різних видів несправностей.

Виходячи зі схеми малюнка можна зробити висновок, що при традиційному розмірі в 512 байт між секторами залишається багато проміжків. Чим більший обсяг носія, тим більше таких проміжків буде перебувати на запам’ятовуючій поверхні накопичувача, між блоками областей для запису даних. При такій побудові, багато місця витрачається даремно.

Головним недоліком HDD накопичувачів ємністю 512 байт є те, що вони повинні перевіряти кожні 512 байт на наявність ECC (коду виправлення помилок). Таким чином, для кожних 512 байт буде створено біт ECC, який повідомить операційній системі про те, що дані було записано правильно. Це також означає, що для зберігання даних на цьому диску потрібно більше місця, оскільки після кожних 512 байт буде біт поділу секторів, перед яким знаходиться біт корекції помилок. Це також призводить до важкої дефрагментації при записі великих файлів, так як вони будуть розкидані у вигляді блоків розміром 512 байт по різних доріжках диска.

Для вирішення цієї проблеми і було розроблено HDD носій формату 4К, в якому вихідний розмір сектора має 4096 байт (4Кб).

Фізична ж структура нового 4К носія не змінилася. Але замість маленьких інформаційних блоків в 512 байт операційні системи будуть мати справу з більшими порціями даних. Їм доведеться виконувати операції читання-запису з обсягом по 4Кб за раз. Це не тільки економить час, а й зменшує фрагментацію файлів. Крім того, знадобляться біти «Коду виправлення помилок» (ECC), по одному для кожних 4 КБ.

Така структура жорсткого диска скорочує проміжки між секторами, збільшує продуктивність, скорочує час обробки запитів, а також значно підвищує коефіцієнт використання простору.

Структуру інформаційного блоку накопичувача 4К представлено на малюнку нижче.

Як бачите, в порівнянні з традиційним жорстким диском в пристрої формату запису 4К витрачається менше місця на проміжки між секторами.

В новому розширеному стандарті «Advanced Format», розмір секторального блоку становить 4 КБ. Він у вісім разів більше стандартного (512 байт) і об’єднує їх в один елемент.

Хоча це і підвищує коефіцієнт використання простору жорсткого диска, в один момент перейти на новий стандарт 4К просто нереально, якщо враховувати проблеми сумісності c операційною системою Windows.

Для забезпечення сумісності було створено емульовані диски – 512е. В такому накопичувачі розмір сектора фізично становить 4096 байт, але логічно він розділений на 512 байт. Щоб спростити перехід від 512n до 4К використовується технологія емуляції, що дозволяє переводити блок 4К в 512n, забезпечивши підсумковий розмір 512 байт.

Така емуляція дозволяє використовувати нові пристрої з операційними системами, які ще не підтримують структуру зберігання інформації в 4 Kб.

В новому форматі під інтервал, код синхронізації та мітку адреси відводиться стільки ж місця, скільки і раніше, а код виправлення помилок збільшений до 100 байт.

В таблиці порівняно накопичувачі – 512n, 512e та 4К.

Переваги жорстких дисків 4Kn

Перевагою 4К дисків є те, що їх технологія розподілу секторів більш ефективно використовує поверхневі носії даних за рахунок об’єднання. Інформація, яку було б записано в восьми секторах по 512 байт, поміщається в один – розміром 4 КБ.

Основні елементи структури традиційного 512-байтного сектора – мітки ідентифікації та синхронізації на початку та область «Виправлення помилок» (ECC) в кінці блоку – залишилися.

Між заголовком та областями «Виправлення помилок» (ECC) об’єднано вісім 512-байтових секторів, що усуває необхідність в надлишкових областях заголовка між кожним окремим блоком 512-байтових даних. Таким чином, структура жорсткого диска з сектором 4Kn значно покращує коефіцієнт використання доступного простору для зберігання, в порівнянні з попередньою 512 версією накопичувача.

Крім того, у великих секторах посилюється інтеграція алгоритмів виправлення помилок, що допомагає зберегти цілісність даних при більш високій щільності зберігання.

У секторі розміром 4 КБ, розміри області «Виправлення помилок» (ECC) збільшено майже вдвічі, з 50 до 100 байт, що забезпечує давно очікуване підвищення ефективності виправлення помилок, а також стійкість до дрібних частинок і дефектів поверхні.

Таким чином, спільний виграш від підвищеної ефективності нового формату та підвищення надійності блоку виправлення помилок, робить перехід на сектори розміром 4 КБ цілком виправданим. Головне завдання виробників жорстких дисків – правильно організувати цей перехід, щоб в перспективі досягти найбільшої віддачі з мінімальними побічними ефектами.

4Kn накопичувачі наявні в лінійці виробників Seagate та HGST (Hitachi Global Storage Technologies). Найбільший виробник запам’ятовуючих пристроїв компанія Western Digital Corp викупив дочірнє підприємство Hitachi Global Storage Technologies (Hitachi GST) ще в 2011 році.

В Seagate носії 4Kn відносяться до серії Exos Enterprise.

В Western Digital (HGST) – це серія Ultrastar.

Жорсткі диски 4К в ОС Windows

Якщо ви використовуєте операційну систему Windows 10 або Windows 8 і купили відомий фірмовий жорсткий диск 4Kn, то ви можете використовувати його без будь-яких проблем. Сучасний 4Kn накопичувач можна використовувати в якості основного завантажувального диска, оскільки і Windows 10 і Windows 8.1/8 підтримують завантаження з носія 4Kn. В операційній системі Windows 7 відповідальна служба створюватиме логічні блоки розміром 512 байт, і ви також зможете використовувати носії 4Kn без обмежень.

Таблиця сумісності жорстких дисків з ОС Windows:

Також необхідно враховувати, що в даний час не все програмне забезпечення для створення образів системи готове до роботи з жорсткими дисками 4Kn. Тому, у разі необхідності перевірте, чи готове програмне забезпечення для створення образів вашої системи, або придбайте той варіант, який підтримує носії 4Kn.

Як відновити дані з 4Kn дисків

Що стосується відновлення втраченої інформації з HDD накопичувачів 4Kn, то на даний момент не всі програми для відновлення даних підтримують даний формат.

Програма Hetman Partition Recovery відноситься до того програмного забезпечення, яке здатне повернути втрачену інформацію і з носіїв 4Kn. Після запуску утиліта просканує ваш накопичувач, знайде втрачені дані та дозволить їх відновити.

Покроковий алгоритм роботи програми Hetman Partition Recovery передбачає наступний порядок дій:

Крок 1. Підключіть накопичувач до комп’ютера з операційною системою Windows. Завантажте, встановіть та запустіть програму Hetman Partition Recovery.

Крок 2. У менеджері дисків виберіть ваш пристрій, клікніть по ньому правою кнопкою миші та у спливаючому контекстному меню натисніть «Відкрити».

Для початку спробуйте виконати «Швидке сканування» – це займе менше часу.

Якщо в результаті швидкого сканування програма не знайшла видалені дані, то виконайте «Повний аналіз».

Крок 3. Майстер відновлення даних негайно просканує обраний том диска та відобразить результати сканування в правій частині вікна.

Крок 4. Після завершення сканування потрібно лише позначити файли, які потрібно відновити, та натиснути кнопку «Відновити».

Вказати папку для збереження файлів та натиснути «Відновити».

Також програма дозволяє зробити образ диска та здійснювати відновлення даних з нього. Подібний спосіб значно підвищує шанси повернути втрачену інформацію, так як при чисельному скануванні частину інформації може бути перезаписано.

Програма Hetman Partition Recovery володіє широким набором функцій та інструментів для відновлення даних.

Її можна використовувати також для відновлення:

• файлів, втрачених в результаті видалення, форматування, збою, критичної помилки, краху системи, вірусної атаки та інших ситуацій з втратою даних.
• даних з внутрішнього жорсткого диска, зовнішнього носія, USB-накопичувача, SD-карти пам’яті, медійних та інших пристроїв зберігання даних.
• фотографій та зображень, відеофайлів, аудіо та музичних файлів, офісних документів, електронних листів, презентацій та інших типів файлів.

ІТ індустрія неминуче відмовляється від традиційного розміру секторів 512 байт. І в недалекому майбутньому можливий повноцінний перехід на новий формат запам’ятовуючих пристроїв 4Kn. Вивчивши цю статтю користувачі дізнаються відмінності накопичувачів 4Kn від стандартних 512, ознайомляться з їх перевагами та зможуть відновити втрачені, видалені або пошкоджені дані з накопичувачів нового формату 4Kn, спеціалізованим програмним забезпеченням.