Storlek av sektorer på hårddiskar

De flesta moderna hårddiskar använder Zone bit recording, där antalet sektorer ökar ju längre ut på disken man kommer. Så bilden du hittat är en förenkling av hur det egentligen ser ut.

När det gäller sektorstorlek så använder de flesta moderna diskar Advanced Format, med 4K-sektorer.

En sektor är den teoretiskt minsta adresserbara enhet en disk kan hantera.
Kluster är en sammanslagning av flera sektorer och utgör i praktiken den minst adresserbara enheten. Så, om du skall läsa en fil på disken tillhandahåller MFT info om vilka kluster och dess ordning där filen ligger på disken.

Disken "vet" inte ett skit om filstrukturen, det får filhanteraren i OS hålla koll på.

Japp, inte bara EN sektor utan ett helt kluster som kan bestå av flera sektorer.

Typ så är det ja, i förenklat stadie.

Sektor är minsta möjliga utrymmet. Det är på ren hårdvarunivå det minsta du kan adressera (peka på). Även om du skriver bara 1 enda byte, så tar den upp en hel sektor. Tänk det som miljontals flyttlådor du har uppstaplade. Oavsett om du lägger en knappnål eller fyller kartongen, så kommer den att ta samma plats, då lådan tar denna platsen.

Detta är pga disken har ett index, sk LBA adressering (Logical Block Addressing), där varje sektor har en adress. Den måste använda hela utrymmet, då den inte kan hantera det annars. Se det som brevbäraren. Han sorterar dina brev o paket till en brevlåda. Han vet att där bor "X och Y" och har den adressen och lägger all post dit, men han skiljer inte på posten mellan olika i hushållet, utan endast adressen och namnet är vad han går efter.

Du kan se lite av detta med kluster/sektor och 5 byte i datorn om du tex högerklickar och väljer egenskaper på en mapp i utforskaren. Du kommer få en "Storlek" som är storlek på datan som ligger, och en "Storlek på disk" som är hur mycket denna data ta upp med allt slöseri på stora kluster vi använder. Tex Windows mappen som ofta har mycket småfiler, så kan "förlusten" av bortkastat utrymme bli 100MB plats på 30GB, som inte håller nån data, men är upptagen pga storleken på klusterna.

Skulle du lägga samma data på en partition med 64kB kluster istället (som är fullt möjligt) så skulle förlusten troligen bli närmare GB stor istället, men samtidigt så blir det färre kluster för filsystemet att hålla reda på.

Så disken läser/skriver alltid en sektor, men datorn filsystemet läser alltid ett kluster (av sektorer). Ett kluster kan innehålla allt mellan 1 och i teorin, oändligt med sektorer. Men vanligast är 1-16, beroende på disken och filsystemet.

Om vi tittar lite på den info du har: Förr hade du en sektor på 512Byte och ett kluster på kanske 4kB (4096Byte), dvs 8 sektorer, men eftersom det började bli svårt att hålla reda på alla biljoner sektorer som en stor HDD har idag, så fick man byta detta.

Idag har man löst detta med sektorer på 4kB och kluster kan vara allt från 4kB till 128kB beroende på filsystemen vi använder. Detta gör att vi kan göra större diskar och partitioner idag, utan att få problem att hålla reda på fler sektorer (iaf till nästa gräns). Vi har bara mer plats i varje sektor. Vi har slagit i många gränser genom tiderna, med allt från 504/528MB till 137GB och mycket mer. (detta är bara ett litet urval av hårdvaru-begränsningar, det finns i filsystem också) De hittar konstant på nya sätt att förlänga allt, så att man kan fortsätta använda denna nu 30+ år gamla teknik, med successivt nyare och nyare metoder

Läs gärna på de artiklar som länkats.
Du ska inte blanda ihop en sektors storlek i Bytes med dess fysiska storlek på disken. Om skivan snurrar med en konstant hastighet så kommer sektorerna i ditt första exempel att snurra förbi i samma hastighet. Det gör att logiken i driven inte behöver ta hänsyn till var den är på disken utan sektorerna rusar förbi i en bestämd hastighet. Det var där det började. Sedan har man kommit på diverse finurliga sätt att reda ut det. Ett sätt kan vara att skivan snurrar långsammare ju längre ut på disken du läser (CLV). Man kan så klart också fixa detta i elektroniken. Funderar du lite över hur det egentligen ser ut från läshuvudets synvinkel när skivan snurrar förbi så klarnar det kanske, eller blir mer snurrigt. Disklagring är ett intressant ämne.

Hårddiskar har inte tid att varva upp eller ned i sina sökningar utan går med konstant varvtal - däremot ändrar man takten på läsklockor mm. så att den går fortare ju längre ut allt eftersom man stoppar in flera sektorer närmare perferin.

Detta är inget som brukaren ser av någonsin - däremot vid HD-tester som HD-tune att farten på dataöverföringen minska ju närmare slutet man är på hårddisken vilket i sin tur är en indikation att det blir allt färre sektorer per varv ju längre in man läser på disken (den börjar alltid ytterst i periferin när LBA är 0)

DVD-spelare kan ha blandad beteende - en del läsare kör med samma varvtalshastighet hela skivan medans andra kör fortast möjlig ett tag (typ halva skivan) för att därefter sakta varva ner ju närmare periferi man är - är det riktig CD-musikläsning så är datatakten fast och varvtalet anpassar sig efter datatakten och snurrar alltså långsammare ju längre ut på skivan man läser och det ända från start - Allt detta beroende på hur bra chipsetet som används är att variera läsklockan. CD/DVD/Bluray börjar sin läsning alltid längst in (och då långsammaste läget)

Det lustiga är att LBA 0 inte låg längst ut förr i tiden. När vi hade några få MB storlek på diskarna fick man välja mellan snabb sekventiell hastighet vs snabb söktid, då disken gjorde precis som DVD/CD och började med innersta spåret.

Detta gjorde defragmentering lite mer taktiskt på 90-talet, där större filer lades sist på disken, medan små systemfiler, först på disken.

Idag är det dock precis som du säger, och diskarnas prestanda är snabbast både i sökning och i läsning i början, och avtar desto längre ut man kommer.

@DragonRapide
Idag är dessa spår enormt många, men tittar man på en bild på lite äldre diskar så ser man exakt hur dessa spårhopp sker med lite testmjukvara:

Här syns den typiska trappan, som blir när man hoppar spår. I början är läshastigheten högst, men mot slutet har den sjunkit med mer än 50%, detta då du har färre sektorer per varv i de sista inre spåren. Söktiden ser man också (gula prickarna) att de är i snitt lägre i början på disken, vs 2x så långsamma i snitt i slutet på disken, då det tar längre tid för armen att röra sig från yttre LBA 0 och index spåren till inre spåret där datan ligger.

Enda skillnaden mot idag är att trappan har många fler steg, och att hastigheten på själva läsningen är högre (runt 200MB/s), detta genom att du har fler sektorer på mindre yta. Söktiden har dock inte förbättrats så mycket, då den begränsas av armen och varvtalet (5400/5900/7200/10000 RPM). Även om armen kan nå dit snabbare, så måste disken vänta på att skivan ska rotera, så att den sektorn med data den behöver hamnar under läshuvudet. Största förbättringen här var NCQ, en funktion som istället för att göra alla läsningar/skrivningar en efter en, oavsett var de befinner sig, så sorterar man om dessa, så att diskens läsarm kan läsa flera sektorer "på vägen" mellan inre och yttre spåret. Detta ökar prestandan, och minska slitaget på mekaniken lite.