Próximos problemas con los nuevos discos duros «4K

En la actualidad, y sin que muchos usuarios se den cuenta, se está produciendo un cambio en los discos duros que puede causar problemas en un futuro próximo. En concreto, afecta a los discos duros …

Próximos problemas con los nuevos discos duros «4K

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En la actualidad, y sin que muchos usuarios se den cuenta, se está produciendo un cambio en los discos duros que puede causar problemas en un futuro próximo. En concreto, afecta a los discos duros con un tamaño de sector de 4 KBytes en lugar de los 512 Bytes habituales.

Addendum 24.08.2014: Ten en cuenta también el artículo del addendum Problemas con discos 4K «reales».

Estructura de los discos duros

La geometría de un disco duro consiste en discos que se dividen en pistas. Dentro de éstas hay bloques, que también se llaman sectores. En los sistemas de PC, éstos siempre han tenido un tamaño de 512 bytes. Debido a este pequeño tamaño y al hecho de que, además de los datos de usuario, se necesitan otros datos como la suma de comprobación y la información administrativa para el direccionamiento, los discos duros grandes tienen una sobrecarga enorme, es decir, el espacio de almacenamiento está ocupado por datos administrativos y, por lo tanto, no está disponible. Según declaraciones de los fabricantes de discos duros a «ct», la sobrecarga disminuye entre un 7 y un 11 por ciento con los discos con los sectores más grandes, lo que deja más espacio de almacenamiento para los propios datos de usuario.

Por ello, los fabricantes de discos duros lanzan cada vez más modelos con sectores de 4 KBytes. Los primeros modelos los ofrecen Western Digital y Samsung. Se diferencian externamente de las versiones «pequeñas» sobre todo por un añadido en la designación del tipo (por ejemplo, «/Z4» en Samsung). En Western Digital, por ejemplo, estos discos duros tienen la designación adicional Advanced Format Technology (AF) en la hoja de datos.

¿Freno al rendimiento?

En principio, al usuario puede no importarle el tamaño de los sectores de un disco duro. En la práctica, sin embargo, este detalle puede tener un impacto considerable. Por ejemplo, el sistema operativo no sigue los tamaños de los sectores físicos para los accesos de escritura. Si los datos con un tamaño superior a 512 bytes e inferior a 4 Kbytes se escriben en el disco duro de forma tan desfavorable que estos datos se solapan en dos bloques de 4 KB, se producen problemas de rendimiento. El disco duro debe leer primero los primeros bloques de 4K y sólo después puede escribir los datos del segundo bloque de 4K. De este modo, se ve obligado a realizar una «ronda de penalización» adicional (Lectura-Modificación-Escritura – RMW), la velocidad se ralentiza considerablemente al aumentar los tiempos de acceso.

La solución al problema es empezar a particionar en un múltiplo de 4 KB. Mientras que Windows Vista y siguientes lo consiguen sin ayuda externa, Windows XP crea la primera partición en el disco duro en la dirección lógica de bloque (LBA) 63. El resultado son números de sector «torcidos». Los números de sector «torcidos» resultantes causan la pérdida de velocidad descrita.

¿Los jumpers como ayuda de emergencia?

Esto obliga a reaccionar sobre todo a los propietarios de Windows XP y versiones anteriores de Windows.

Western Digital, por ejemplo, ofrece una solución: sus discos duros tienen un puente que aumenta el recuento de sectores en el valor 1. En Windows XP, esto da como resultado un número de sectores «par» y la primera partición se inicia en LBA 64. En Windows XP, esto da como resultado números de sector «pares» y la primera partición se inicia en LBA 64. Sin embargo, los usuarios de otros sistemas operativos (Linux, Windows Vista, etc.) no deberían activar este puente, ya que el direccionamiento básicamente correcto se desplazará de nuevo.
Además, el jumper no debe cambiarse posteriormente, ya que de lo contrario los datos se perderán por completo.

La solución del puente no se recomienda para el funcionamiento mixto de varios sistemas, ya que los sistemas modernos (Windows Vista y siguientes) especifican los sectores correctos cuando se vuelven a crear particiones, pero el puente aumenta el valor en uno y, por tanto, lo falsea en detrimento del sistema.

Solución de software

Western Digital también ofrece en su página web una utilidad de descarga de formato avanzado para discos duros. Esta herramienta, que sólo funciona con discos duros WD, mueve las particiones existentes para que empiecen en un múltiplo de 4 KBytes.

El siguiente resumen muestra si la herramienta es necesaria en casos individuales:

Visión general de Western Digital

La descarga de la herramienta, así como otras alternativas de WD, se puede encontrar aquí.

WD Align Tool

WD Align Tool (de Acronis) muestra claramente si el disco duro utiliza WD Advanced Format Technology (AF) y si las particiones están alineadas de forma óptima. Si no es así, el software puede corregirlo.

Herramientas antiguas para discos duros

A veces, esta herramienta también es de interés para los propietarios de sistemas operativos básicamente no afectados, como Windows Vista o Windows 7, si se utiliza una herramienta de imagen o de particionado «ajena». Éstas no siempre son compatibles con los nuevos tamaños de sector y, al volver a leer las imágenes, hacen que se generen números de sector «torcidos» para el comienzo de las particiones, incluso en Windows Vista y Windows 7.

Acronis y O&O Software no han dado respuesta a este problema. Si el software respectivo es por lo tanto «compatible con 4K» es algo que tiene que probar usted mismo. Addendum 06.08.2010: Según las declaraciones en el foro de soporte, los productos de Acronis hasta la generación «2010» no son compatibles con 4K.

La propia Western Digital ofrece gratuitamente una versión modificada de Acronis True Image 11 para discos duros WD, que es totalmente «compatible con 4K».

Cualquiera que sólo lea las particiones respaldadas en la ubicación original no debería tener problemas.

¿Y el resto?

Para los discos duros de Samsung y posiblemente de otros fabricantes, actualmente no existe ninguna solución bajo Windows XP (y versiones inferiores). Por lo tanto, sólo podemos recomendar crear las particiones con un entorno PE de Windows Vista ss. o Linux (Fdisk, parámetro -u) y no cambiar las particiones después.

Lo dicho: sólo afecta a Windows XP y sistemas Windows más antiguos, ya que éstos tienen el inicio de la primera partición en el sector LBA 63.

Una vez que las particiones se han configurado correctamente, no cabe esperar más problemas, ya que los tamaños de las particiones ya no se modifican durante el formateo.

Herramientas como AS SSD Benchmark (que también muestra la alineación correcta (verde = OK) de los discos duros en el área superior, además del controlador de sistema utilizado) revelan si las particiones están configuradas correctamente.

Otros enlaces

Tom’s HardwareGuide: Cambio generacional: Aumentan los discos duros con sectores 4K

ct – Discos duros con sectores de 4 KBytes

ct – Carrusel de discos duros

Heise Open – Registro del kernel: Linux y discos duros con sectores de 4 KBytes

Nickles – Nuevos discos duros con sectores de 4K y viejos generadores de imágenes/particionadores

Anadtech – Formato avanzado de Western Digital: Comienza la transición a los sectores 4K

Wikipedia – Unidad de disco duro

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