Nouveaux disques durs et secteurs de 4k : évolution ou régression ?

Cela fait près d’un an que l’on a vu apparaître sur le marché des disques durs fonctionnant avec des secteurs d’une capacité de 4 ko au lieu des 512 octets conventionnels, mais cette évolution n’a pas fait grand bruit. Et pour cause : si le recours à des secteurs de plus grande taille apporte effectivement une solution à certains problèmes rencontrés par les fabricants, il est généralement totalement transparent pour l’utilisateur… pour autant que celui-ci utilise un système d’exploitation moderne, à savoir Windows 7 ou Windows Vista SP1 ou supérieur. Les versions précédentes de Windows, elles, peuvent devoir faire face à des problèmes de performances sur les disques à secteurs de 4 ko.

Dans cet article, nous allons passer en revue un scénario catastrophe et en analyser les performances, mais aussi vous fournir quelques informations essentielles et recommandations concernant ces disques durs d’un nouveau type, qui représenteront en pratique la majorité des modèles commercialisés d’ici janvier 2011.

Pourquoi être passé de 512 octets à 4 ko ?

Il aura fallu près d’une décennie aux fabricants de disques durs entre le moment où ils ont identifié cette possibilité d’évolution et celui où ils l’ont finalement mise en pratique. Le secteur est la plus petite unité de stockage disponible sur le disque dur ; jusqu’à présent, il avait toujours eu une capacité de 512 octets, ce qui était parfaitement logique à l’époque où les fichiers pesaient généralement quelques mégaoctets, ou au maximum quelques gigaoctets. Étant donné que la taille du secteur correspond à l’espace minimum consommé, même si le fichier est plus petit (un fichier de 200 octets, par exemple, occupe quand même 512 octets sur le disque dur), il était préférable de fonctionner avec une unité relativement petite afin d’éviter de gâcher de la capacité de stockage.

Cela fait cependant un moment que le secteur de 512 octets est devenu un facteur limitatif. À l’heure actuelle, la taille moyenne des fichiers est considérablement supérieure à 512 octets, ce qui renverse complètement la problématique : la correction des erreurs (ECC) est en effet calculée pour chaque secteur. Et bien évidemment, cette correction consomme de l’espace ; il va sans dire que, même sans modifier l’algorithme de calcul des corrections, il faut moins de place pour stocker les données ECC d’un seul secteur de 4096 octets que celles de huit secteurs de 512 octets. Au final, le passage aux secteurs de 4 ko permet d’augmenter la capacité de stockage disponible des disques durs rien qu’en réduisant la place réservée à ces données ECC.

Des secteurs de 4 ko pour augmenter la capacité

Les fabricants de disques durs ont visiblement compris que cette évolution allait leur permettre de faire avancer à grands pas leurs capacités de stockage. Il s’agit d’une solution élégante, dans la mesure où d’autres éléments d’architecture comme les pages de mémoire x86 ou encore un bon nombre de clusters système possèdent également une taille de 4 ko. Qui plus est, cette évolution est relativement bénigne pour l’utilisateur et ne nécessite pas, pour les fabricants, de grands bouleversements matériels comme peut le faire l’augmentation de la densité de stockage. Enfin, le nouveau format (dénommé Advanced Format) autorise l’utilisation d’algorithmes ECC plus robustes, une autre étape importante de la course à la capacité.

Pour comparer les performances des disques à secteurs de 512 octets et à secteurs de 4 ko, nous avons pris deux disques durs Toshiba SATA 2,5" récents et avons examiné leur comportement dans un scénario catastrophe ; étant donné que les systèmes d’exploitation plus anciens sont susceptibles d’afficher des performances en retrait sur tous les disques durs à secteurs de 4 ko, les deux modèles que nous avons choisis peuvent être considérés comme tout à fait représentatifs de la réalité.