Czy dysk twardy jest zastępowany zerami szybciej?

52

Miałem komputer z zainstalowanymi dwoma systemami operacyjnymi, których twardy dysk wymazałem za pomocą Dysków z UbuntuUSB. Wybrałem szybkie kasowanie. Jak rozumiem, usunęła tablicę partycji, ale jedynki i zera wszystkich plików są nadal na dysku twardym. Następnie utworzyłem nową tablicę partycji i zainstalowałem Win10.

Pytanie: czy dysk twardy działałby teraz (odczyt / zapis) szybciej, jeśli nadpisałem go zerami?
Lub: czy zapisywanie informacji na dysku twardym z nadpisaniem zerowym jest szybsze niż na „brudnym” dysku twardym?

Daniel Filatov
źródło
1
Prawdopodobnie warto wspomnieć o bezpiecznym skasowaniu ATA w tym zakresie. Może to nie mieć bezpośredniego zastosowania w PO, ale może być przydatne dla innych.
StephenG
Czy pytasz o (magnetyczny) dysk twardy, dysk SSD, czy oba? Odpowiedź zależy.
smci,
Warto wspomnieć, że fizycznie zaadresowana pamięć flash, którą można znaleźć w pakiecie mikrokontrolera, będzie szybsza, jeśli zostanie wyczyszczona jako domyślna, ponieważ ten krok jest bardzo trudny.
MooseBoys

Odpowiedzi:

92

Dyski twarde nie przechowują dosłownych zer i jedynek, które, jak podejrzewam, mają. Zamiast tego przechowują dane w zakodowanym formacie, który gwarantuje, że nie będzie zbyt wielu bitów zerowych lub jednego bitu obok siebie. Długi ciąg zer lub zer może faktycznie powodować problemy z synchronizacją podczas próby odczytu danych z powodu niewielkich zmian prędkości talerza, wibracji itp. Fizycznego nośnika, na którym dane są kodowane, więc ogranicza się to do pewnej tolerancji.

Ponadto dyski twarde zawsze kodują cały sektor (zwykle 512 bajtów lub 4096 bajtów danych) jednocześnie, a nie tylko zmienione bity (ponownie, ponieważ są to zakodowane dane). Zapewnia to, że cały sektor jest poprawnie kodowany za każdym razem. Tak więc wypełnienie dysku wszystkimi zerami nie ma praktycznej korzyści, chociaż nie szkodzi również niczego poza niewielkim zużyciem mechanicznym spowodowanym przez to. Jeśli chcesz, możesz zastąpić wszystko zerami, ale nie przyniesie to korzyści w zakresie wydajności, a będziesz po prostu tracić czas na czekanie na zapisanie wszystkich zer.

Dyski półprzewodnikowe przechodzą podobny proces; automatycznie usuwają poprzednią zawartość bloku przed zapisaniem nowego bloku danych, więc zapisanie wszystkich zer na dysk SSD spowodowałoby niepotrzebne zużycie urządzenia, ponieważ technologię flash można usunąć tylko zmienną, ale skończoną liczbę razy przed awarią . Wprowadzone zużycie stanowiłoby jedynie około 0,01% całkowitych cykli roboczych, ale jest to coś, czego nie chciałbyś robić regularnie.

phyrfox
źródło
9
can only be erased a certain number of times- W rzeczywistości liczba nie jest tak pewna. Zmienność jest dość duża .
Ruslan
19
@ Ruslan Słabe dobór słów, tak myślę. Nie jest pewne (tylko śmierć i podatki wydają się pewne), ale jest zdecydowanie skończone, a producenci gwarantują wydajność nawet do „cykli roboczych” wiele razy.
phyrfox
Na starym dysku SSD z wewnętrzną kompresją, ale bez obsługi TRIM, pisanie zer może pozwolić, aby warstwa remapowania flash wykorzystywała mniej fizycznej przestrzeni flash dla logicznej tablicy danych, które eksponuje przez interfejs SATA ... Jest to rozciągnięcie i gorsze niż bezpieczeństwo SATA skasować jednak.
Peter Cordes
5
Dwa problemy z twoją odpowiedzią; 1) Solid state drives go through a similar process. To nie jest poprawne. Dyski twarde nie przechodzą cyklu odczytu / kasowania / zapisu, podobnie jak dyski SSD. Mogą nadpisywać sektory w locie bez konieczności ich wcześniejszego usuwania. 2) A long run of 0s or 1s could actually cause sync issues when trying to read the dataRównież niepoprawne. Sektory dysku twardego mają lukę między sektorami, w których zapisują numer sektora, bity synchronizacji i dane ECC. Adres i dane synchronizacji zapobiegają „zagubieniu” głowic na talerzu. Z tego powodu sektor 4k ma w rzeczywistości 4211 bajtów.
Wes Sayeed
2
@WesSayeed „podobny proces” oznacza, że ​​dysk SSD zapisuje jednocześnie całe sektory. To prawda, że ​​normalny dysk twardy nie usuwa się najpierw, ale nadal jest podobny proces; oba piszą jednocześnie całe sektory. I tak, zdaję sobie sprawę z luki międzysektorowej, która zawiera ECC i tak dalej, ale nadal używają czegoś takiego jak MMFM / GCR, aby upewnić się, że zegar nie zostanie zsynchronizowany w sektorze, co oznacza, że ​​nie mogą mieć za dużo zerowych bitów z rzędu.
phyrfox
53

Nie, nie będzie szybciej. Pisanie zajmuje tyle samo czasu, niezależnie od nadpisywanych danych.

Jamie Hanrahan
źródło
12
Dotyczy to magnetycznego HD, ale możliwe jest, że dysk SSD z wewnętrzną kompresją i nieobsługujący TRIMmoże być szybszy, jeśli zostanie zastąpiony zerami. Zajmą mniej miejsca w pamięci flash, pozostawiając warstwę do mapowania pamięci flash więcej miejsca do pracy. To byłoby trochę jak TRIM / discard.
Peter Cordes
2
@PeterCordes - choć prawda, jaka część obecnie używanych dysków SSD nie obsługuje TRIM? Wiem, że z kilku rodzajów, z których korzystałem od wielu generacji produktów i od różnych producentów (od wysokiej klasy aż do niemarkowych / sklepowych marek), wszystkie te, które spotkałem, robią.
Jules
1
@PeterCordes Pytanie jest o Zera nadpisywane zamiast stosować nadpisać. Wydaje się, że kompresja wewnętrzna nie uległa zwiększeniu, ponieważ można to zrobić tylko przy ziarnistości sektora i może mieć problemy z nadrobieniem przepustowości. Zapisywanie zer może być szybsze, jeśli na dysku SSD nie ma miejsca na obsługę, a producent zamapował logiczne zera na fizyczne, tak aby dysk pełen zer był faktycznie wykonany z „pustych” stron flash.
Margaret Bloom
@Jules: Niektóre stare dyski SSD nie obsługiwały TRIM, ponieważ TRIM został dodany do standardu ATA dopiero po istnieniu pierwszych dysków SSD, a następnie kontrolery zaczęły go obsługiwać. Mam jednego w starym laptopie. (Myślę, że dostępna jest aktualizacja oprogramowania układowego, która dodaje obsługę TRIM). Nie jestem pewien, czy któryś z tych starych dysków SSD bez TRIM również używał wewnętrznej kompresji. Powinienem był powiedzieć, że takie dyski SSD są obecnie rzadkością, ale ogólne stwierdzenia takie jak ta odpowiedź zawsze inspirują mnie do szukania kontrprzykładów lub specjalnych przypadków, w których się nie mieszczą.
Peter Cordes
3
@Jules Duża część dysków SSD nie obsługuje TRIM, głównie prostszych pamięci flash, takich jak pamięci USB, karty SD lub MMC. Prawie wszystko, co nie jest ATA.
las
10

To zależy od:

  • Czy to mechaniczny dysk twardy, czy dysk SSD.

W przypadku dysku SSD, jak zauważają inne odpowiedzi, nie należy zastępować zerami (co spowodowałoby niepotrzebne zużycie komórek Flash), ale zamiast tego należy użyć opcji Bezpieczne usuwanie lub TRIM na pełnym dysku. Niektóre nowsze wersje narzędzi do formatowania wykonają TRIM automatycznie, jeśli wykryją dysk SSD. Powodem tego jest to, że dyski SSD silnie odróżniają „pusty” sektor od „wypełnionego” dowolnymi danymi, w tym zerami.

  • Czy na dysku znajdują się nieczytelne sektory.

Na wielu dyskach pojawi się niewielka liczba „złych punktów”, jeśli będą używane przez kilka lat. Wszelkie napotkane już informacje pojawią się w danych SMART jako „Oczekuje na niemożność naprawienia”.

Jeśli nie ma nieczytelnych sektorów, mechaniczny dysk twardy nie korzysta z nadpisywania, choć nie szkodzi poza tym, że zajmuje dużo czasu z góry.

Jeśli tam jakieś nieczytelne sektory, próbuje odczytać je będzie trwać długo, a napęd będzie próbować odzyskać dane w wolnych chwilach, które będą miały wpływ na wydajność. Nadpisanie ich spowoduje, że dysk twardy usunie istniejące dane, sprawdzi, czy fizyczna lokalizacja może być nadal używana do przechowywania, i w innym przypadku przydzieli sektor zapasowy. Spowoduje to również zresetowanie licznika „Pending Uncorrectable”.

TL; DR - Generalnie, nie rób tego.

Chromatix
źródło
1
Warto również zauważyć, że nadpisanie zerami jest potencjalnie najgorszą możliwą rzeczą do zrobienia flashowania: proces zapisu do bloku pamięci flash polega na usunięciu go (co ustawia bity na 1), a następnie zapisaniu w bitach, które muszą być 0. Nie jestem pewien, ale myślę, że jeśli sektor ma zapisane wszystkie zera, spowoduje to więcej szkód dla długowieczności urządzenia niż zapisanie losowego wzoru, który spowoduje więcej uszkodzeń niż zapisanie wszystkich 1, ponieważ operacja wymazywania będzie później wymagała mniejszej mocy, jeśli będzie mniej zer (? nie jestem tego pewien), a zatem zada mniejsze obrażenia (??).
Jules
1
Myślę, że większość współczesnych dysków SSD ma pewne łagodzenie tego efektu, takie jak flaga inwersji, wzór interferencji lub nawet łagodny schemat kompresji. Na przykład dysk korzystający z szyfrowania w czasie rzeczywistym ma wzorzec interferencji, ponieważ zera są przekształcane w pseudolosowy skrót. Nadal mam jeden ze starych dysków opartych na SandForce, który zamiast tego używa kompresji i usuwania duplikatów. Ale masz rację, że prostsze urządzenia Flash (pendrive'y i karty SD) potencjalnie zużyją się szybciej od zera niż rzeczywiste dane.
Chromatix
Nadpisywanie dysku flash w ten sposób jest również bezużyteczne z powodu zbyt dużej ilości miejsca.
las
nie trzeba się zbytnio przejmować używaniem dysku SSD. niemiecki link: heise.de/-3755009
użytkownik3549596
5

Nie, nadpisanie zerami nie zmieni prędkości dysku twardego. Jednak w przypadku dysku SSD nadpisywanie zerami jest gorsze niż wykonywanie operacji przycinania, co oznacza, że ​​bloki są nieużywane. PRZYCINANIE partycji lub całego dysku SSD przed zainstalowaniem systemu operacyjnego może przynieść korzyści w zakresie wydajności i trwałości dysku SSD. Jeśli już zainstalowałeś system operacyjny, istnieją techniki przycinania wolnego miejsca w systemie plików dla podobnej korzyści.

alex.forencich
źródło
2

Kiedy robisz „powolny format”, zwykle przeprowadzany jest również test powierzchniowy pod kątem uszkodzonych bloków na dysku, więc może to być rozsądne w przypadku starszych dysków twardych, ale nie powinieneś zauważać żadnej różnicy w wydajności R / W.

nfsmaniac
źródło
0

Nie ma różnicy ani w przypadku dysków HDD, ani SDD.

W przypadku dysków twardych data na dysku jest magnetycznie zmieniana w każdym sektorze, w którym piszesz, więc nie ma znaczenia, co tam piszesz.

Co więcej, zapisywanie losowych danych jest lepsze niż zapisywanie zer, ponieważ bardziej pląsają śladami wyrównania magnetycznego, aw przypadku zaawansowanych badań kryminalistycznych znacznie trudniej będzie ustalić, co było wcześniej w przypadku losowego nadpisywania danych w porównaniu do nadpisywania zera.

W przypadku dysków SSD, jeśli wydasz polecenie przejścia na zero lub jeden, to nie robi różnicy, nadal zapisywanie bloków pamięci zajmuje tyle samo czasu, ale z powodu optymalizacji TRIM może się okazać, że nie możesz zastąpić określonych obszarów ty pragniesz. Zamiast tego po prostu stwórz samorozwijający się plik, który zajmie całą wolną przestrzeń i w ten sposób gwarantuje się, że wszystko zostanie zapisane, co uniemożliwi odzyskanie.

Overmind
źródło
0

Nie, nie będzie żadnej różnicy prędkości, ale masz niepotrzebne zużycie i niepotrzebną szansę na awarię.

Tradycyjne dyski twarde kodują dane za pomocą prostego generatora pseudolosowego, bardziej nowoczesne i (praktycznie) wszystkie dyski SSD zawsze kodują dane za pomocą AES. Powodem tego jest to, że przechowywanie danych losowych (lub danych wyglądających losowo) jest znacznie korzystniejsze dla wyrównywania zużycia, zarówno na napędach magnetycznych, jak i półprzewodnikowych, ale w szczególności w przypadku tych ostatnich (dlatego AES jest przede wszystkim wykorzystywany do mieszania bitów, ale jako bezpłatny bonus, możesz mieć bezpieczeństwo bez dodatkowych kosztów).

Zatem zapisanie wielu zer skutecznie zapisuje wiele „trochę przypadkowych bitów”.

To jest to i nie jest w żaden sposób szybsze czytanie (lub nadpisywanie) jednego lub drugiego.

Z drugiej strony zastąpienie całego dysku oznacza zapisanie miliarda sektorów. Podczas gdy dyski twarde mają (czysto fikcyjne) wskaźniki awarii, które są tak niskie, że wydają się „nigdy się nie zdarzają”, biorąc pod uwagę ogromne rozmiary współczesnych dysków „nigdy się nie zdarza”, bardziej przypomina to „raczej się zdarzy”. Z tego powodu na przykład RAID-5 nie jest już zalecany, ponieważ prawdopodobieństwo napotkania nieodwracalnej awarii podczas próby ponownej synchronizacji po awarii dysku jest tak wysokie, że może stać się praktycznym problemem.

Co to znaczy? Cóż, to w ogóle nic nie znaczy, ale zastąpienie całego dysku bez potrzeby prawdopodobnie nie jest dobrym pomysłem. Nawet w przypadku bezpiecznego usuwania, jeśli jest to zamierzone, istnieją obecnie znacznie lepsze (szybsze i bardziej niezawodne) metody.

Damon
źródło