标题：先进格式化
定义
先进格式化（英文：Advanced Format）是由IDMEA（the International Disk Drive Equipment and Materials Association）2009年12月制定的格式化标准。IDMEA在2005年与Hitachi、Seagate、WD、LSI、Intel、Microsoft、Dell、HP、Lenovo等硬软件厂商制定出1024字节、2048位组和4096字节三种几种容量扇区配置，先进格式化是规范中的4096字节（4KB）配置。从2011年1月1日起，硬盘厂商新推出的产品，都将遵循Advanced Format（4KB）的设计。
摘要
长期以来，机械硬盘在储存数据时，一直都是以512byte大小的扇区(Sector)为单位分割进行读写，硬盘行业决定将扇区容量扩大到4KB，该技术被称为“先进格式化”[1]。“先进格式化”（Advanced Format）技术，把硬盘行业期待已久的4KB扇区技术引入实用。日前，又得到了关于该技术的更多详细信息。由于这样一项技术既牵扯到硬盘固件、分区格式，也影响到操作系统，西部数据希望在低调推出产品前，首先进行一番普及教育，让用户更多的了解该技术，避免今后的使用问题。这或许也就是我们目前还没有在市场上见到新款绿盘的原因吧。
简介
长期以来，机械硬盘在储存数据时，一直都是以512byte大小的扇区（Sector）为单位分割进行读写。随着硬盘容量的不断提升，这种古老的分配标准已经越来越显的不合时宜。因此，硬盘行业决定将扇区容量扩大到4KB，该技术被称为“先进格式化”（Advanced Format）。
传统的扇区分割机制中
每512byte的数据之间，需要间隔一个同步/分隔（Sync/DAM）区域和一个ECC错误校验区域。而在“先进格式化”模式下，每4KB为一个扇区，相当于把之前的8个扇区合而为一，只需要一个同步/分隔区域和一个容量稍大的ECC校验区。从右图中可以看到，其占用的面积明显更小。
西部数据公司表示
先进格式化技术更有效的利用了磁盘盘片上宝贵的存储面积，预计能够将硬盘的可用容量提升7%到11%。以目前最先进的单碟500GB硬盘为例，格式化分区后的实际可用容量会提升10%，这已经相当可观。比如一块1TB硬盘，原本分区容量为930GB左右，使用新模式后可能将达到1000GB以上。因此，这种新技术的推出或许还能有一个附加效果，即让很多人对硬盘容量缩水的质疑迎刃而解。 
  先进格式化相信大家也都想到了，这种变化可能会带来兼容性的问题。为避免这一问题，WD将4KB的物理扇区划分为8个依然为512Byte的逻辑扇区，新旧标准的转换工作依靠硬盘固件进行，“只要分区正确，性能就不会有损失”。
操作系统支持上
Windows 7和Vista可以直接管理扇区容量为4KB的分区，而Windows XP用户则需要下载一款免费的WD Align分区校准工具。另外，Windows 7和Vista用户在使用一些磁盘工具创建新分区时同样也需要WD Align工具。 
由于西部数据并不向用户提供磁盘固件刷新工具，因此这种“先进格式化”（Advanced Format）模式并不能在旧硬盘上实现，只能使用出厂即预装新固件的硬盘。西部数据表示，首批支持该功能的硬盘为Caviar Green绿盘系列，500GB型号本周就会出货，随后是更大容量型号。
识别新版绿盘
其型号标识为WD10EARS（旧版为EADS）。新版除了使用“先进格式化”（Advanced Format）技术，实际可用容量更大外，板载缓存容量也会从32MB扩大到64MB，无疑更具性价比，但WD表示价格并不会有任何变化。 
  先进格式化
硬盘新变革
早些时候，已经报道过西部数据将引入“先进格式化”（Advanced Format）技术，把硬盘行业期待已久的4KB扇区技术引入实用。日前，又得到了关于该技术的更多详细信息。由于这样一项技术既牵扯到硬盘固件、分区格式，也影响到操作系统，西部数据希望在低调推出产品前，首先进行一番普及教育，让用户更多的了解该技术，避免今后的使用问题。这或许也就是我们目前还没有在市场上见到新款绿盘的原因吧。
硬盘行业
实际上早在十多年前就开始计划4KB扇区技术。在硬盘容量以MB计的年代，每扇区512byte显得非常合适。但随着技术的进步，硬盘容量的增大，依旧保持512byte的扇区尺寸已经越来越不合时宜。具体来看，随着存储密度（Areal Density）的增大，磁头读取磁盘时的信噪比（SNR）会出现明显的下降，也就是说读取时会更容易出现错误。因此必须加入ECC校验码来保证数据可靠性，但ECC数据实际上消耗了磁盘上可用的存储空间，有时甚至可能把存储密度上升带来的多余空间完全抵消掉了。 
更关键的问题在于，ECC校验实际上在更大数据量的扇区尺寸下效率更高。比如，512byte的一个扇区需要40byte的ECC校验区，而4KB扇区只需要100byte，直接节省了40x8-100=220byte的存储空间。另外，更大的扇区还能让纠错时一次性更改更大量的数据，让“突发纠错”（burst error correction）效率更高。 
为什么选用4KB而不是2KB、8KB来替代512byte扇区？这是因为4KB在计算机系统中的特殊地位。在x86架构中，通常情况下内存的分页（Page）容量即为4KB，而在磁盘文件系统中，包括NTFS、EXT3和HFS+格式的簇（cluster）容量也同样是4KB。这样一来，用4KB的磁盘扇区中读取的数据可以正好装满一个内存页，也映射着磁盘分区中的一个簇，自然是最佳选择。
对于消费者来说
4KB扇区技术的最大裨益就是更大的格式化容量。西部数据称，“先进格式化”可以让磁盘格式化效率（格式化后容量）提升7%到11%，同时ECC校验效率提升50%，整体容错能力提升两个数量级。因此，新技术还会让磁盘的可靠性明显提升。 
不过，为了保证512byte扇区到4KB扇区的平稳过渡，目前西数使用了一种模拟技术，将一个4KB的逻辑扇区在固件中模拟为8个512byte的逻辑扇区，保证操作系统兼容性。但这样依然存在问题，即扇区和簇的“校准”。
如果文件系统的4KB簇正好对应了一个4KB扇区，则一切正常。但如果簇对应的8个512byte逻辑扇区横跨在两个4KB物理扇区中，此时读写一个簇就需要操作两个扇区，带来明显的转换延迟。根据硬盘行业组织IEDMA（国际磁盘驱动器设备与材料协会）的测试，这种情况尤其会严重影响磁盘的随机写入性能。
问题具体来看，虽然推动4KB扇区的工作从1998年就已经开始，但直到近些年来才有了实质进展。导致在此之前推出的Windows 5.x系统中（Windows 2000/XP/2003等），第一个分区是从LBA 63(第63个512byte扇区)开始的。很明显，63不能整除8，因此只要是在4KB扇区硬盘上使用Windows XP系统就会出现上述的校准问题。而Windows 6.x（windows7/vista/Server 2008）则已经提供了对4KB扇区的支持，只是在使用磁盘镜像工具（如Ghost、Acronis Disk Director Suite等）进行分区恢复、拷贝等操作时容易出现问题。另外，根据西部数据的测试，Linux和Mac OS X系统不会出现这种分区校准问题，甚至SuperDuper这类磁盘镜像工具也可直接使用。
西部数据提供两种方案
为解决这一问题，西部数据提供了两种方案。首先，只要在硬盘上短接7号和8号跳线，硬盘控制器芯片即可提供一个逻辑分区的偏移量，使LBA63变成LBA64，解决校准问题。不过这种方案仅能针对全盘只有一个分区的情况。 
  新款绿盘的原因第二种方案，则是一款名为WD Align的工具软件。该工具可以移动分区和数据，“对齐”文件系统簇与4KB扇区。推荐使用Windows 5.x操作系统，或是需要磁盘镜像软件的用户使用该工具。由于WD Align需要移动全盘数据，因此最好在分区或操作系统安装完毕后即使用该工具进行迁移。 
西部数据表示，首批使用“先进格式化”技术的硬盘为Caviar Green绿盘系列的单碟500GB型号，型号标识为EARS。除了查看型号外，由于目前还没有软件能够分辨磁盘的原生扇区尺寸，WD Align也是唯一的识别工具。 
最后需要指出的是，4KB扇区技术并非西部数据的专利。该计划由IDEMA（国际磁盘驱动器设备与材料协会）推动，预计在2011年之前，各大硬盘厂商都会推出自己的4KB扇区硬盘，只是可能在操作系统兼容性上的解决方案略有不同。至于何时才能够直接使用原生4KB扇区，结束模拟512byte扇区的“过渡期”，目前的预计是在彻底淘汰Windows 5.x系统的2014年（WinXP技术支持终止）左右。