Главная страницаОбратная связьКарта сайта

Ограничения емкости дисков


С офаничениями емкости приходится сталкиваться всякий раз, когда системная BIOS (или операционная система) не способна распознать (или адресовать) часть секторов жесткого диска. Это явление связано не с конструкцией или структурой того или иного накопителя, а с несовершенством системной BIOS или операционной системы. Например, BIOS может оказаться не в состоянии преобразовывать адреса секторов, если количество цилиндров превышает определенную величину — в итоге часть дискового пространства для нее будет недоступна. Что касается операционной системы, то для нее существуютог-раничения в количестве ячеек (кластеров), которые могут быть адресованы в рамках принятой файловой структуры (FAT). Производители жестких дисков впервые столкнулись с офаничениями на уровне BIOS в 1994 году, когда были разработаны АТА-2/ЕШЕ-нако-пители емкостью более 304 Мбайт. Офаничения, связанные с операционной системы, проявили себя после того, как начался выпуск жестких дисков емкостью более 2 Гбайт. Конкретные Офаничения, с которыми вы можете столкнуться, зависят от версии BIOS и используемой операционной системы. В настоящее время чаще всего приходится иметь дело с офаничениями в BIOS на уровне 2,4,8,32 и 137 Гбайт. Что касается операционных систем, то в DOS и Windows 93 (не OSR2) размер раздела не должен превышать 2 Гбайт, в Windows NT — 4 Гбайт, a Windows 95 OSR2 и Windows 98 могут работать с накопителями больших размеров при использовании файловой системы FAT32. В этом разделе мы подробнее поговорим о возможных офаничениях емкостей накопителей и о возможностях их преодоления.

Типичные ограничения

Самая распространенная проблема, которая возникает при установке нового жесткого диска в систему, связана с корректным определением его размера. В результате особенностей BIOS или операционной системы доступная емкость жесткого диска может сильно отличаться от фактической. В этом разделе приведены типичные офаничения емкости жестких дисков и приведены рекомендации по их устранению.

528 Мб (1024 цилиндра)

Офаничение на размер дисков в 328 Мб (304 Мбайт) связано с тем, что BIOS, в котором отсутствует поддержка режима адресации LBA (он появился в 1994 году), не может обрабатывать более 1024 цилиндров, что и приводит к этому ограничению на емкость диска: 1024 цилиндров х 16 головок х 63 секторов х 512 байт на сектор дает 528 482 304 байт. Наилучший способ устранения данной проблемы — установка новой версии BIOS с поддержкой режима адресации LBA или установка специальной профаммы (например, Maxtor MaxBlast) для обхода этого офаничения.

2,1 Гб (4096 цилиндров)

Несмотря на поддержку LBA, в некоторых версиях BIOS количество цилиндров кодировалось 12 битами вместо полноценных 16 бит. Это привело к появлению барьера емкости в 2,1 Гб, природа которого сходна с барьером в 528 Мб. Наилучший способ устранения данной проблемы такой же, как и в предыдущем случае — установка новой версии BIOS с корректной полноценной поддержкой LBA или установка специальной программы (например, Maxtor MaxBlast) для обхода этого офаничения. Не следует путать эту проблему с офаничением файловой системы FAT16, которое описано ниже.

2,1 Гб (FAT16)

Файловая система FAT16 поддерживает до 65535 кластеров, что при максимальном размере кластера в 32 Кбайт дает максимальный размер логического диска в 2,1 Гб. Это ограничение не зависит от типа диска (IDE или SCSI) и присутствует в операционных системах DOS и Windows 95. В Windows NT реализация FAT 16 допускает кластеры в 64 Кбайт, что приводит к смешению барьера до 4 Гб на раздел. При установке диска, размер которого превышает лимит, для его полноценного использования его следует разбить на разделы по 2,1 или 4 Гб соответственно. Для снятия данного ограничения следует использовать файловую систему FAT32 (доступна начиная с Windows 95 OSR2) или NTFS (доступна в Windows NT/2000/XP).

3,26 Гбайт (6322 цилиндров)

Наиболее загадочное ограничение состоит в том, что некоторые версии BIOS не обрабатывают количество цилиндров более 6322, что приводит к соответствующему ограничению на емкость: 6322 цилиндров х 16 головок х 63 секторов х 512 байт на сектор даст приблизительно 3,26 Гб. Происхождение данного ограничения непонятно, так как для такого поведения нет никаких разумных объяснений — только программная ошибка в BIOS.

3,28 Гбайт (Phoenix BIOS 4.0x)

В середине 1990-х годов в версиях Phoenix BIOS 4.0x встречалась ошибка, которая приводила к неверной обработке количества цилиндров свыше 6349. При этом симптомы ошибки были различные для разных моделей жестких дисков. При использовании накопителя с количеством цилиндров от 6350 до 8322 программа CMOS Setup могла просто зависнуть. Если количество цилиндров находилось в пределах между 8323 и 14671, то жесткий диск был полностью доступен, но его размер на стадии загрузки системы определялся некорректно. Ошибка проявлялась не во всех версиях Phoenix BIOS, и для ее устранения следует обновить версию BIOS.

4,22 Гб (8192 цилиндров)

Для обхода ограничения BIOS на количество цилиндров используется преобразование адреса. Обычно оно представляет собой деление количества цилиндров на какое-либо круглое (сдвоичной точки зрения) число, например, на 2,4, 8 или 16. При этом количество головок увеличивается соответствующим образом. Это преобразование делает накопитель доступным для прерывания BIOS INT 13h. Но при емкости диска около 4,22 Гб возможно возникновение следующей проблемы.

При выполнении преобразования адреса для цилиндров с номерами от 8192 до 16383 обычно используется делитель 16, что приводит к появлению 256 головок (естественно, не физических, а полученных в результате преобразования адреса). Современные операционные системы в состоянии корректно обрабатывать это число, но DOS, ранние версии Windows, и некоторые BIOS не может обрабатывать 256 головок.

Для устранения данной проблемы некоторые изготовители жестких дисков стали отказываться от использования 16-й головки. В результате жесткий диск вместо 12496 цилиндров, 16 головок и 63 секторов имел геометрию 13329 цилиндров, 15 головок и 63 секторов.

7,93 Гб (240 головок)

Для обхода предыдущего ограничения в DOS некоторые версии BIOS стали использовать при преобразовании адресов меньшее количество головок, а именно 240. Это устранило проблему совместимости с DOS, но породило новую проблему, так как в этом случае максимальная емкость диска снизилась до 1024 цилиндров х 240 головок х 63 секторов х 512 байт = 7 927 234 560 байт или 7,93 Гбайт. Для устранения данной проблемы следует установить новую версию BIOS.

8,46 Гб (ограничение INT 13)

Это фундаментальное ограничение прерывания BIOS INT 13h. Оно связано с тем, что в 24-х битном адресе сектора используются 10 бит на номер цилиндра (что дает максимум 1024 цилиндров), 8 бит на номер головки (максимум — 256) и 6 бит на номер сектора (максимум — 63, так как нулевой номер сектора не используется). В результате перемножения всех этих чисел получается 8 455 716 864 байт или 8,45 Гб. Это абсолютный максимум для объема жесткого диска, который может быть обработан стандартным прерыванием INT 1 Зп. В отличие от предыдущих ограничений, данная проблема не решается преобразованием адресов, так как ограничение определяется самой адресацией. Для снятия этого ограничения следует сменить способ адресации жестких дисков, что приводит к необходимости отказаться от использования стандартного прерывания INT 13h и использовать расширения INT 1 Зп.

Расширение INT 1 Зп требует поддержки как со стороны BIOS, так и со стороны операционной системы. Операционные системы DOS и Windows NT 3.5 не поддерживают расширения INT 13h. Операционные системы Windows 9x/Me/XP полностью поддерживают расширения INT 13h при наличии совместимой версии BIOS.

32 Гб (Windows 95)

В 1999 году Microsoft официально объявила, что операционная система Windows 95 не поддерживает жесткие диски свыше 32 Гбайт. Так как никаких разъяснений по этому поводу не последовало, то причина такого ограничения неизвестна. Для устранения этой проблемы следует перейти на использование Windows 98/Ме/ХР.

33,8 Гб (65536 цилиндров)

Это очередной барьер, связанный с ошибочной обработкой определенного количества цилиндров в BIOS. Некоторые версии Award BIOS некорректно обрабатывали количество цилиндров, превышающее 65535. С учетом обычного количества головок (16) и секторов на дорожке (63) это приводит к ограничению емкости жесткого диска величиной около 33,8 Гб. Проблема исправлена в июне 1999 года. Если такое ограничение встретится при модернизации старой системы, следует обновить версию системной BIOS.

137 Гбайт (АТА)

Все современные жесткие диски используют режим адресации LBA, в котором каждый сектор идентифицируется порядковым номером. Вместо указания номера цилиндра, головки и сектора применяется 28-битный адрес, который может адресовать до 2п = 268 435 456 уникальных секторов. Накопитель сам преобразует номер сектора в физический адрес, включающий номер цилиндра, головки и сектора на дорожке. Так как размер сектора со-стаыяет 512 байт, режим LBA может адресовать жесткие диски вплоть до 137 438 953 472 байт или 137 Гб, и это является абсолютным ограничением режима адресации.

Современные накопители вплотную приближаются к этому пределу и даже уже превосходят его. Вместо создания принципиально новой системы адресации, комитет по стандарту ATA T13 (www.tl3.org) поддержал инициативу фирмы Maxtor под названием «Big Drives», которая реализует 6-байтную (48 бит) адресацию. При этом также увеличено количество секторов, которое можно переслать с использованием одной команды, с 256 до 65536, что повышает производительность накопителя. Используя 4-битный адрес, диск может адресовать до 248 = 281 474 976 710 656 секторов, что дает максимальную емкость в 144115 188 075 855 872 байта или 144Пб(петабайта). В более привычных единицах измерения это составляет астрономическое число в 144 115 188 Гб — 144 миллиона Гб! Даже с учетом быстрого роста емкости накопителей этого должно хватить как минимум на ближайшие 20 лет.

2,2 Тб (32-битный предел ОС)

Современные 32-битные операционные системы Windows используют 32 бита в том числе и для адресации секторов, что ограничивает максимальный размер раздела величиной 232 (4 294 967 296) секторов х 512 байт на сектор = 2 199 023 255 552 байт или 2,2 Тб. Это предел может быть достигнут уже в ближайшие годы. Но так как это является чисто программным ограничением, оно скорее всегобудет устранено либо выпуском соответствующих обновлений, либо в очередной версии операционной системы Windows.

Обработка ограничений

Если при установке жесткого диска вы наткнетесь на одно из вышеописанных ограничений, то это проявится в виде одного из следующих симптомов:

■     Усечение происходит тогда, когда BIOS сообщает операционной системе о меньшем количестве цилиндров, чем их есть на самом деле. Сама BIOS может при этом вывести на экран сообщение и о большем количестве цилиндров, но операционной системе будут переданы некорректные сведения. В результате вы все же сможете использовать жесткий диск, но не на полную емкость.

■     Заворачивание цилиндров происходит в тех случаях, когда BIOS вычитает из полного количества цилиндров максимально разрешенную величину (например, 4095) и сообщает операционной системе именно об этом остатке. Например, если в накопителе 4096 цилиндров, то BIOS сообщит операционной системе только об одном. В результате, при использовании жесткого диска емкостью 2,5 Гб доступно будет около 400 Мб.

■     Неверная диагностика связана с тем, что BIOS, хотя и корректно определяет полностью емкость жесткого диска, не в состоянии использовать ее. При этом система может загружаться нормально, но при попытке разбить новый жесткий диск на разделы или отформатировать раздел возникает ошибка в районе какого-либо из барьеров, описанных выше (например, в районе 1024 цилиндров).

■     Зависание системы при загрузке или выполнении POST приводит к тому, что жесткий диск вообще не удается использовать. Если система зависает даже при определении параметров жесткого диска в CMOS Setup или при загрузке, самое время обновить системную BIOS.

Преодоление ограничений

Способ преодоления ограничений зависит от характера барьера, с которым вы столкнулись. Бесполезно исправлять барьер операционной системы при помощи модернизации системной BIOS. А модернизация BIOS не поможет, если используется контроллер, не поддерживающий режим LBA. В общем же случае различают два способа преодоления ограничений — устранение проблемы и обход ее. Устранение, как правило, связано с модернизацией (системной BIOS, контроллера, операционной системы). Обход барьера состоит в установке дополнительной программы (например, Disk Manager или EZ-Drive). Обходной путь чреват появлением новый проблем с совместимостью, особенно при использовании других программ, которые работают с дисками напрямую. Его следует использовать только в том случае, если устранение проблемы невозможно (отсутствует соответствующая версия BIOS и т.п.).



Обсудить статью на форуме


Если прочитаная статья из нашей обширной энциклопедия компьютера - "Ограничения емкости дисков", оказалась полезной или интересной, Вы можете поставить закладку в социальной сети или в своём блоге на данную страницу:

Так же Вы можете задать вопрос по статье через форму обратной связи, в сообщение обязательно указывайте название или ссылку на статью!
   


Copyright © 2008 - 2019 Дискета.info