CHS -formaat, hoe werkt het eigenlijk??

[I_stealth_I]

Ik weet dat een sector een CHS-adres krijgt toegewezen na een low-level format en dat deze volgens mijn informatie 24 bit is. reseverveerwaarden een cyl. 10 bits, een kop 8 bits en een cluster 6 bits. Maar dat gaat het licht bijna uit bij het volgende: de maximale schrijfgroote word aangegeven met 1024 cilimders, 256 koppen en 64 sectoren (hoe komen ze daarop?) en dat zou zo'n 8 GB moeten opleveren. (1024x256x64x0,5 en vervolgens delen door 1024) dat laatste is me nog wel duidelijk.

Maar hoe verder en waarom?

[Xanax959]

Dat 24 bit verhaal snap ik ook niet, maar chs is dus cylinder/head/sector.
Dit is de "oorspronkelijke" indeling van de harde schijf, voordat er met sector translation, large, lba e.d. gewerkt werd. (voorzover ik weet)
In chs indeling betekend 12 heads ook echt 12 heads, terwijl een 20 gig hardeschijf waar in lba modus b.v. 15 heads bij staat in werkelijkheid maar 4 of 8 heads heeft.
En ja, de 8Gb grens, in 1980 leek het niet waarschijnlijk die grens ooit te bereiken, of ooit nodig. Het hele lba en large gedoe is om die grens van 8 Gb te doorbreken.
Als je je nieuwe schijf low level gaat formatten kun je hem geloof ik net zo goed weggooien, want lowlevel formatteren wordt in de fabriek 1 keer gedaan, met allerlei instellingen voor de harde schijf. Tenzij er weer een progje is dat dat ook kan.........

[mvdejong]

Even terug naar de basis, om het verhaal compleet te maken.

Een harde schijf bestaat uit een aantal "platters", dit zijn fysieke schijfjes, die ofwel aan een, ofwel aan beide kanten worden gebruikt.
Elke gebruikte schijfkant vereist 1 kop "head" om te lezen en te schrijven.
Op zo'n schijfkant worden de gegevens in een aantal concentrische cirkels weggeschreven, de "tracks", dde groep van tracks met dezelfde diameter op alle platters bij elkaar wordt de cylinder genoemd.

Elk van die tracks wordt onderverdeeld in een aantal sectoren. De oer-schijven voor de PC hadden altijd 17 sectoren van 512 bytes per track. Voor niet-PC-toepassingen kom je ook wel andere sector-groottes tegen (een vriend van mij heeft ooit avonden zitten klooien met een paar schijven, totdat ik ze onder handen kreeg, een sector-grootte van 1 k constateerde, en de jumper vond die terug naar 512 bytes ging). Vroeger was het aantal sectoren/track aantal vast, tegenwoordig hebben de buitenste cylinders meer sectoren dan de binnenste cylinders.

Een grote beperking was dat in de BIOS 3 bytes werden gereserveerd voor de C/H/S-informatie, met vast aantallen bits per C, H en S, die helaas niet zo slim ingedeeld waren (teveel bits voor het aantal koppen, te weinig voor het aantal cylinders). Bij RLL- en MFM-schijven (correctere, schijven met een ST412-protocol) was de intelligentie op de schijf minimaal, alles zat op de controller.

Bij IDE is de controller op de schijf veel intelligenter, een IDE-controller is nauwelijks meer dan een set opgewaardeerde buffer-chips (hum), en die controller ging vervolgens hard zitten liegen over de eigenlijke indeling van de schijf. De waarden voor C/H/S werden wat omgerekend (bijv. aantal cylinders delen door 2 en aantal koppen vermenigvuldigen met 2), zodat het allemaal nog in die aantallen bits paste.

Dat de fysieke indeling van de harde schijf afwijkt van wat de PC daarover denkt is de reden dat je oudere IDE harddisks niet een low-level format mag geven, en de wat recentere dat zelfs weigeren (ook vanwege die wisselende aantalen sectors/track).

Zo is het in dat voorbeeld van jou duidelijk dat het onwaarschijnlijk is dat er 64 koppen in dat kastje passen, er zitten vermoedelijk veel meer cylinders in, waarvan het aantal sectoren varieert, hoe verder naar buiten, hoe meer sectoren per track.

1024 cyl x 256 head x 64 sectors/track x 512 bytes/sector = 8.589.934.592 bytes
gedeeld door 1024 x 1024 : 8192 MByte
gedeeld door 1.000.000 = 8590 Manufacturer's Megabytes.

Dit is dus de grootste schijf die je met het C/H/S-systeem kunt gebruiken, van een grotere schijf kun je ook niet meer dan 8 GByte benutten. Wil je verder, dan zul je het C/H/S-systeem moeten verlaten.

Overigens hebben bijvoorbeeld SCSI-disks nooit last gehad van het low-level format-probleem, omdat de controller op de schijven zelf op commando het low-level format uitvoert, en die weet wel hoe de schijf in elkaar zit (je hoeft/kunt de C/H/S-waarden niet in de low-level-format-routine voor SCSI-disks specificeren). Voor SCSI is een schijf een reeks blokken genummerd van 0 -> hoeveel er nodig zijn, het systeem krijgt nooit op andere manier toegang tot de schijf.

[I_stealth_I]

ahaa, dit is een duidelijk verhaal, bedankt !

Maar hoever zou de techniek van de harddisk kunnen doorgroeien? waar ligt op laatst de beperking?

[mvdejong]

De verwachting van de baas van EMC2 (een van de grootste leveranciers van RAID-arrays) is dat we in 2003 de eerste TByte-disks zien.

Een van de technieken die we in harddisks nog niet hebben gezien, maar wel mogelijk lijkt te zijn, is verticale opslag in het magnetisch medium (wordt al wel in optische media toegepast).

Een van de grenzen waar we tegenaan lopen is natuurlijk de dichtheid van bits per vierkante mm, en in het uiterste geval is dat dan natuurlijk 1 bit per atoom, maar dat is niet echt meer met een mechanische constructie uit te lezen. De uitdaging is dus om de kleinste mogelijk nog individueel magnetiseerbare kristalletjes te kweken, en lees- en schrijf-koppen te bouwen die in staat zijn op dat niveau die kristalletjes ook individueel aan te sturen en uit te lezen.

Mijn hoop/verwachting is dat we toch de richting van echt bruikbare solid-state disks op gaan. Op dit moment worden die nog uitgevoerd met flash-geheugen voor kleinere disks, of gewoon SRAM met een accu voor grotere disks, maar ik heb nog hoop dat ze daar iets beters voor verzinnen met een grotere informatie-dichtheid. En ik zit daar niet alleen op te wachten voor mijn computer, maar ook als geluidsdrager voor mijn auto-radio.