Grenzen der Datendichte
Mit 4096-Byte-Sektoren ist auf Festplatten eine höhere Datendichte als derzeit erreichbar.
Zwar können Hersteller die Plattenkapazität erhöhen, indem sie mehr Magnetscheiben einbauen, jedoch liegen die Nachteile dieses Verfahrens auf der Hand. Zum einen ist der Platz für die Datenscheiben durch den Formfaktor der Festplatten begrenzt. Zum anderen steigen Betriebsgeräusch und Stromverbrauch mit der Anzahl der Datenscheiben. Nicht zuletzt steigt auch das Ausfallrisiko mit der Anzahl der verbauten mechanischen Teile.
Effizienter ist es, die Datendichte der Scheiben zu steigern. Derzeit passen maximal 667 Gigabyte auf eine Datenscheibe. Eine hohe Datendichte bedeutet aber, dass einer bestimmten Menge an Bytes weniger Fläche als bisher auf der Magnetscheibe zur Verfügung steht. Je geringer die Fläche pro Byte, desto größer die Fehleranfälligkeit bei der Datenübertragung. Man spricht dann von einer schlechten Signal-to-Noise-Ratio (SNR). Die Platte kann das Signal der gespeicherten Information (Signal) nicht mehr von Störsignalen (Noise) unterscheiden. Es kommt zu Fehlern.
Um das zu verhindern, grenzt an jeden physikalischen Sektor auf der Festplatte ein sogenannter Error-Correction-Code-Bereich (ECC). Durch den ECC-Bereich lassen sich die zu speichernden Daten überprüfen. Er sorgt dafür, dass die Festplatte keine Fehler macht.
Bei steigender Datendichte und sinkender SNR muss deshalb ein immer größerer Fehlerkorrektur-Bereich reserviert werden, auf dem sich keine nutzbaren Daten speichern lassen.
Die Bereiche des Sektors, die der Identifikation und Steuerung (Sync/DAM) dienen, verringern zusätzlich den Nutzbereich. Zudem befinden sich zwischen Sektoren leerstehende Toleranzbereiche, sogenannte Gaps, die ebenfalls Platz beanspruchen.
Ein Advanced-Format-Sektor mit 4096 Byte ist achtmal größer als ein 512-Byte-Sektor. Dadurch spart man sieben Steuerbereiche und sieben Toleranzbereiche ein. Man spart auch sieben ECC-Bereiche ein – allerdings ist der ECC-Bereich eines 4096-Byte-Sektors ungefähr doppelt so groß wie der eines einzelnen 512-Byte-Sektors. Insgesamt stehen durch den Umstieg auf Advanced-Format ungefähr 7 bis 11 Prozent mehr Speicherplatz zu Verfügung als bisher. Noch wichtiger: Durch den größeren ECC-Bereich lässt sich die Datendichte trotz sinkender SNR weiter erhöhen.