Secteur, cluster, unité d’allocation et bloc de disque : qu’est-ce que c’est ?

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En voulant modifier les partitions de disques, en défragmentant ou encore après un message d'erreur, vous avez pu tomber sur la notion de secteurs, clusters, blocs, unité d'allocation et secteurs de disques.
Cela peut aussi arriver lorsque vous formatez votre disque dur ou SSD, le système de fichiers demande la taille de l'unité d'allocation.
Généralement, on choisit entre 512 octets et 4096 octets (4K).

En effet, il existe des secteurs de disques physiques et secteurs de disques logiques.
Qu'est-ce que c'est et à quoi cela sert-il ?

Cet article vous dit tout sur les secteurs et blocs de disques.

Secteur, cluster, unité d'allocation et bloc de disque : qu'est-ce que c'est ?

Secteurs, unité d'allocation, clusters et blocs de disques : qu'est-ce que c'est ?

Les disques dur ou SSD sont divisés en plusieurs unités.
On trouve la piste qui fait le tour du disque mais qui a disparu sur les SSD.
Puis les secteurs d'une piste et blocs (clusters en anglais) qui regroupent plusieurs secteurs du disque.

source wikipedia

Ce qu'il faut surtout retenir c'est que les disques sont divisés en deux :

  • Les secteurs de disques physiques
  • Les secteurs de disques logiques

Je vais vous expliquer les différences entre les deux.

Les secteurs de disque physiques

Comme le montre le schéma, un disque dur magnétique est divisé en deux secteurs physiques.

  • Le secteur géométrique
  • Le secteur d'une piste

La taille est définit par le constructeur de disque, soit 512 octets pour les anciens disques et 4096 octets pour les plus récents dit Advanced Format (ou format avancé).

L'ancien format de secteur comporte :

  • une section d'intervalle (Gap), une section de synchronisation (Sync)
  • une section de marquage d'adresse (Address Mark)
  • Puis une section de données (Data)
  • enfin une section de code correcteur d'erreur (ECC, Error Correction Code)
Les secteurs de disque physique en 512 octet et 4096
source https://blog.acelaboratory.com/what-is-the-difference-between-physical-and-logical-sectors-and-why-some-sector-is-reading-via-pc-3000-utility-but-not-reading-via-de.html

En effet atour de 2010, les constructeurs de disques durs ont commencé à abandonner l'ancienne taille de secteur de 512 octets au profit d'une taille de secteur plus efficace de 4 096 octets.
Le format avancé a permis des capacités de disque plus important et une améliore des corrections d'erreur.

A lire : Passage progressif aux disques durs au format avancé à secteurs 4K

Les secteurs de disque logiques

L'introduction de secteurs physiques de 4K pouvait poser des problèmes puisque la plupart des logiciels ne fonctionnaient/fonctionnent qu'avec des secteurs de 512 octets.
Pour pallier à cela, il fut créer le secteur de disque logique (en 512 octet) qui à travers des commandes ATA va pouvoir écrire sur des secteurs de 4096 octets.
Dit autrement le disque émule un disque de 512 octets.

Les différentes versions d'Advanced format

Ainsi on se retrouve avec ces différents versions d'Avanced format.

  • 4 Ko Natif : ce support n'a pas de couche d'émulation et expose directement 4 Ko en tant que taille de secteur logique et physique. Ce support n'est actuellement pas pris en charge par Windows et la plupart des autres systèmes d'exploitation.
  • Émulation de 512 octets (512e) : ce support a une couche d'émulation comme indiqué dans la section précédente et expose 512 octets en tant que taille de secteur logique (similaire à un disque ordinaire aujourd'hui), mais rend ses informations de taille de secteur physique (4 Ko) disponible. C'est ce que plusieurs fournisseurs de stockage introduisent actuellement sur le marché.
Type de DisqueSecteurs PhysiquesSecteurs Logiques
Ancien disque512 octet512 octet
Advanced Format 512e4096 octet512 octet
Advanced Format 4 Ko4096 octet4096 octet
Les tailles de secteurs physiques et logiques
Lorsque vous créez une partition de disque, celle-ci se détermine par un secteur de début et de fin.

Les blocs de disques, cluster ou unité d'allocation

Les systèmes d'exploitation regroupent les secteurs dans leur système de fichiers en unités logiques de stockage appelées bloc de disque ou unité d'allocation pour Windows.
Cela se fait au niveau du système de fichiers qui régit la lecture et l'écriture des fichiers sur le disque.
Le nombre de secteurs par bloc varie en fonction de la taille de la partition de disque, de 2 pour une disquette (FAT12) à 128 (64 ko) pour les plus grandes partitions ext4, NTFS.

La taille des blocs de disque se règle lors de l'opération de formatage qui vise à créer le système d'exploitation sur la partition de disque.

Formater un disque dur sur Windows

Sur NTFS, par exemple, vous pouvez spécifier la taille du cluster ("unité d'allocation" est un autre nom pour celui-ci), et 4096 octets (8 secteurs) est l'un d'entre eux que vous pouvez choisir.

Sur Linux en ext4, on utilise l'option -b pour indiquer la taille des blocs.

mkfs.ext4 -F -b 4096 /dev/sda
En anglais un bloc se nomme cluster.

Plus de détails sur le système de fichiers :

Qu'est-ce qu'un secteur de disque défectueux ?

Un secteur défectueux est un secteur sur un disque dur qui ne peut pas être utilisé en raison de dommages permanents (ou d'une incapacité du système d'exploitation à y accéder avec succès), tels que :

  • des dommages physiques à la surface du disque ou parfois des secteurs bloqués dans un état magnétique ou numérique qui ne peut pas être inversé
  • des transistors de mémoire flash défectueux dans le cas d'un SSD

Quelque chose de bizarre se produira si le disque dur a des secteurs défectueux, par exemple :

Ces phénomènes montrent qu'il doit y avoir des secteurs défectueux sur le disque. En fait, il est très courant que le disque utilisé depuis longtemps ait des secteurs défectueux.

Il existe deux types de secteurs défectueux: les secteurs défectueux physiques (durs) et logiques (logiciels).

Comment obtenir les informations de secteurs de disque

Windows

Les informations de structure de disque comme les secteurs, clusters ou unités d'allocation sont souvent masquées sur Windows.
La plupart des outils de partitionnement de disque ne montrent pas l'information directement même si on peut les obtenir depuis les propriétés.

L'utilitaire fsutil vous donne ces données de secteurs, clusters :

fsutil fsinfo ntfsinfo c:
  • Pour obtenir la taille des secteurs, il faut alors utiliser la commande fsutil de cette manière :
fsutil fsinfo sectorInfo C:
fsutil afficher le nombre de secteurs et clusters de disque en ligne de commandes

Plus de détails sur l'utilisation de la commande CMD fsutil :

Certains logiciels de partitionnement et de gestion de disques donnent aussi ces informations.
Par exemple, ci-dessous avec DiskGenius :

DiskGenius donne des informations de structure de disque (blocs, clusters, secteurs, etc)

Mais aussi EaseUS Partition Master qui donne les informations de secteurs de disque par un clic droit et propriétés :

EaseUS Partition Master afficher les informations de structure de disque (blocs, clusters, secteurs, etc)

L'onglet infos NTFS renvoit la taille des clusters.

EaseUS Partition Master afficher les informations de structure de disque (blocs, clusters, secteurs, etc)

Linux

Les utilitaires de disque tels que fdisk, cfdisk, parted donnent aussi ce type d'informations.
Par exemple avec fdisk :

fdisk -l
fdisk sur Linux donne le nombre de secteurs de disque

L'information de structure de disque est aussi stockée dans le noyau Linux que l'on peut interroger de cette manière pour le disque sda :

cat /sys/block/sda/queue/physical_block_size
4096
cat /sys/block/sda/queue/logical_block_size
512

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