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

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.

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.

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)

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 Disque	Secteurs Physiques	Secteurs Logiques
Ancien disque	512 octet	512 octet
Advanced Format 512e	4096 octet	512 octet
Advanced Format 4 Ko	4096 octet	4096 octet

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.

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

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 :

• Il faut plus de temps pour exécuter un programme ou lire des données, ou le logiciel cesse de répondre fréquemment. En effet, les PC ralentissent ou se figent lorsque le disque dur endommagé est connecté.
• Le disque devient inaccessible et passe en RAW. Lorsque vous essayez d'y accéder, vous recevez des messages d'erreur tels que "L'emplacement n'est pas disponible. Lecteur: \ n'est pas accessible".Des messages d'erreur CRC ou Erreur de données (contrôle de redondance cyclique) s'affichent
• Le disque dur fait des bruits étranges lorsque l'ordinateur démarre ou que vous essayez d'accéder aux données de ce disque. Lorsque vous souhaitez effectuer un formatage rapide sur l'appareil, le formatage échoue avec le message d'erreur «Windows n'a pas pu terminer le formatage».
• Windows continue d'afficher un message indiquant «Windows a détecté un problème de disque dur» et suggérant de sauvegarder les données
• Windows ralentit, plante et affiche des écrans bleus et BSOD
• Les informations S.M.A.R.T indique le disque dur est en panne, le disque est susceptible d'avoir des secteurs défectueux
• Erreur 0x80070570 sur disque dur externe ou clé USB
• Disque dur non initialisé et Erreur E/S
• Erreur 0x8007025D ou 0x80070570 à l’installation de Windows 10

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 :

• Ouvrez un invite de commandes en administrateur
• Puis saisissez la commande suivante afin d'afficher les informations générales sur le système de fichiers

fsutil fsinfo ntfsinfo c:

• Pour obtenir la taille des secteurs, il faut alors utiliser la commande fsutil de cette manière :

fsutil fsinfo sectorInfo C:

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 :

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

L'onglet infos NTFS renvoit la taille des clusters.

Linux

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

fdisk -l

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

Liens

• Réparer les secteurs défectueux sur un disque dur
• Convertir des bits, octets, kilo-octets, Mega-octets, Giga-octets, Gbps, Mpbs
• Formatage de disque, formatage rapide, formatage bas niveau
• chkdsk : réparer les erreurs de disque

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