Размер кластера при форматировании

Рано или поздно на любом компьютере нужно выполнить такую процедуру, как форматирование диска. При этом, чтобы ее запустить, системе нужно ответить на вопрос, какой выставить размер кластера, что нередко ставит в тупик начинающих (и не только) пользователей ПК.

Как в компьютере хранятся данные

Чтобы понять, какой лучше выбирать оптимальный размер кластера диска, нужно рассмотреть его работу в целом. Если очень сильно все упростить, то можно образно представить память накопителя в виде комнаты, по стенам которой расположено множество пронумерованных маленьких ящичков.

Отдельно будет находиться каталог (карта диска), который нужен для того, чтобы система не пересматривала все «ящички», а сразу знала, например, что файл с определенной аудиозаписью находится в шкатулках с номерами от 45 до 62. Также может быть вариант, что при записи файла в память не нашлось пустых шкатулок, стоящих подряд, и компьютер записал файл в шкатулки от 45 до 50 и от 65 до 77.

Соответственно, это отображается в каталоге, и когда системе нужно достать файл для работы, она «смотрит» в карту диска и «достает» нужную запись из ящичков. Размер кластера при этом можно образно сравнивать с величиной шкатулки.

Здесь нужно принять во внимание тот факт, что компьютер не может в один ящик положить кусочки разных файлов, иначе будет путаница в каталоге. Соответственно, файл или его часть может занимать весь объем шкатулки, а может быть меньше. Из приведенного примера ясно, что объем одной шкатулки - это минимально возможная единица памяти, выделяемая для хранения кусочка файла, которую и называют «размер кластера».

Зачем выполнять форматирование

В первую очередь эта операция делается для полной очистки диска. Если его пространство занято множеством файлов, то при обычном их удалении система будет стирать их по очереди, что в некоторых случаях может повлиять на скорость выполнения всей процедуры в целом.

Если же выполнять форматирование, то не обязательно физически удалять данные из каждой ячейки отдельно – можно выбрать такой параметр, как «быстрая очистка оглавления». При этом способе стирается не содержимое диска в целом, а только записи из каталога. Системе будет дана команда воспринимать кластеры как не содержащие данных, соответственно, при записи нового файла старые данные будут просто замещены на новые. Это используют некоторые программы, восстанавливающие удаленные файлы – пока в кластеры не записано что-то новое, их бывшее содержимое еще можно извлечь.

Второй причиной, при которой и нужно решить вопрос, какой размер кластера при форматировании необходимо выбрать, будет изменение файловой системы.

Различия между разметками дисков

Если продолжить аналогию с комнатой, уставленной шкатулками, то будет понятно, что могут быть различные способы упорядочить данные в них, а также систематизировать записи в каталоге. Каждый из таких методов будет называться отдельной файловой системой, со своими преимуществами и недостатками.

Какая из них будет использоваться, зависит в первую очередь от операционной системы и того, как планируется использовать сам компьютер, и какой величины файлы будут храниться в его памяти.

Здесь нужно отметить, что понятие «кластер» относится к разметкам, созданным для ОС семейства Windows и некоторым Mac от Apple.

Файловая система FAT

Эта разметка жесткого диска использовалась в операционных системах DOS и ранних Windows, вплоть до версии XP. Именно при ней понятие «размер кластера» приняло значение минимального участка жесткого диска, которое может быть выделено под хранение данных.

Уточнение! Физически наименьшим участком диска с данными является сектор, объемом 512 Байт, которых в кластере, в зависимости от файловой системы и ОС, может содержаться от 1 до 128 штук. Соответственно, его величина может быть от 512 Байт до 64 Кбайт.

Сама FAT существует в трех версиях, которые отличаются между собой длиной записи номера кластера в каталоге. Это FAT 12, 16 и 32. Понятно, что чем длиннее может быть номер «шкатулки», тем большее их количество может «увидеть» ОС компьютера.

Недостатки и ограничения файловых систем FAT

Обратной стороной медали является то, что если этих ящичков будет больше, чем может «увидеть» система, то не все из них будут использованы, а только те, которым хватит номеров. Из-за этого большой жесткий диск может или совсем не отформатироваться в этой файловой системе, или показать меньший объем после операции.

Еще одним минусом является то, что если кластер занимает несколько секторов, то могут быть потери свободного места, ведь если он равен 32 Кбайт, и из них будет занят только 1 Килобайт, то остальные 31 останутся незанятыми.

Ограничения, если использовать минимальный и максимальный размер кластера при форматировании, будут следующие:

*Из-за особенностей ОС.

**Некоторые программы или ОС, поддерживающие FAT, теоретически способны читать кластеры более 32 Кб. В таких случаях граничным значением было бы 64 Кб и вдвое больший максимальный объем диска. Но потери места в таком случае достигали 50% и вопрос, какой размер кластера выбрать, был излишним – гораздо выгоднее разделить диск на 2 части и использовать «шкатулку» объемом не больше 32 Кб.

Файловая система NTFS

Создана на смену устаревшим версиям FAT, для поддержки дисков больших объемов и новых технологий, внедряемых в операционные системы. От предшественниц в первую очередь отличается возможным количеством кластеров, число которых может достигать 2⁴⁸. Это позволяет использовать NTFS на дисках объемом 16 Эксабайт (16 млн Терабайт), причем величина используемых файлов ограничена только емкостью носителя.

Если размер кластера при форматировании NTFS-разделов может быть выбран примерно, как и у предшественниц – от 512 Байт до 64 Кбайт, то возможности файловой системы для соблюдения безопасности на порядок выше. Ее записи могут соблюдать права доступа нескольких владельцев компьютера, есть возможность назначать квоты доступного места на диске, а кроме того, сами файлы защищены от сбоев, например, при отключении электроэнергии.

Так как эта файловая система далека от исчерпания своих ресурсов, то решать, какой размер кластера нужно выставить, еще долго придется на ее примере.

На что влияет величина кластера – как итог

Самая большая проблема, которую он может создать, – излишек неиспользуемого дискового пространства. Но только в том случае, если на диске очень много маленьких файлов. Для наглядности нужно представить, что есть накопитель объемом 1 Тб, он полностью занят различными файлами – видео, аудио и текстовыми документами, и каждый из файлов занимает лишний кластер (он или меньше, или больше – в любом случае остается неиспользуемое место).

По умолчанию размер кластера при форматировании выставляется 4 Кб. При этом если на диске имеется 100 тысяч текстовых документов, по 100 байт каждый, потери составят 460 мегабайт.

Важно! Нужно помнить, что чем больше размер кластера, тем меньше нагрузка на жесткий диск.

Из таблицы видно, что если на диске не планируется хранение большого количества мелких файлов, т. е. он предназначен для музыки и фильмов, то лучше всего выставлять максимальный размер кластера. В противном случае нужно выбирать между желанием сэкономить несколько сотен мегабайт и потенциально большей нагрузкой на привод носителя, а вдобавок задуматься, наберется ли на нем 100 тысяч мелких файлов.

Отдельное внимание нужно обратить на системный раздел диска, на котором установлена система. Если при ее установке том форматируется сторонними программами, позволяющими выбрать размер кластера, то нелишне вспомнить, что только в папке Windows содержится около 90 тыс. файлов, и еще около 50 тыс. - в папке пользователя… Поэтому тут лучше оставить золотую середину, предлагаемую системой.