Hay dos formas diferentes de acceder a una ubicación dentro de una unidad, una es el esquema CHS y la otra es el esquema LBA.
CHS significa Cilindro, Cabezal, Sector y es el método de nivel más bajo para determinar dónde leer o escribir desde la unidad. Le dice que use el cilindro x, la cabeza y y el sector z y que lea o escriba el contenido de esa ubicación hacia o desde una dirección en la memoria (un búfer). Se deriva de los componentes físicos reales de un disco duro (tradicional, óxido giratorio), donde tiene cilindros físicos y cabezales de lectura. El sector es la unidad direccionable más pequeña y tradicionalmente se fijó en 512 bytes.
LBA es un direccionamiento de bytes lógico en el que la unidad lee y escribe en una dirección de sector por su desplazamiento, por ejemplo, lee el sector 123837 en el disco o escribe esto en el sector 123734 en el disco (comenzando desde cero).
¿El problema? Cada uno de estos valores tiene un alcance limitado. De hecho, debido a cuán severamente limitado era CHS, LBA tuvo que ser introducido. Para CHS, los valores posibles para C (el cilindro) son 1023, mientras que H (cabezas) puede ser 255 como máximo, y S (sector) solo puede subir hasta 63, lo que significa que puede tener como máximo 1024 cilindros x 255 cabezas x 64 sectores x 512 bytes mapeados en formato CHS tradicional, ¡lo que le da un total de menos de 8 GiB! Con CHS, ¡simplemente no es posible acceder a un disco de más de 8 GiB!
Por lo tanto, LBA se introdujo con un límite de 32 bits que le proporciona un límite de 2 ^ 32 x 512 bytes o 2 TiB en el tamaño del disco: esta es la razón por la que un disco MBR no puede exceder 2TiB porque usa CHS y LBA para especificar tamaños de partición, y ninguno puede admite cualquier cosa por encima de 2TiB.
Se han introducido nuevas y mejores opciones, como el esquema de particionamiento GPT que extiende LBA a 64 bits, lo que le brinda muchísimo más de lo que necesitará en 2 ^ 64 x 512 bytes, pero hay una trampa: mucho legado el hardware y los sistemas operativos heredados y las implementaciones de BIOS heredadas y los controladores heredados no son compatibles con UEFI o GPT, y a muchas personas les gustaría tener algo que se pueda actualizar más fácilmente para superar el límite de 2TiB sin tener que reescribir toda la pila desde cero Y, por fin, alcanzamos el tamaño del sector 4096.
Ver, a lo largo de todas las limitaciones discutidas anteriormente, una cosa ha sido una suposición fija: el tamaño del sector. Desde el primer día, ha sido de 512 bytes y se ha mantenido así desde entonces. Pero recientemente, los fabricantes de discos duros se dieron cuenta de que existe la oportunidad de hacer algo de magia: tome el CHS tradicional o LBA de 32 bits y simplemente reemplace el tamaño del sector con 4096 (4k) en lugar de 512 bytes. Cuando un sistema operativo dice "dame el segundo sector en el disco" al solicitar LBA 1 (porque LBA 0 es el primero), no le vamos a dar los bytes 512 - 1023 sino los bytes 4096 - 8191.
De repente, nuestro límite de 2TiB se actualiza a 2 ^ 32 x 4096 bytes, o 16 TiB, sin tener que deshacerse de MBR, cambiar a UEFI o GPT, ¡ni nada!
El único inconveniente es que si el sistema operativo no es consciente de que se trata de un disco mágico que utiliza 4096 sectores en lugar de sectores de 512 bytes, habrá una falta de coincidencia. Cada vez que el sistema operativo diga "oye, tú, disco, escríbeme estos 512 bytes para compensar xxx", el disco usará hasta 4096 bytes para almacenar estos 512 bytes (el resto son ceros o datos basura, suponiendo que no termines con un desbordamiento de memoria) porque no se comunican en bytes, se comunican en sectores.
Por lo tanto, los BIOS ahora (a veces) incluyen una opción que le permite especificar manualmente que se debe usar un tamaño de sector de 512 bytes en lugar del tamaño de sector de 4096 bytes nativo que usan los discos más nuevos, con la advertencia de que no puede usarlo para acceder a más de 2TiB del disco en un sistema MBR, tal como era en los "buenos viejos tiempos". ¡Pero los sistemas operativos modernos que son conscientes de 4k pueden aprovechar todo esto para usar esta magia para leer y escribir en fragmentos de 4096 bytes y voilà!
(Una ventaja adicional es que las cosas son mucho más rápidas porque si estás leyendo y escribiendo 4096 bytes a la vez, son menos operaciones para leer o escribir, digamos, 4GiB de datos).
