La défragmentation : principe et logiciels

06 mars 2008 à 07h53
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Rappel sur le fonctionnement d'un disque dur


Comprendre la défragmentation, c'est avant toute chose comprendre ce qu'est un disque dur. Sans entrer dans des détails complexes, on peut résumer le fonctionnement d'un disque dur par la lecture et l'écriture d'informations sur des plateaux rotatifs. C'est un mécanisme très précis (la tête de lecture que vous pouvez voir sur l'image ci-dessous) qui modifie ou non le champ magnétique local afin d'écrire l'information binaire 0 ou 1. Celle-ci est contenue dans un bloc, ou cluster, qui est la plus petite unité du disque dur reconnue par le système d'exploitation. Un bloc est lui-même composé de secteurs, d'une taille de 512 octets. Le bloc pourra alors contenir, selon le système de fichiers utilisé, de 2 à 128 secteurs, correspondant à des blocs de 1 à 64 ko. Votre fichier sera donc écrit, selon sa taille, sur un certain nombre de blocs.

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La tête de lecture et d'écriture d'un disque dur qui rechercher les blocs qui contiennent votre fichier


Le système de fichiers, ou comment sont agencées vos données



Pour interpréter les différentes manipulations de l'utilisateur en actions « mécaniques », le système d'exploitation s'appuie sur le système de fichiers mis en place. Ainsi, Windows XP accepte les systèmes FAT (pour File Allocation Table, ou table d'allocation des fichiers), FAT16, FAT32 et NTFS (New Technology File System), tandis que Linux gère les Ext2, Ext3, ReiserFS, mais également les FAT16, FAT32 et parfois même le NTFS (avec le paquet NTFS-3G). Ces différentes structures possèdent un fonctionnement propre en ce qui concerne l'agencement et le classement des données. En revanche, tous permettent au système d'exploitation d'associer un fichier de l'explorateur aux différents blocs du disque dur qui forment ce fichier.

Quand survient la fragmentation...



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Au fur et à mesure de son utilisation, le disque dur est touché par un effet de « fragmentation » qui réduit ses performances originales. La fragmentation se traduit par le fait que les clusters occupés par les fichiers ne sont plus « classés » de façon continue sur le disque, mais sont éparpillés sur le disque, suite à plusieurs manipulations (suppressions et copies de fichiers, plantages intempestifs...).

Cet éparpillement oblige les têtes de lecture à se balader sur des pistes et des secteurs très variés et, parfois, très distants les uns des autres. Au contraire, lorsque les clusters propres à un fichier sont ordonnés de façon continue, les mouvements de la tête sont beaucoup plus rares et moins longs à effectuer.

Certains systèmes de fichiers montrent une plus grande susceptibilité à la fragmentation que d'autres. Le FAT, par exemple, se fragmente assez rapidement. Des systèmes de fichiers plus évolués, comme NTFS ou Ext2, résistent beaucoup plus à la fragmentation tant que l'espace disque libre reste suffisamment élevé. Le cas Linux est un peu à part, car la façon dont ce système d'exploitation agence les données est différente de ce qui existe sous Windows. Là où ce dernier va utiliser les premiers espaces vides, quitte à assigner un fichier à plusieurs blocs distants, Linux va trouver, parmi les espaces libres de votre disque dur, celui qui serait assez grand pour accueillir l'ensemble de votre fichier. Ce fonctionnement rend quasiment inexistant le phénomène de fragmentation, pour peu qu'il reste assez d'espace libre sur votre disque.

... il vous faut défragmenter !


Pour réorganiser les clusters d'un disque, on va donc utiliser un programme appelé « défragmenteur », qui va se charger de remettre ces morceaux de données éparpillées bout à bout et ainsi permettre d'améliorer les transferts et les recherches de données. Malheureusement, la défragmentation d'un disque prend bien souvent plusieurs heures, selon la taille de la partition, la vitesse du disque dur, l'espace libre restant et, bien sûr, le taux de fragmentation.

L'outil de défragmentation utilise des algorithmes plus ou moins complexes, afin de réordonner au mieux les fichiers sur le disque. Les morceaux de fichiers éparpillés sur le disque sont déplacés tour à tour dans l'espace disque disponible (non utilisé par des fichiers) de manière temporaire, puis replacés à un endroit adéquat. Cette défragmentation se fait ainsi d'autant plus facilement que l'espace disque disponible est important.

La question la plus fréquente : quand ?



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S'il est une question qui revient fréquemment lorsque l'on parle de défragmentation, c'est celle de la périodicité. Quand doit-on lancer une défragmentation ? Si votre disque fait davantage de bruit qu'à l'accoutumée (on dit qu'il gratte), c'est sans aucun doute un signe qui ne trompe pas. Un ralentissement notoire des performances de votre disque dur est également un indice fort. Évidemment, une utilisation intensive de votre ordinateur (nombreuses copies, suppressions ou déplacement de fichiers) impliquera un délai raccourci entre deux défragmentations. Sachez toutefois qu'une seule défragmentation par mois impliquera forcément une baisse des performances de votre disque dur, même pour une utilisation non intensive de son ordinateur. Autre remarque : une défragmentation n'endommage pas votre disque dur, et effectuer cette manipulation un fois par jour n'influera en rien sur la durée de vie de votre matériel, bien au contraire. Notez enfin que plusieurs des logiciels que nous allons vous présenter (Diskeeper, O&O Defrag, Ashampoo...) possèdent un module de défragmentation en continu, ce qui éloigne la question de la périodicité de la manœuvre de vos préoccupations.

Un mot enfin sur les risques et les gains de la défragmentation. Si les problèmes directement liés à la défragmentation n'existent quasiment plus, cette opération peut se révéler avoir des conséquences plutôt inattendues. En effet, un processus de récupération de données peut devenir très compliqué, voire impossible, après une défragmentation. Quant aux gains procurés par cette opération, ils sont à relativiser : elle ne va pas certainement pas décupler les performances de votre ordinateur. Tout au moins, elle lui permettra de s'approcher des performances qui étaient les siennes à ses débuts. Mais en ce qui concerne les manipulations de fichiers en règle générale, elle va permettre de retrouver un confort d'utilisation qui peut faire défaut en cas de taux de fragmentation élevé. Dernière précision pour ceux qui se poseraient la question de la défragmentation sur un système RAID 0 (voir cet article sur le RAID : Le RAID dans la pratique), qu'ils se rassurent : si les défragmenteurs s'occupent d'optimiser le placement des fichiers et des pointeurs qui leurs sont associés (pour tendre vers un pointeur par fichier, dans le meilleur des cas), c'est le contrôleur RAID qui va s'occuper de la distribution physique des fichiers. En d'autres termes, le logiciel ne verra qu'un seul disque à défragmenter, le contrôleur RAID se chargeant de répartir les fichiers défragmentés.
Modifié le 01/06/2018 à 15h36
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