Você fez uma análise muito profunda dos formatos de disco, tanto do MBR quanto do GPT, e parece que você atingiu um problema que era impensado nesses padrões, a de um formato que é independente do tamanho do setor lógico.
O problema é que o disco USB tem tamanho de setor interno de 4K, mas pretende diferentes tamanhos de setor (lógico e físico) de acordo com a porta à qual está conectado. Na prática, também pretende diferentes configurações de cilindro / setor, embora esse mapeamento seja pelo menos consistente.
A alteração desse comportamento exigirá:
- Alterações no firmware do disco
- Alterando o protocolo usado na porta, significando alterações no driver de disco usado para o disco USB
Ambas as opções me parecem impossíveis de fazer você mesmo. Eu não encontrei no Western Digital site quaisquer atualizações de firmware para o seu disco, e eu não procurei melhores drivers de disco (em parte porque eu não sei exatamente o que procurar, mas mesmo se soubesse que não seria muito otimista).
A mesma pergunta foi feita no post seguinte, datado de junho de 2012,
Como eu forçaria o Debian a usar o tamanho do setor físico em um disco rígido?
Esta é a resposta aceita desanimadora (que cita um artigo de julho de 2011):
According to an interview with a Western Digital representative published on http://www.techarp.com/showarticle.aspx?artno=734 there is no option to disable 512e emulation on current Advanced Format drives.
[...] will Western Digital offer firmware upgrades that would convert current Advanced Format drives running in emulation mode, to the native format?
Unfortunately, no. Current Advanced Format drives cannot be converted to run in the native format through a firmware upgrade
Espero que alguém encontre uma resposta melhor, mas minha própria resposta tende a ser negativa. Eu não aconselho tentar fabricar um formato GPT / MBR não padrão, não se você deseja manter seus dados seguros.