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磁盤分區(qū)的4K對齊問題

發(fā)布日期:2018-05-08 10:48:46 【關(guān)閉】
摘要:磁盤分區(qū)的4K對齊問題

1、什么是4K對齊?

4k對齊是硬盤分區(qū)中的一個(gè)專業(yè)術(shù)語,4K對齊就是符合4K扇區(qū)定義格式化過的硬盤,并且按照4K扇區(qū)的規(guī)則寫入數(shù)據(jù)。一般來說,在給固態(tài)硬盤進(jìn)行分區(qū)的時(shí)候,一定要勾選上4K對齊,否則會(huì)影響到SSD固態(tài)硬盤的性能與壽命。

通俗的說,如果SSD不進(jìn)行4K對齊,寫入數(shù)據(jù)的寫入點(diǎn)正好會(huì)介于兩個(gè)4K扇區(qū)的之間,也就是說即使是寫入最小量的數(shù)據(jù),也會(huì)使用到兩個(gè)4K扇區(qū),這樣會(huì)造成跨區(qū)讀寫,讀寫次數(shù)放大,從而影響磁盤性能。此外SSD的壽命也是大家比較關(guān)心的,經(jīng)??鐓^(qū)讀寫的SSD最終能用多久也可想而知了。

早期的硬盤一個(gè)扇區(qū)的大小是512個(gè)字節(jié),后來隨之磁盤容量的不斷增加和讀寫效率提升的要求,國際硬盤協(xié)會(huì)制定了全新標(biāo)準(zhǔn),將每個(gè)扇區(qū)的大小調(diào)整為4096個(gè)字節(jié),也就是4KB,這種扇區(qū)又叫4K扇區(qū)。4K對齊指的就是對磁盤分區(qū)時(shí),讓分區(qū)的起始扇區(qū)位于某一個(gè)4K扇區(qū)的起始位置。

2、為什么會(huì)有4K不對齊?

當(dāng)硬盤扇區(qū)改成4K扇區(qū)之后,為了兼容以前的標(biāo)準(zhǔn),為了方便技術(shù)人員的固有思維,為了保證靠扇區(qū)識別的舊的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件不會(huì)出錯(cuò),廠商把一個(gè)4K扇區(qū)虛擬成8個(gè)512B扇區(qū),以便和以前的單位統(tǒng)一。這樣一來,從這8個(gè)扇區(qū)中的第一個(gè)扇區(qū)開始的分區(qū),就是4K對齊了的,從其他7個(gè)扇區(qū)開始的分區(qū),就是4K沒有對齊的。

3、什么是簇和簇大???

windows為了提高數(shù)據(jù)讀寫速度,對分區(qū)空間進(jìn)行了按簇劃分,對于大于2GB的NTFS格式的分區(qū)來說,windows默認(rèn)的簇大小是4096字節(jié),也就是以4KB作為一個(gè)單位,所有的文件都是對簇獨(dú)占的,比如說一個(gè)10KB的文件,放在簇大小為4K的分區(qū)里,就會(huì)占掉3個(gè)簇,所以實(shí)際占用空間為12KB,如果一個(gè)文件夾里有100個(gè)10KB的文件,他們的實(shí)際大小是1000KB,但是占用空間卻是1200KB。但是如果把這些文件放到簇大小為8K的分區(qū)里,每個(gè)10KB的文件就會(huì)占用2個(gè)簇,也就是16KB,100個(gè)文件實(shí)際大小仍是1000KB,但占用空間卻是1600KB。

4、簇大小有什么影響?

通過上一問,我們已經(jīng)看出,簇大小較小時(shí)空間利用率較高,較大時(shí)會(huì)浪費(fèi)更多空間,那么為什么不把簇分的更小一些呢?這是因?yàn)閣indows在讀取數(shù)據(jù)時(shí)是以簇為單位進(jìn)行檢索的,識別到空白的簇會(huì)直接跳過,如果簇大小為8K,識別1MB就是128個(gè)簇,如果簇大小為4K,同樣識別1MB就是256個(gè)簇,如此一來就會(huì)在空白的簇上浪費(fèi)掉更多的時(shí)間。也就是說,簇越小,空間利用率越高,但讀取速度也就越慢;反之,簇越大,空間利用率就越低,但讀取速度也就越快。NTFS大分區(qū)的windows默認(rèn)的簇大小一般是4KB。

5、簇大小和4K對齊有什么關(guān)系?

windows讀寫是按簇,磁盤讀寫則是按扇區(qū),如果一個(gè)分區(qū)的起始扇區(qū)為一個(gè)4K扇區(qū)的第2個(gè)虛擬扇區(qū),也就是4K沒有對齊,那么對于簇大小為4K的分區(qū),每一個(gè)簇都會(huì)被割裂在兩個(gè)不同的4K扇區(qū)里,那么當(dāng)windows操作一個(gè)完整的4K簇的文件時(shí),磁頭就要對兩個(gè)4K扇區(qū)進(jìn)行操作,當(dāng)存在大量4K左右小文件的時(shí)候,操作速度就會(huì)較低。而正確的4K對齊就會(huì)提升讀寫速度,尤其是小文件的讀寫速度。

6、固態(tài)硬盤為什么要4K對齊?

上面我們說了機(jī)械硬盤的4K對齊原理,那么固態(tài)硬盤眾所周知并無扇區(qū)的概念,為什么也要4K對齊呢?因?yàn)楣虘B(tài)硬盤所使用的NAND顆粒的最小單位是頁,頁的大小一般也是4KB,所以固態(tài)硬盤的頁,等同于機(jī)械硬盤的扇區(qū)。而且由于閃存顆粒的特性所致,4K對齊對其速度影響遠(yuǎn)大于機(jī)械硬盤,所以對于固態(tài)硬盤,我們更應(yīng)該進(jìn)行4K對齊。

7、XP系統(tǒng)進(jìn)行4K對齊速度會(huì)有提升嗎?

XP誕生的年代,尚未有4K扇區(qū)的概念,但是目前很多新硬盤包括固態(tài)硬盤也仍在使用XP系統(tǒng),這類硬盤如果進(jìn)行4K對齊后安裝XP系統(tǒng),速度也會(huì)有相應(yīng)提升。

8、XP進(jìn)行4K對齊之后系統(tǒng)無法引導(dǎo)怎么辦?

很多人都遇到過在對硬盤進(jìn)行4K對齊后安裝XP系統(tǒng)出現(xiàn)系統(tǒng)無法引導(dǎo),表現(xiàn)為提示找不到啟動(dòng)設(shè)備、引導(dǎo)階段顯示一個(gè)短橫線或小寫字母j等等不同癥狀,一般出現(xiàn)在配置較老的電腦上。針對這種情況,本人建議,2010年以前的硬盤可以不用進(jìn)行4K對齊,那時(shí)候的硬盤基本上沒有4K大扇區(qū),對齊沒有實(shí)際意義。2010年以后的硬盤,如果安裝在較早的主板(AM3/775及以前的平臺(tái))上,有很大幾率出現(xiàn)這種問題,可以嘗試修復(fù)分區(qū)表和系統(tǒng)引導(dǎo),如果仍不能奏效,可以退而求其次,將系統(tǒng)分區(qū)以外的其他分區(qū)進(jìn)行4K對齊,而系統(tǒng)分區(qū)則只好放棄4K對齊。

9、U盤、存儲(chǔ)卡要不要進(jìn)行4K對齊?

U盤、存儲(chǔ)卡和固態(tài)硬盤一樣應(yīng)用閃存顆粒的,所以除了早期的一些小頁顆粒產(chǎn)品外,U盤、存儲(chǔ)卡進(jìn)行4K對齊也會(huì)有不錯(cuò)的效果。

10、4K對齊選多少合適?

4K對齊是指對齊分區(qū)起始點(diǎn)到4K扇區(qū),而一個(gè)4K扇區(qū)的大小是8個(gè)虛擬扇區(qū)(512B*8),所以,只要對齊到8個(gè)扇區(qū)的整倍數(shù),都屬于4K對齊,目前常見的對齊值有8扇區(qū)、2048扇區(qū)、4096扇區(qū)等,其中8扇區(qū)(4KB)是4K對齊的最小單位,2048扇區(qū)(1MB)是win7系統(tǒng)自帶的分區(qū)工具的默認(rèn)值,而win10系統(tǒng)自帶的分區(qū)工具默認(rèn)的對齊值則是4096扇區(qū)(2MB)。

有人誤認(rèn)為4K對齊是指的對齊到4K個(gè)扇區(qū),這是不對的,所以我們也沒有必要非得選擇4096扇區(qū),最好按照windows默認(rèn)的對齊值,即win7選2048扇區(qū),win10選4096扇區(qū)。似乎有人測試過,win7系統(tǒng)下,對齊到2048扇區(qū)效果最好,本人并未實(shí)測,只是建議。至于XP系統(tǒng),如果需要對齊的話,根據(jù)本人經(jīng)驗(yàn),可以嘗試對齊到2048扇區(qū)或者8扇區(qū)。

11、常用4K對齊分區(qū)工具

Paragon Alignment Tool;

DiskGenius;

傲梅分區(qū)助手

以上工具請自行上網(wǎng)下載。



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