4K對齊

4K對齊

高級硬盤使用技術
所謂“4K對齊”就是符合“4K扇區”定義格式化過的硬盤,并且按照“4K 扇區”的規則寫入數據。那麼如果有“4K 對齊”一說必然就有“4K 對不齊”。[1]“4K”對不齊是因為在NTFS6.x以前的規範中,數據的寫入點正好會介于在兩個4K扇區的之間,也就是說即使是寫入最小量的數據,也會使用到兩個4K扇區,顯然這樣對寫入速度和讀取速度都會造成很大的影響。為此對于“4K不對齊”的情況來說,一定要修改成“4K對齊”才行,否則對于固态硬盤來說,不但會極大的降低數據寫入和讀取速度,還會造成固态硬盤不必要的寫入次數。
    中文名: 外文名: 所屬學科: 英文名:4K Alignment 适用設備:計算機硬盤 使用技術:高級格式化 方 法:格式化分區 扇區/簇大小:4096個字節 名稱:4K對齊

定義

4K對齊相關聯的是一個叫做“高級格式化”的分區技術。高級格式化”是國際硬盤設備與材料協會為新型數據結構格式所采用的名稱。

随着時代發展,硬盤容量不斷擴展,使得之前定義的每個扇區512字節不再是那麼的合理,于是将每個扇區512字節改為每個扇區4096 個字節,也就是現在常說的“4K扇區”。随着NTFS成為了标準的硬盤文件系統,其文件系統的默認分配單元大小(簇)也是4096字節,為了使簇與扇區相對應,即使物理硬盤分區與計算機使用的邏輯分區對齊,保證硬盤讀寫效率,所以就有了“4K對齊”的概念。

傳統硬盤的每個扇區固定是512字節,新标準的"4K扇區"的硬盤,硬盤廠商為了保證與操作系統兼容性,也将扇區模拟成512B扇區,這時就會有4K扇區和4K簇不對齊的情況發生。所以就要用“4K對齊"的方式,将硬盤模拟扇區對齊成“4k扇區”。“4K對齊”就是将硬盤扇區對齊到8的整數倍個模拟扇區,即512B*8=4096B,4096字節即是4K。用win7系統對硬盤分區格式化時,默認是将硬盤扇區對齊到2048個扇區的整數倍,即512B*2048=1048576B=1024KB,即1M對齊,并滿足4K對齊,該值隻要是4096B的整數倍就是4K對齊。

原理

當前電腦傳統機械硬盤的每個扇區一般大小為512字節;當使用某一文件系統将硬盤格式化時,文件系統會将硬盤扇區、磁道與柱面統計整理并定義一個簇為多少扇區方便快速存儲。

例如:現時windows中常見使用的NTFS文件系統,默認定義為4096字節大小為一個簇,但NTFS分區因為其引導區占用了一個磁道共63個扇區,真正的文件系統在63号扇區之後,那麼依照計算得出前63個扇區大小為:512Bx63=32256B

并按照默認簇大小得出63扇區為多少個簇:32256B÷4096B=7.875

即為每個簇都會跨越兩個物理單元,占據第一個單元的組後512字節和第二個單元的前3584字節。這樣文件系統在讀寫某個簇的時候,硬盤需要讀寫兩個物理單元,這會降低讀寫速度,并縮短使用壽命。現時一般使用一些硬盤分區軟件在主引導記錄的63個扇區後作犧牲地空出數個扇區以對齊文件系統的4096B每簇,以避免過多的讀寫操作,提升讀寫速度、延長使用壽命。

方法

如果在Windows7及以上版本的系統中,使用系統自帶工具進行分區,那麼其格式化後的分區默認就會是“4K對齊”(2048字節)的分區,用戶無需再做任何設置了。如果是依然在使用XP操作系統的話,那麼要做到“4K對齊”就需要依賴于第三方工具了。

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