定义
4K对齐相关联的是一个叫做“高级格式化”的分区技术。高级格式化”是国际硬盘设备与材料协会为新型数据结构格式所采用的名称。
随着时代发展,硬盘容量不断扩展,使得之前定义的每个扇区512字节不再是那么的合理,于是将每个扇区512字节改为每个扇区4096 个字节,也就是现在常说的“4K扇区”。随着NTFS成为了标准的硬盘文件系统,其文件系统的默认分配单元大小(簇)也是4096字节,为了使簇与扇区相对应,即使物理硬盘分区与计算机使用的逻辑分区对齐,保证硬盘读写效率,所以就有了“4K对齐”的概念。
传统硬盘的每个扇区固定是512字节,新标准的"4K扇区"的硬盘,硬盘厂商为了保证与操作系统兼容性,也将扇区模拟成512B扇区,这时就会有4K扇区和4K簇不对齐的情况发生。所以就要用“4K对齐"的方式,将硬盘模拟扇区对齐成“4k扇区”。“4K对齐”就是将硬盘扇区对齐到8的整数倍个模拟扇区,即512B*8=4096B,4096字节即是4K。用win7系统对硬盘分区格式化时,默认是将硬盘扇区对齐到2048个扇区的整数倍,即512B*2048=1048576B=1024KB,即1M对齐,并满足4K对齐,该值只要是4096B的整数倍就是4K对齐。
原理
当前电脑传统机械硬盘的每个扇区一般大小为512字节;当使用某一文件系统将硬盘格式化时,文件系统会将硬盘扇区、磁道与柱面统计整理并定义一个簇为多少扇区方便快速存储。
例如:现时windows中常见使用的NTFS文件系统,默认定义为4096字节大小为一个簇,但NTFS分区因为其引导区占用了一个磁道共63个扇区,真正的文件系统在63号扇区之后,那么依照计算得出前63个扇区大小为:512Bx63=32256B
并按照默认簇大小得出63扇区为多少个簇:32256B÷4096B=7.875
即为每个簇都会跨越两个物理单元,占据第一个单元的组后512字节和第二个单元的前3584字节。这样文件系统在读写某个簇的时候,硬盘需要读写两个物理单元,这会降低读写速度,并缩短使用寿命。现时一般使用一些硬盘分区软件在主引导记录的63个扇区后作牺牲地空出数个扇区以对齐文件系统的4096B每簇,以避免过多的读写操作,提升读写速度、延长使用寿命。
方法
如果在Windows7及以上版本的系统中,使用系统自带工具进行分区,那么其格式化后的分区默认就会是“4K对齐”(2048字节)的分区,用户无需再做任何设置了。如果是依然在使用XP操作系统的话,那么要做到“4K对齐”就需要依赖于第三方工具了。