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4K对齐是什么?如何检查是否已正确对齐?

  对于使用固态硬盘 SSD 的用户来讲,开启 AHCI、4K对齐是必要的,否则可能无法发挥 SSD 的最大性能。一直在讲,却一直没去主动学习和理解4K对齐到底是什么意思。

4K对齐是什么

  “4K对齐”就是符合“4K扇区”定义格式化过的硬盘,并且按照“4K扇区”的规则写入数据。随着时代的发展,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。

  当在一些特殊情况下格式化的系统(如用ghost11.5以下版本),会默认定义为4096字节大小为一个簇,但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。

  这样在4K不对齐的情况下,写入再小的数据也会涉及两个扇区的操作,在固态硬盘中这个问题就比较严重了:SSD读写的最小单位叫“页(Pages)”,在有数据的地方要写入新数据,就需要先进行擦除操作,而擦除的最小单位是块(Block,每个块都由很多个页组成)。

  传统的分区偏移尺寸一直是从磁盘的第63个扇区(63X512B=31.5KB)开始,因此第一个用户数据的前4KB,都肯定是存放在系统“逻辑扇区”的31.5KB~35.5KB之间的。在SSD上,这就会导致所有数据都横跨在2个页之间,从上面SSD的特性可以知道,这种情况必然导致SSD的性能受到严重影响(特别是随机性能),因为每次的写入操作在SSD上都变成了“读—擦—写”操作。在4K不对齐的情况下,硬盘写入速度差不多要降低一半。

检查4K对齐情况

  软件 AS SSD Benchmark 在左上角会显示4K对齐情况。如果显示为1024K-OK(前面数字为1024的倍数都可以)表示4K已经对齐。DiskGenius 在4.6以后版本专门提供了选项进行检测:单击菜单“工具→分区4KB扇区对齐检测”,就会显示检测结果。

4K对齐

  如何对齐4K:如果是新硬盘,使用Windows 7及以上系统安装时对硬盘进行分区,这样分出来的区都是4K对齐的,使用DiskGenius分区时默认也会选中4K对齐。对于已经安装好系统或不能重新分区的硬盘来说,可以使用Paragon Alignment Tool来进行无损4K对齐。如果分区中数据比较多,对齐的过程是比较漫长的,100G数据可能要将近1小时。

  除了4K对齐,就硬件方面来说,原生SATA3.0接口下固态硬盘才能充分发挥出它的性能。在操作系统方面,要确保使用支持Trim指令打开,也就是要使用Windows 7及以上系统。如果不得已必须要用Windows XP,可以看厂商有没有提供相应的优化软件,否则硬盘会越用越慢,严重影响硬盘的速度。

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    • 生产日期:2019年8月13日 - 9时39分27秒