4k對齊是什么意思 SSD固態(tài)硬盤4K對齊詳解

網(wǎng)上經(jīng)常能看到一些有關(guān)固態(tài)硬盤4K對齊的咨詢帖,詢問自己手里的SSD是否對齊,那么,4k對齊是什么意思?其實呢,要對固態(tài)硬盤4K對齊有所了解,就得先了解下面的這些知識。
SSD固態(tài)硬盤4K對齊詳解
什么是簇?
最開始從Win98一直到Win XP時代,都是傳統(tǒng)的機械硬盤(HDD)的天下,容量與性能相對有限。而且絕大多數(shù)機械硬盤默認扇區(qū)都是512K大小。分區(qū)的時候有一個東西叫做物理存儲單元,俗稱簇。分區(qū)的時候可以指定這個大小。這個簇不是硬盤的物理結(jié)構(gòu),而是使用方法。
這個簇很有意思,一個簇只能容納一個文件,但是一個簇可以包含多個扇區(qū),當時流行小簇,因為小簇不“浪費”磁盤。
打個比方,比如我的簇是10K,文件是25K,我需要保存這個文件需要占用3個簇;那如果簇是5K,那么我想保存該數(shù)據(jù),需要使用5個磁盤扇區(qū)單元,顯得磁盤利用率更高。
那這么看來,是不是簇越小越好呢?不是!因為一個簇是一個磁盤最小的管理存儲單元,如果一個文件讀了4個單元和400個單元,你覺得哪個更快呢?而且目前大容量硬盤已經(jīng)不在乎那幾K了,簇這個東西沒必要太小。
什么是4K?
絕大多數(shù)的機械硬盤默認是512字節(jié)的扇區(qū),采用的是DRAM作為存儲介質(zhì),而機械硬盤,無論是SLC顆粒還是MLC顆粒,都屬于NAND閃存存儲單元。這種硬盤的扇區(qū)是4K,這就是4K的由來!
由于Win98和Win xp大多數(shù)采用FAT格式。這種格式具備32位、16位磁盤格式相互兼容所以被大多數(shù)朋友采納作為系統(tǒng)盤。
但是到了Vista時代,已經(jīng)不需要16位的DOS了,所以全部采用了純32位的NTFS格式,NTFS格式也升級到了第五代。
其實XP時代就有NTFS,雖然這種格式性能更高更安全,但是兼容性差,所以一直不作為系統(tǒng)分區(qū),一般作為存儲分區(qū)。而NTFS格式有一個特性,那就是起始簇的位置!
NTFS分區(qū)起始位置不是從0開始,而是從LBA63開始,就是第六十三個扇區(qū)開始開始存儲。并且NFTS默認認為扇區(qū)是512字節(jié)大小,而不是智能調(diào)節(jié)到第六十三個扇區(qū)。這樣問題就來了,63個扇區(qū)×512字節(jié)=31.5K,也就是說,磁盤的前31.5K是不能被使用的。
使用機械硬盤就算了,使用固態(tài)硬盤,存儲第一個字,也需要占用31.5K-35.5K之間的磁盤扇區(qū)。最過分的是這樣子排列下去,恰好每到一個扇區(qū)的4K位置,就會造成一個數(shù)據(jù)存2個扇區(qū)的情況。而且這樣排列,只要到了那個能被4K整除的位置就100%占用了2個扇區(qū),哪怕只寫一個字。
固態(tài)硬盤無論是MLC還是SLC,都是有寫入讀取次數(shù)的,這樣極大的損傷了性能和壽命。而且,增加了讀取次數(shù)。這個時候無論簇是多大,都會造成性能和空間的浪費。所以這個問題就叫做4K!
4K對齊是什么意思?
硬盤分區(qū)的時候有一個東西叫做物理存儲單元,俗稱簇。分區(qū)的時候可以指定這個大小。這個簇不是硬盤的物理結(jié)構(gòu),而是使用方法。隨著時代發(fā)展,硬盤容量不斷擴展,使得之前定義的每個扇區(qū)512字節(jié)不再是那么的合理,于是將每個扇區(qū)512字節(jié)改為每個扇區(qū)4096 個字節(jié),也就是現(xiàn)在常說的“4K扇區(qū)”。
隨著NTFS成為了標準的硬盤文件系統(tǒng),其文件系統(tǒng)的默認分配單元大小(簇)也是4096字節(jié),為了使簇與扇區(qū)相對應(yīng),即使物理硬盤分區(qū)與計算機使用的邏輯分區(qū)對齊,保證硬盤讀寫效率,所以,有了“4K對齊”的概念。
傳統(tǒng)硬盤的每個扇區(qū)固定是512字節(jié),新標準的"4K扇區(qū)"的硬盤,硬盤廠商為了保證與操作系統(tǒng)兼容性,也將扇區(qū)模擬成512B扇區(qū),這時就會有4K扇區(qū)和4K簇不對齊的情況發(fā)生。所以就要用“4K對齊"的方式,將硬盤模擬扇區(qū)對齊成“4k扇區(qū)”。“4K對齊”就是將硬盤扇區(qū)對齊到8的整數(shù)倍個模擬扇區(qū),即512B*8=4096B,4096字節(jié)即是4K。所以只要是8的倍數(shù)都是4K對齊了。
4K對齊選扇區(qū)數(shù)多少適合? (DiskGenius扇區(qū)數(shù)是選8、2048還是4096?)
到了Vista時代,NTFS規(guī)范已經(jīng)到了第六代,NTFS格式的起始簇的扇區(qū)位置是2M,就是2048K位置,這樣無疑是不會造成浪費的,因為可以被4K整除。
到了win7的時代,NTFS格式起始簇的扇區(qū)位置是1M,就是1024K的位置,無疑也是可以被4K整除的,不會浪費。這個情況叫做4K對齊。
4K=4096字節(jié)。一般扇區(qū)大小是512字節(jié),4096/512=8扇區(qū)。所以如果要求4K對齊的話,選8個扇區(qū)就可以了。當然,任何8的整數(shù)倍的扇區(qū)個數(shù)都滿足4K對齊的要求。(如果選8,在ParagonAlignmentTool中顯示是不對齊的,但在AS SSD Benchmark中是顯示對齊。)
按Win7的2048扇區(qū)對齊足可以應(yīng)付當前99.99%的硬盤。
網(wǎng)上還有一種說法是64位4096扇區(qū),32位2048扇區(qū)。但我覺得不論是64位還是32位,一律用2048扇區(qū)會更好一些。因為win7時代,NTFS格式起始簇的扇區(qū)位置是1M,就是1024K的位置,2048扇區(qū),可以被4K整除的,不會浪費。另外按微軟的說法,只要1024的倍數(shù)都可以,所以一般選2048扇區(qū)即可。
目前流行的硬盤分區(qū)專業(yè),如DiskGenius,分區(qū)助手,它們默認的4K分區(qū)都是2048扇區(qū),也就是1024K。
下面我就以宇瞻AS710 SSD硬盤為例,展示一下真正的4K扇區(qū)對齊。
為了做測試方便,我這里選用的是宇瞻AS710 3.0 SSD移動硬盤,它是一款很特別的產(chǎn)品,既可以通過SATA3.0(6Gbps)接口當SSD硬盤用,又可以通過USB接口當USB3.0移動硬盤用。
產(chǎn)品使用的USB3.0接口為USB 3.0 Micro-B型接口,USB的主控為祥碩Asmedia asm1053。
這里為測試方便,直接使用USB接口。
DiskGenius軟件可以選擇8扇區(qū),如下圖所示。
在默認設(shè)置下,DiskGenius無法實現(xiàn)4K扇區(qū)對齊(注意此4K是指扇區(qū)8),最小只能實現(xiàn)32K對齊,即起始扇區(qū)64。
DiskGenius默認建立分區(qū)時,占用1+62個扇區(qū),即主引導(dǎo)扇區(qū)+保留扇區(qū)。4K對齊,就要將分區(qū)起始位置建立在默認的保留扇區(qū)里。
使用DiskGenius刪除所有分區(qū),然后建立新分區(qū)
對齊扇區(qū)數(shù):8,詳細參數(shù):起始柱面0,磁頭0,扇區(qū)9, 芯片無憂:4K對齊;AS SSD:4K-BAD
對齊扇區(qū)數(shù):16,詳細參數(shù):起始柱面0,磁頭0,扇區(qū)17, 芯片無憂:8K對齊;AS SSD:8K-BAD
對齊扇區(qū)數(shù):32,詳細參數(shù):起始柱面0,磁頭0,扇區(qū)33, 芯片無憂:16K對齊;AS SSD:16K-BAD
對齊扇區(qū)數(shù):64,詳細參數(shù):起始柱面0,磁頭1,扇區(qū)2, 芯片無憂:32K對齊;AS SSD:32K-BAD
對齊扇區(qū)數(shù):128,詳細參數(shù):起始柱面0,磁頭2,扇區(qū)3, 芯片無憂:64K對齊;AS SSD:64K-BAD
4K扇區(qū)對齊完成,使用AS SSD Benchmark軟件檢查,可以看到4k對齊為4K-OK。(提示,不要追求這個數(shù)值為4K,雖然好像看起來更加直觀,4K對齊,剛好顯示4K-OK,但這并沒有什么用。尤其是對于win7,win8這類操作系統(tǒng),就更沒有什么意義,更不會增加SSD的性能。所以最好還是按默認1024K-OK為最佳。)
芯片無憂軟件測出的,也是4KB扇區(qū)對齊。也就是說4K已對齊。
為什么說沒有什么用呢?請下面的實測數(shù)據(jù)。
不論是4K-OK,32K-OK,還是1024K-OK,它們的整體性能得分,基本上是一樣的,因時間問題,只能先做AS SSD Benchmark這款軟件的測試,還好它更加直觀一些。稍后再試試其它軟件的。
另外網(wǎng)上多數(shù)推薦1024K也就是2048扇區(qū)對齊,相信還是有它的道理的。
以上就是腳本之家小編為大家?guī)淼腟SD固態(tài)硬盤4K對齊的詳細內(nèi)容了,希望可以幫助到大家,大家如果還有疑問的話,可以在下方的評論框內(nèi)給我們留言哦。我們會盡自己所能的為大家解答。謝謝大家一如既往的支持,也請大家繼續(xù)關(guān)注腳本之家的后續(xù)教程和軟件。
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