固态硬盘使用之4K对齐.docx

4K对齐是什么其实“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。这是主要鉴于目前的硬盘容量不断扩展，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”。其实每扇区512个字节的定义起源于电脑发展的初期，因此在那时将硬盘容量切分成每块512个字节是平衡与文件管理和存储之间的。而现在主流硬盘容量已经攀升到1TB甚至更高，再用老标准去管理现超大容量的硬盘不但显得繁琐，而且降低效率，因此提升单个扇区的容量就势在必行了。4K 不对齐，后果很严重在了解了“4K扇区”这个定义后，就很容易理解什么是叫做“4K 对齐”了。所谓“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。那么如果有“4K 对齐”一说必然就有“4K 对不齐”。为什么会有“4K”对不齐呢?这是因为在NTFS6.x 以前的规范中，数据的写入点正好会介于在两个4K 扇区的之间，也就是说即使是写入最小量的数据，也会使用到两个4K扇区，显然这样对写入速度和读取速度都会造成很大的影响。为此对于“4K不对齐”的情况来说，一定要修改成“4K 对齐”才行，否则对于固态硬盘来说，不但会极大的降低数据写入和读取速度，还会造成固态硬盘不必要的写入次数。由于早期存储硬盘一直是机械硬盘的天下，而且当时的文件都相对较小，绝大多数机械硬盘默认扇区都是512字节大小。而固态硬盘的出现则改变了以往簇的大小，无论采用的是SLC颗粒还是MLC颗粒的固态硬盘都属于NAND闪存存储单元，这种固态硬盘的扇区是4K，这就是4K的由来！从Windows 98到后来的Windows XP、Windows 7，NTFS一直是标准的文件系统方式，虽然这种格式性能更高更安全，但是兼容性差，一般作为存储分区。NTFS有一个特性就是分区起始位置并不是从0开始，而是从LBA63开始，简单来说就是从第63个扇区才开始存储。而且NFTS默认扇区是512字节大小，而不是智能调节到第六十三个扇区。512字节63个扇区=31.5K，也就是说，磁盘的前31.5K是不能使用的。在机械硬盘中这并不是一个大问题，但是当用固态硬盘，这个问题就来了，即使存储一个字，也需要占用31.5K-35.5K之间的磁盘扇区。更不能容忍的是如果这样下去，恰好每到一个扇区的4K位置，就会造成一个数据存2个扇区的情况。而且这样下去只要到能被4K整除的位置就100%占用2个扇区，哪怕仅一个字。固态硬盘目前最大的问题就是寿命问题，无论是MLC还是SLC，都有写入读取次数限制的，这样极大损伤了性能和寿命。而且增加了读取次数，无论簇是多大，都会造成性能和空间的浪费。所以这个问题也就叫做4K对齐问题！上图（本文第一幅图）这里如果是显示OK的话，那么4K就是对齐了;如果是显示BAD那么就表示4K没有对齐。所有的硬盘都需要4K对齐吗？总体来说，所有的固态硬盘和上面有Advanced Format标注的机械硬盘都需要对齐，因为他们都是采用的4K扇区。这样的硬盘都需要格式化，这种格式化叫dvanced Format。那么如何检测我们的电脑是否已经4K对齐了呢？其实很简单，我们只需要借助一下AS SSD Benchmark软件即可查询是硬盘是否4K对齐。没有对齐从上图中的左上角我们可以看出产品的型号为PLEXTOR PX-128M3，第二行表示的是是否正确开启AHCI，第三行表示的是硬盘是否对齐。从第三行我们可以看到此款硬盘显示为31-bad，说明并没有对齐，此时测试得分为725。对齐当我们看到起始位置是1024K，那么就是4K对齐的，测试成绩为934。通过软件测试4K对齐前和对齐后的测试结果，我们可以看出硬盘的性能提升了将近30%。如何做到4K 对齐?Windows7下，使用系统自带工具进行格式化，那么其格式化后的分区默认就会是“4K对齐”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。比如说使用“DiskGenius”这款软件可以手动在“对齐到下列扇区的整数倍”扇区数选择8或者以上就可以实现“4K对齐”。Windows 7或更高级的Windows 版本安装系统的时候，我们可以对系统自带的分区来实现4K对齐。而安装好系统的Windows 7或高级版本，可以用系统自带的格式化工具对分区进行格式化来实现4K对齐，如下图，在对分区格式化的时候我们可以选择簇的大小来实现4K对齐。Windows 自带对齐如果没有对齐的高级机械硬盘，我们队分区的格式化只是对分区实现的4K对齐，并不是对整个硬盘实现了4K对齐。建议如果没有重要的信息，还是对整个硬盘进行格式化，在重装操作系统。如果是固态硬盘，最好是不用分区。用命令提示符来搞定在Windows安装页面出来的时候我们可以使用命令提示符工具来实现4K对齐的目的。1.首先，我们在命令提示符的页面输入diskpart来到系统自带的分区工具。2.接着输入list disk，来显示硬盘的列表。3.选择你需要分区的硬盘，输入select disk。命令提示符4.固态硬盘不建议分区，直接输入create partition primary或者CRE PAR PRI5.接着输入CRE PAR PRI align=1024 size=1000000，align代表的意思就说哦2014字节起始，100000K字节一个分区。6.接着输入ACTIVE激活，再输入FORMAT FS就能够快速格式化。XP下选择“2048”实现4K对齐了当然就“4K对齐”而言，并不是所有用户都有必要纠结的。毕竟要将一块“4K不对齐”的硬盘变成“4K对齐”还是需要那么一点点技术和承担少许数据丢失风险的。因此建议如果是将硬盘作为仓库盘而非系统盘的话，“4K”是否对齐并不重要，同时对于普通机械硬盘用户来说，受限于4K的读取性能，“4K”是否对齐也并不是那么重要。而如果是固态硬盘用户的话，“4K”就一定要对齐了!借助Disk Genius软件来实现4K对齐如果用户觉的上面两种方法太过繁琐，那么这里提供给大家一个相对比较简单的方法，就是借助Disk Genius软件。1.我们可以利用Disk Genius软件直接建立分区。如果你一块硬盘分了多个区，那么每建一个分区，都要按照下面的方法操作一次！否则就会出现第一个分区对齐了，但是其它分区没对齐的现象。Disk Genius2.系统盘要选择主分区，类型NTFS，务必把选择扇区数对齐的勾打上。如果已经分区了，用Paragon Alignment Tool软件进行无损对齐1、Paragon Alignment Tool软件本身自带一个自动检查硬盘有没有误区，如有，就应该不容许用者进入执行Alignment程序。而且能够将硬盘上的坏区辨别出来，对其分隔并封闭（不再用） 或修复。Paragon Alignment Tool2.在上图中我们可以看到左侧是你的硬盘，而右侧，则是硬盘的说明，显示绿色，则是硬盘已经对齐4K；黄色则代表可以对齐4K但未对齐；粉红色则代表不支持高级格式化，一般是普通的机械硬盘。我们需要选择黄色未对齐的硬盘，勾选上，然后点下面的Align Partitons，之后会需要我们需要点击Restart Align自动重启。3.重启系统后，会跳转到DOS下进行4K对齐，当然在这个过程中我们的电脑不要断电，否则很可能会导致硬盘损坏！总结：以上四种情况我们可以根据不同的需求进行操作，当然这四个方法也有一定的危险，如果我们要进行4K对齐，要对电脑中的资料进行备份，以免造成不必要的损失。1.如果是新买的硬盘，那么装系统的时候就用系统自带的光盘分区进行4K对齐。2.如果你的硬盘已经分区，那么就用Paragon Alignment Tool进行无损的4K对齐，当然这个在对齐的时候一定不要断电或停止操作，否则数据就会丢失。3.如果你对电脑操作不是很熟练，那么还是使用软件工具进行对齐，或者请高手帮忙，以免造成数据的丢失。4K扇区对齐到底是和什么对齐。磁盘分区后都要格式化成某个文件系统，如ntfs，fat32，ext4等等。Windows的文件系统储存文件时是按簇存储的，而ntfs的簇大小默认是4K，而4K扇区对齐就是指硬盘的4K扇区与的4K簇一一对应。为什么会出现不对齐的情况?因为之前的系统或者分区软件并没有考虑这个情况，都是以512字节扇区磁盘的第64个扇区为第一个分区的起始位置，而这个位置在4K扇区的磁盘上表现的正好是第八个扇区的最后位置，就会造成如图的情况：如果通过系统在4号位置存储数据的话，则需要修改1和2号位置，也就是存一个数据需要做原来的二倍工作。如果在5号位置存储数据，而同时2号位置前半段存储了数据，则需要先把数据搬出来，凑够4K才能存储在2号位置，