硬盘4k对齐

Posted 2023-04-08

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了硬盘4k对齐相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

4k对齐对于普通家用电脑的硬盘性能有影响吗？

参考技术A 什么是"4K对齐”　　相关联的是一个叫做“高级格式化”的分区技术
　　首先先来了解一下什么是叫做“4K 对齐”。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 没对齐严重后果
　　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。
　　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。
如何做到4K 对齐?
　　最后再来说说如何做到“4K 对齐”。如果在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”。
　　用DiskGenius分区软件快速分区对齐
　　ssd分区和对齐方法：
　　重新进入WINPE系统，运行DiskGenius，删除SSD原分区，然后点击“新建分区”。
　　选择“主磁盘分区”，文件系统类型为“NTFS”，新分区大小为30000MB（这只是我电脑上的我准备分的大小，这个数据根据个人需求你自行考虑），然后点击“详细参数”。
　　可以看到起始柱面，磁头为1，扇区为1。
　　现在将磁头改为32，扇区改为33，注意下面的“起始扇区号”变成了2048。
　　再在左边将“对齐到下列扇区数的整数倍”勾选，并且将“扇区数”改为“2048”，点击“确定”。
　　这样C盘就分好了，将剩下的30G空间按上面的方法，选择为“扩展磁盘分区”，“文件系统类型”为NTFS，其它都不要动哦，直接点“确定”，扩展分区建好后，分区就完成了，都完成后点“保存更改”，然后等着完成，这个过程就结束了。
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!
4K扇区对齐
　　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。
　　如图：4K簇，分配单元大小：4096字节。

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，也就是这个过程发生了“读取-修改-写入”三个过程，明显费时又费事。在这个过程下读取连续的簇是不受影响的，而当数据存储不连续的时候也受一定的影响。追问

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SSD硬盘的4K对齐

4K对应4096

硬盘模式：

一、让SSD运行在AHCI模式下：

AHCI，全称Advanced Host Controller Interface,即高级主机控制器接口，相比老旧的“IDE“ 虚拟模式更适合SSD SATA存储设备通信协议。AHCI与IDE模式下，SSD的性能差距百分比在65%左右。所以建议SSD硬盘在AHCI模式运行。

通过AS SSD Benchmark的软件。没有打开AHCI时，软件界面左上角会出现“pciide-BAD”类似的警示字眼。，开则是“OK”。

二、硬盘三种不同的模式简介：

1、RAID模式可以通过硬件控制台来开启NCQ，但不支持TRIM。
2、IDE模式则是固定成绩，支持TRIM，开机启动快，不支持多通道优化。
3、AHCI模式则可以理解成为，硬件条件全部充分利用时的状态。驱动正确的情况下可以支持TRIM，支持NCQ。

三、切换磁盘模式后可能会遇到的问题：

修改硬盘运行模式后，可能会导致系统开机蓝屏。IDE切换到AHCI需要先安装AHCI驱动，否则开机蓝屏。AHCI切换到IDE则可以正常使用。

四、从IDE模式修改到AHCI的方法：

1、点击【windows】键+【R】，进入运行对话框。
2、输入【Regedit】进入注册表。
3、选择路径【HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Services/msahci】。
4、把【start】值改为【0】，默认是【3】，直接重启电脑，在【BIOS】中开启【AHCI】模式，正常进入系统。

4K对齐：

一、4K对齐检测及性能比较：

4K不对齐的情况下，AS SSD Benchmark软件的左上角同样会提示“BAD”的警示字眼。

4K对齐与非4K对齐下，SSD的性能差距百分比在53%左右。

二、4K对齐的原理和传统机械硬盘的原理：

机械硬盘的读写操作一直是以扇区为单位，以前每个扇区的尺寸都是512字节，直到近年来，大容量的机械硬盘的扇区尺寸提高至4096字节（我们所说的4KB），而电脑文件系统（FAT、NTFS等），一直都习惯以512字节的扇区单位来操作硬盘。

而SSD的读写操作不同机械硬盘，SSD读写的最小单位叫“页”(常见尺寸为4KB，实际视具体颗粒而定)，闪存颗粒不允许像机械硬盘一样覆盖写入。因此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（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，在SSD上，这样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。

三、4K对齐的方法：

1、使用Win7/Win8/win10系统的用户，只要使用原版系统引导安装，安装时使用系统自带分区工具进行分区就会自行对齐，不需要用户干预。

2、使用像"DiskGenius"第三方分区软件进行手动指定扇区位置，分区时选择“对齐到下列扇区的整数倍”扇区数选择8或者以上，网上建议选择2048，这就是Win7分区使用的值，实际对齐大小就是1024K。但是经过测试选择4096的速度会快很多。所以我默认选择4096。需要注意的是，XP不支持4096。