硬盘4K对齐是啥意思？具体该怎么做？

Posted 2023-04-08

　　一、“4K对齐”，是使用SSD固态硬盘的必做功课

　　1、由于SSD硬盘的读写机制特性，写入数据时，是以8个扇区（4096KB）为一基本存储单元。写满后继续下一个4K区块写操作；

　　2、若SSD硬盘没有4K对齐处理，数据写入会4K“超界”，读取数据时会在超界处，二次往复读取，读取数据时间增加，降低了读写效率。

　　二、SSD硬盘对齐处理方法

　　1、新盘直接用Win7及以上版本操作系统的“磁盘管理”工具，格式化操作即会自动4K对齐。也可用DiskGenius工具，在分区时，按4KB整倍数设置扇区参数；

　　2、已安装了系统的SSD硬盘，可使用不破坏系统数据的4K对齐工具软件处理。如Alignment Tool 见下图示；

　　

　　3、下载安装后，打开界面，电脑中硬盘一目了然，选中SSD盘，将黄色盘符前的小方框选中，点按底部“Align Patitions" 按钮，即可执行对齐操作任务；

　　4、若处理的SSD盘符，显示为“粉红” 色，表示该盘不能对齐处理，并会给出提示通知用户。这个软件解决不了的，那也只有做备份后，重新分区格式化4K对齐了。

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。 参考技术B

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”。

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的倍数就是4K对齐。

怎么知道硬盘是否已经4K对齐？

使用AS SSD Benchmark （PS：此软件需要Microsoft .NET Framework 2.0支持）可以查看分区是否4K对齐（如果有XXXX K-OK字样则说明该分区已经对齐，如果是XXXX K-BAD字样则说明该分区没有对齐；要求所有分区对齐才是真的对齐。）

参考技术C

一、“4K对齐”，是使用SSD固态硬盘的必做功课

1、由于SSD硬盘的读写机制特性，写入数据时，是以8个扇区（4096KB）为一基本存储单元。写满后继续下一个4K区块写操作；

2、若SSD硬盘没有4K对齐处理，数据写入会4K“超界”，读取数据时会在超界处，二次往复读取，读取数据时间增加，降低了读写效率。

二、SSD硬盘对齐处理方法

1、新盘直接用Win7及以上版本操作系统的“磁盘管理”工具，格式化操作即会自动4K对齐。也可用DiskGenius工具，在分区时，按4KB整倍数设置扇区参数；

2、已安装了系统的SSD硬盘，可使用不破坏系统数据的4K对齐工具软件处理。如Alignment Tool 见下图示；

3、下载安装后，打开界面，电脑中硬盘一目了然，选中SSD盘，将黄色盘符前的小方框选中，点按底部“Align Patitions" 按钮，即可执行对齐操作任务；

4、若处理的SSD盘符，显示为“粉红” 色，表示该盘不能对齐处理，并会给出提示通知用户。这个软件解决不了的，那也只有做备份后，重新分区格式化4K对齐了。

参考技术D 4K对齐？什么是4K对齐跟谁对齐？4K对齐是硬盘物理磁道1磁道就63个扇区，1个扇区512B、一簇最低是4096B，63个扇区共32256B不能被4096B整除，所以物理磁盘上读取1簇的数据的时候，磁盘磁头要再往下跨越1个扇区，这样速度就慢了。所以在0磁道63扇区后补齐几个空扇区来补齐，就4K为1簇全部对齐了。就算你把硬盘格式化重新分簇8K为1簇刚好是4K的2倍，还是没有跨越下一个扇区。16K以此类推还是一样。所以没有必要8K对齐。你说的8K对齐是格式分区是的说法，这样跟物理硬盘磁道没有直接关系。这样8K、16K、32K为1簇的只是减小了硬盘分辨率，对系统存取速度还是有提升的，但是远远没有4K对齐有意义。
对硬盘用diskgen重新分区，分区格式化的时候选择4096对齐选项，然后装系统就好了。

固态硬盘怎么4K对齐 三种固态硬盘4K对齐方法

在win7及以上系统下对SSD进行初始化，建立分区，这样4K自动对齐。
用win7及以上系统安装盘对SSD进行安装时新建或重新建立分区再安装系统，这样也是4K对齐的，不过在系统盘前面会有1个或多个隐藏分区。
或者用系统下或winpe下的DiskGenius对SSD建立分区，如下操作后也是4K对齐的。

如果安装完系统，SSD没有4K对齐，可以在系统下安装分区助手，对包括系统盘分区及其他分区进行无损对齐，不过系统分区需要重新启动电脑该软件在DOS下操作，不破坏系统和文件。 参考技术A 用win7或以上的安装盘创建分区，4k是对齐的，或者用diskgen来分区，创建时选4096的偏移值就可以了。