什么硬盘才需分区对齐？如何操作

Posted 2020-08-27 Alex_Blog

固态硬盘(Solid State Drives)，简称固盘，固态硬盘(Solid State Drive)用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也完全与普通硬盘一致。被广泛应用于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空、导航设备等领域。

 

现在的硬盘需要分区对齐,高级格式化的硬盘以及SSD不进行4K对齐，读写性能会受明显影响，不然性能低下，包括U盘、SSD都是这样。
如果你的硬盘是2009年甚至更早购买的，不存在此问题。从09年12月厂商开始出货4k高级格式化的硬盘，如果不确定，建议对齐。
不对齐有时候不会感觉到什么。对于西数的个别盘子，不对齐一开始未发现任何不良，使用一段时间后当温度过高会出现明明没有什么读写操作，但是硬盘处于百分百活动状态，以至于正常的读写非常慢，而重启用mhdd扫描未发现任何不良，并且系统启动速度正常，欢迎界面开始变慢并且磁碟指示灯长亮，重装亦然，冷却后再开机可正常一段时间，最后将c盘对齐，问题解决。
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。这是主要鉴于随着时代发展，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。
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。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。随着硬盘容量已经攀升，1TB甚至更高容量硬盘的普及，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。
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。 编辑本段对齐方法 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分区，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[2] 运行DiskGenius，如下图所示，在左侧，选中新硬盘，可以看到，上方显示的是空闲的灰色条，右键点击这个灰色条，选择建立新分区  
第一步分区类型有两种，如果是装系统的分区，必须选主磁盘分区，分区大小选择你想要的大小，重点是，对齐勾选“到下列扇区数的整数倍”，然后在下面的扇区数选择4096，然后确定  
第二步可以重复上面的操作，分出多个分区，比如我分了2个区，已经分好了，下面就是点击左上角的保存更改，在弹出的询问是否格式化的窗口中，选择是，即可分区完毕，并完成4K对齐  
第三步[3] SSD分区和对齐方法：重新进入WindowsPE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”，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。(此法害人，有数据的硬盘这么改会分区出错，PM修正的话全是坏盘。) 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。其他的分区软件，如国产的分区助手等等，都可以类似的实现此功能。 编辑本段实现对齐 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，虽然受限于4K的读取性能，但对于写入来说，4K对齐对于性能也有一定提升，虽然没有固态硬盘那样提升那么大，但还是有的，所以对于普通机械硬盘的用户来说，“4K”对齐也一样重要。而如果是固态硬盘用户的话，“4K”就一定要对齐了! 编辑本段4K扇区 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。  
编辑本段不对齐的情况 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。