為什么電腦硬盤需要4K對(duì)齊

為什么電腦硬盤需要4K對(duì)齊

4K高級(jí)格式化帶來了近幾年**次機(jī)械硬盤的性能衰減，但滿足了機(jī)械硬盤廠商降低成本提升容量的需要。

通過將原本512字節(jié)大小的扇區(qū)合并成4096字節(jié)，共用一個(gè)稍大的ECC糾錯(cuò)以及Sync同步區(qū)域，變相提升了硬盤上能利用的有效容量。

而對(duì)于固態(tài)硬盤來說，從一開始它就使用了4K扇區(qū)，也就是說需要在分區(qū)時(shí)進(jìn)行4K對(duì)齊，不然就會(huì)影響性能發(fā)揮，并降低使用壽命。

以東芝TR200為例，固態(tài)硬盤發(fā)展到3D閃存時(shí)代，但閃存的結(jié)構(gòu)依然決定了它最適宜的讀寫單位是4KB。

另一方面，為了兼容性的考慮，即便是**的Windows 10操作系統(tǒng)依然默認(rèn)一個(gè)硬盤扇區(qū)大小為512字節(jié)。通過HDTune等軟件識(shí)別，包括固態(tài)硬盤與使用高級(jí)格式化特性的機(jī)械硬盤在內(nèi)，它們的扇區(qū)大小依然被視為512字節(jié)。

雖然操作系統(tǒng)一次讀取512字節(jié)，但讀取到的其實(shí)只是真實(shí)4K扇區(qū)的一部分。

但如果硬盤分區(qū)時(shí)沒有4K對(duì)齊，操作系統(tǒng)認(rèn)為的一個(gè)512字節(jié)扇區(qū)很可能就橫跨了兩個(gè)實(shí)際上的4K扇區(qū)，一次讀取變成了兩次。更惡劣的情況出現(xiàn)在寫入過程中，原本一次性寫入可能會(huì)變成兩次讀?。ㄗx取被橫跨的兩個(gè)4K扇區(qū)）-修改數(shù)據(jù)-兩次寫入（分別把兩個(gè)相鄰4K扇區(qū)內(nèi)容寫回）。當(dāng)初4K高級(jí)格式化機(jī)械硬盤用起來容易卡就是這個(gè)原因。

而固態(tài)硬盤之所以要用4K扇區(qū)則是閃存工作方式的必然。在固態(tài)硬盤閃存顆粒當(dāng)中，最小的可讀寫單位是Page閃存頁(yè)，它的大小最小4KB，當(dāng)前甚至已經(jīng)發(fā)展到16KB。閃存中并不存在512字節(jié)的獨(dú)立存儲(chǔ)單元，也就沒辦法像過去機(jī)械硬盤那樣支持512字節(jié)扇區(qū)。

固態(tài)硬盤固件的研發(fā)工程師使用模擬方式讓固態(tài)硬盤能夠被識(shí)別為512扇區(qū)，但實(shí)際使用中依然是處理4KB隨機(jī)讀寫的效率**，所以固態(tài)硬盤也需要4K對(duì)齊。

如果因?yàn)槭褂肎HOST安裝操作系統(tǒng)等原因，造成了4K不對(duì)齊的情況，在發(fā)現(xiàn)之后應(yīng)該盡快手動(dòng)對(duì)齊修正。

固態(tài)硬盤為什么要4k對(duì)齊

固態(tài)硬盤的讀寫操作與機(jī)械硬盤不同，固態(tài)硬盤讀寫的最小單位叫“頁(yè)”，最常見的尺寸是4K，因?yàn)楣虘B(tài)硬盤是以閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)的，所以不能像機(jī)械硬盤那樣覆蓋寫入。所以每次要寫入新數(shù)據(jù)，就必須先把原有的數(shù)據(jù)擦除，而擦除的最小單位叫“塊”，塊大于頁(yè)，一個(gè)塊是由很多頁(yè)組成的。

4K對(duì)齊影響的就是硬盤的4K存取速度，能夠幫助SSD發(fā)揮**性能。

硬盤4K對(duì)齊是什么意思

一、“4K對(duì)齊”，是使用SSD固態(tài)硬盤的必做功課
1、由于SSD硬盤的讀寫機(jī)制特性，寫入數(shù)據(jù)時(shí)，是以8個(gè)扇區(qū)（4096KB）為一基本存儲(chǔ)單元。寫滿后繼續(xù)下一個(gè)4K區(qū)塊寫操作;
2、若SSD硬盤沒有4K對(duì)齊處理，數(shù)據(jù)寫入會(huì)4K“超界”，讀取數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)在超界處，二次往復(fù)讀取，讀取數(shù)據(jù)時(shí)間增加，降低了讀寫效率。

二、SSD硬盤對(duì)齊處理方法
1、新盤直接用Win7及以上版本操作系統(tǒng)的“磁盤管理”工具，格式化操作即會(huì)自動(dòng)4K對(duì)齊。

也可用DiskGenius工具，在分區(qū)時(shí)，按4KB整倍數(shù)設(shè)置扇區(qū)參數(shù);
2、已安裝了系統(tǒng)的SSD硬盤，可使用不破壞系統(tǒng)數(shù)據(jù)的4K對(duì)齊工具軟件處理。如Alignment Tool 見下圖示;

3、下載安裝后，打開界面，電腦中硬盤一目了然，選中SSD盤，將**盤符前的小方框選中，點(diǎn)按底部“Align Patitions\” 按鈕，即可執(zhí)行對(duì)齊操作任務(wù);
4、若處理的SSD盤符，顯示為百科“粉紅” 色，表示該盤不能對(duì)齊處理，并會(huì)給出提示通知用戶。這個(gè)軟件解決不了的，那也只有做備份后，重新分區(qū)格式化4K對(duì)齊了。