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标题: 使用固态（SSD）硬盘的坛友可进来看看 [打印本页]

作者: sdtazxf 时间: 2015-5-25 13:01
标题: 使用固态（SSD）硬盘的坛友可进来看看
本帖最后由 sdtazxf 于 2015-5-26 08:36 编辑

                                       关于固态硬盘SSD的4K对齐
（以下是原文照搬）

   4K对齐是什么？以前为什么没听过？说到4K对齐，我大概看了一下有关朋友的解释，还是不够完善，那我简单说一下硬盘的4K对齐到底是什么！

   我先说一下什么是簇！对于不是十万个为什么的爱好者的可以暂时不看这段？

   最开始从WIN98一直到WIN XP，都是机械硬盘的天下，容量有限。而且绝大多数机械硬盘默认扇区都是512K大小。分区的时候有一个东西叫做物理存储单元，俗称簇。分区的时候可以指定这个大小。这个簇不是硬盘的物理结构，而是使用方法。

   这个簇很有意思，一个簇只能容纳一个文件，但是一个簇可以包含多个扇区，当时流行小簇，因为小簇不“浪费”磁盘。

   打个比方，比如我的簇是10K，文件是25K，我需要保存这个文件需要占用3个簇；那如果簇是5K，那么我想保存该数据，需要使用5个磁盘扇区单元。显得磁盘利用率更高。

   那这么看来，是不是簇越小越好呢？不是！因为一个簇是一个磁盘最小的管理存储单元，如果一个文件读了4个单元和400个单元，你觉得哪个更快呢？而且目前大容量硬盘已经不在乎那几K了，簇这个东西没必要太小。

画外音1：文件越小越多，越浪费存储空间啊？原来是这样……
画外音2：大也不合适，小也不合适，咱不懂。就用微软默认的，不懂的就默认，没错！
画外音3：我懂了，大文件用大簇，小文件分区用小簇
画外音4：楼上的我懂这个！我存储了某岛国的爱情文艺动作片，单文件很大，适合大簇分区。高效且快速！

正题来了，什么是4K？

   我先恶补一下：绝大多数的机械硬盘默认是512字节的扇区，采用的是DRAM作为存储介质；而机械硬盘，无论是SLC颗粒还是MLC颗粒，都属于NAND闪存存储单元。这种硬盘的扇区是4K，这就是4K的由来！

   由于win98和win xp大多数采用FAT格式。这种格式具备32位、16位磁盘格式相互兼容所以被大多数朋友采纳作为系统盘。但是到了Vista时代，已经不需要16位的DOS了，所以全部采用了纯32位的NTFS格式，NTFS格式也升级到了第五代。其实XP时代就有NTFS，虽然这种格式性能更高更安全，但是兼容性差，所以一直不作为系统分区，一般作为存储分区。

   NTFS格式有一个特性，那就是起始簇的位置！NTFS分区起始位置不是从0开始，而是从LBA63开始，就是第六十三个扇区开始开始存储。而且NFTS默认认为扇区是512字节大小，而不是智能调节到第六十三个扇区。

   这样问题就来了，63个扇区×512字节=31.5K，也就是说，磁盘的前31.5K是不能被使用的。使用机械硬盘就算了，使用固态硬盘，存储第一个字，也需要占用31.5K-35.5K之间的磁盘扇区。最过分的是这样子排列下去，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。而且这样排列，只要到了那个能被4K整除的位置就100%占用了2个扇区，哪怕只写一个字。固态硬盘无论是MLC还是SLC，都是有写入读取次数的，这样极大的损伤了性能和寿命。而且，增加了读取次数。这个时候无论簇是多大，都会造成性能和空间的浪费。所以这个问题就叫做4K！

画外音1：哦我明白了，那就是说大家一起吃饭的时候，如果一个勺子和碗一样大，第一个碗里头的好吃的被谁咬了一口，以后每勺想在这个碗里头舀满了，必须要在第二个碗舀一下。无论谁想舀满一勺，都得舀2次！太麻烦了！
画外音2：我也懂了，一个车的体积是一个人的2.5倍，五个人俩车坐不下就这道理！
画外音3：是啊是啊，车可以随便改，人不能随便拆。只要能被4K整除就一定不浪费
画外音4：谁说5个人俩车坐不下？咱吃点亏，你俩人去另一辆车，我媳妇有了算俩人，刚刚好！

关于4K需要对齐，我的硬盘需要吗？

   4K对齐磁盘必须格式化，这种格式化被叫做Advanced Format（高级格式化）。所有固态硬盘，和标注Advanced Format的机械硬盘都需要对齐。因为他们都是4K扇区

下载软件：AS SSD Benchmark可以查询是否对齐。

   左上角的字体什么意思？第一行产品型号，第二行是否正确开启AHCI，第三行是起始位置，就是是否对齐！看到了么？31K-bad，这正是采用了LBA63分区导致的固态硬盘没有对齐，测试总分为725.

而如果起始位置是1024K，那么4K是对齐的，全部OK，测试成绩是934.

画外音1：我就是固态硬盘，用的XP格式化，肯定没对齐
画外音2：我是支持高级格式化的机械硬盘，没对齐
画外音3：我2种硬盘都有，和楼上2位对的很齐
画外音4：发现固态硬盘都是2.5寸，机械硬盘是3.5寸，不可能对齐啊

如何4K对齐？

   到了Vista时代,NTFS规范已经到了第六代，NTFS格式的起始簇的扇区位置是2M，就是2048K位置，这样无疑是不会造成浪费的，因为可以被4K整除。到了Win7的时代，NTFS格式起始簇的扇区位置是1M，就是1024K的位置，无疑也是可以被4K整除的，不会浪费。这个情况叫做4K对齐。

   需要注意到是，不是说你是WIN7系统就一定不会浪费。因为你的磁盘可能是在NTFS第五代以前的操作中完成的格式化。只要在VISTA,WIN7系统中使用的系统自带的格式化，一定是不会浪费的。我可以负责人的说，绝大多数人的硬盘4K根本没有对齐，因为都不是在系统中完成的，也不是用原版win7光盘进行格式化并分区系统盘的。

   目前4K对齐主要用于固态硬盘，因为大多数的机械硬盘都是512字节扇区。不过新出的机械硬盘也是4K扇区，也是需要对齐的。都需要高级格式化。

画外音1：俺懂了，俺一会回去把俺的系统重做了，硬盘全删了，用光盘自带的分区来分区做系统呀！
画外音2：楼上的你懂个屁！光盘自带的分区只分一个系统盘出来就行了，其他的分区用自带工具就可以。
画外音3：我相信除了这个还有别的办法！楼上俩土捶！
画外音4：俺不懂这个，官人我要 … …

作者: lixinfu 时间: 2015-5-25 13:08
呵呵，系统还得是安装版的哦。那狗版的不行哈。

作者: 茅草 时间: 2015-5-25 14:20
懂比不懂好，看看比不看好尽管没看懂，谢谢楼主。

作者: duanxb 时间: 2015-5-25 16:32
谢谢楼主。

作者: syfyxnc 时间: 2015-5-25 17:33
看了一遍，有点懂了，谢谢。

作者: sdtazxf 时间: 2015-5-25 18:53

lixinfu 发表于 2015-5-25 13:08
呵呵，系统还得是安装版的哦。那狗版的不行哈。

经多人测试，G版的同样可以。只是4K问题解决即可。

作者: 龙蛇 时间: 2015-5-25 19:15
懂比不懂好，看看比不看好尽管没看懂，谢谢楼主。

作者: 壮哥 时间: 2015-5-25 21:32
谢谢圣诞大师分享，还没使用SSD,关注下！

作者: 壮哥 时间: 2015-5-25 21:32

sdtazxf 发表于 2015-5-25 18:53
经多人测试，G版的同样可以。只是4K问题解决即可。

哦，现在知道了！

作者: hubeipj1975 时间: 2015-5-25 22:57
假如不解决4K对齐，有什么坏处吗？是浪费一点资源，还是浪费很多资源啊？

作者: sdtazxf 时间: 2015-5-26 05:00
本帖最后由 sdtazxf 于 2015-5-26 09:22 编辑

hubeipj1975 发表于 2015-5-25 22:57
假如不解决4K对齐，有什么坏处吗？是浪费一点资源，还是浪费很多资源啊？

一是浪费资源，二是影响硬盘速度。最重要的是多余读写次数过多，影响ssd的使用寿命。

作者: 410820 时间: 2015-5-26 05:39
谢谢楼主提供分享

作者: chenfuhe54 时间: 2015-5-26 07:21
谢谢老师，学知识了。

作者: 何舟 时间: 2015-5-26 08:30
谢谢老师分享精品固态硬盘知识！

作者: 友情参与 时间: 2015-5-26 09:04
谢谢先生提供分享！

作者: 徐徐清风 时间: 2015-5-26 14:43
学习了！感谢提供分享！

作者: 719766117 时间: 2015-5-26 18:24
谢谢圣诞大师分享

作者: 习之乐 时间: 2015-5-26 21:03
谢谢大师分享！

作者: yipingzi 时间: 2015-5-27 07:07

hubeipj1975 发表于 2015-5-25 22:57
假如不解决4K对齐，有什么坏处吗？是浪费一点资源，还是浪费很多资源啊？

貌似会影响速度，不能发挥SSD的特性。

作者: ygh1898 时间: 2016-10-16 23:39
谢谢老师分享

作者: 蓝邮凰摄影 时间: 2016-10-17 08:21
看看比不看好尽管没看懂，谢谢楼主。