4K对齐是一种高级硬盘使用技术,用特定方式将文件系统格式与硬盘的电磁物理结构进行搭配,以提高硬盘寿命并提高使用硬盘空间的效率。
在磁盘发展早期,每扇区为 512 字节(512B)比较适合当时硬盘的储存结构。但随着单盘容量的增加,储存密度的上升会明显降低磁头读取磁盘的信噪比。
虽然可以用 ECC 校验保证数据可靠性,但消耗的空间会抵消储存密度上升带来的多余空间。所以提出了以 4KB (512B x 8 = 4KB)为一个扇区为主的改变。
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固态硬盘对齐的后果
扇区(page)为磁盘写入的最小单位,如果卡在2个扇区(page)之间,写入的时候就需要进行读-改写操作(对SSD来说读-擦-写),造成固态硬盘不必要的写入次数,导致性能的下降,严重影响SSD读写性能及使用寿命。
但是,并不是所有的SSD不4K对齐都会对性能产生严重影响,这个主要还给看主控和厂家对SSD的优化。
参考资料来源:百度百科-4K对齐
“电脑磁盘分区对齐”即“磁盘分区4K对齐”,意思是对磁盘分区时,让分区的起始扇区位于某一个4K扇区的起始位置。
早期的硬盘一个扇区的大小是512个字节,后来随之磁盘容量的不断增加和读写效率提升的要求,国际硬盘协会制定了全新标准,将每个扇区的大小调整为4096个字节,也就是4KB,这种扇区又叫4K扇区。4K对齐指的就是对磁盘分区时,让分区的起始扇区位于某一个4K扇区的起始位置。
当硬盘扇区改成4K扇区后,为了兼容以前标准,为方便技术人员的固有思维,为保证靠扇区识别的旧操作系统和应用软件不会出个4K扇区,以便和以前的单位统一。
这样一来,从这8个扇区中的第一个扇区开始的分区,就是4K对齐了的,从其他7个扇区开始的分区,就是4K没有对齐的。
4K对齐是指对齐分区起始点到4K扇区,而一个4K扇区的大小是8个虚拟扇区(512B*8),所以,只要对齐到8个扇区的整倍数,都属于4K对齐。
目前常见的对齐值有8扇区、2048扇区、4096扇区等,其中8扇区(4KB)是4K对齐的最小单位,2048扇区(1MB)是win7系统自带的分区工具的默认值,而win10系统自带的分区工具默认的对齐值则是4096扇区(2MB)。
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硬盘分区知识:
自从2007年Vista操作系统推出以后,各大硬件厂商对于硬件开发速度明显加快,其中对于硬盘的速度和容量,从最早的5400转,160G容量,提升到现在的7200转甚至万转机械盘,容量也先后出现上TB级别的。单硬盘都出现4Tb容量。
由于磁盘容量越来越大,传统的MBR分区表(主引导记录)已经不能满足大容量磁盘的需求。传统的MBR分区表只能识别磁盘前面的2.2TB左右的空间,对于后面的多余空间只能浪费掉了,而对于单盘4TB的磁盘,只能利用一半的容量。因此,才有了GPT(全局唯一标识分区表)。
除此以外,MBR分区表只能支持4个主分区或者3主分区+1扩展分区(包含随意数目的逻辑分区),而GPT在Windows下面可以支持多达128个主分区。
MBR分区表:
在传统硬盘分区模式中,引导扇区是每个分区(Partition)的第一扇区,而主引导扇区是硬盘的第一扇区。它由三个部分组成,主引导记录MBR、硬盘分区表DPT和硬盘有效标志。
在总共512字节的主引导扇区里MBR占446个字节,第二部分是Partition table区(分区表),即DPT,占64个字节,硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。第三部分是magic number,占2个字节,固定为55AA。
GPT分区表:
GPT的分区信息是在分区中,而不象MBR一样在主引导扇区,为保护GPT不受MBR类磁盘管理软件的危害,GPT在主引导扇区建立了一个保护分区(Protective MBR)的MBR分区表(此分区并不必要)。
这种分区的类型标识为0xEE,这个保护分区的大小在Windows下为128MB,Mac OS X下为200MB,在Window磁盘管理器里名为GPT保护分区,可让MBR类磁盘管理软件把GPT看成一个未知格式的分区,而不是错误地当成一个未分区的磁盘。
参考资料来源:百度百科-磁盘分区