4k對(duì)齊2048和4096區(qū)別

在之前的ssd歷史上比較全面的4k對(duì)齊教程中，很多粉絲朋友留言問(wèn)，什么是4k對(duì)齊，ssd 2048和4096的4k對(duì)齊有什么區(qū)別？因?yàn)?k比對(duì)會(huì)涉及很多關(guān)于硬盤(pán)的知識(shí)，小編會(huì)給大家一個(gè)通俗易懂的科普講解。

4k結(jié)盟意味著什么？

要全面了解固態(tài)硬盤(pán)的4k校準(zhǔn)，我們必須首先了解這些知識(shí)。

從windows 98到xp時(shí)代，是傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)(hdd)的天下。hdd的容量和性能相對(duì)有限，大部分機(jī)械硬盤(pán)默認(rèn)扇區(qū)是512k。分區(qū)的時(shí)候有個(gè)東西叫物理存儲(chǔ)單元，俗稱(chēng)集群，這個(gè)大小可以在分區(qū)的時(shí)候指定。這個(gè)簇不是硬盤(pán)的物理結(jié)構(gòu)，而是使用方法。

什么是簇？

這個(gè)集群非常有趣，1個(gè)簇只能容納1個(gè)文件，但是1個(gè)簇可以包含多個(gè)扇區(qū).小集群當(dāng)時(shí)很流行，因?yàn)樾〖簺](méi)有“浪費(fèi)”磁盤(pán)。

舉個(gè)例子：

比如我的集群是10k，文件是25 k，保存這個(gè)文件需要3個(gè)集群；如果集群是5k，則需要5個(gè)磁盤(pán)扇區(qū)單元來(lái)保存數(shù)據(jù)，這使得磁盤(pán)利用率更高。這就是當(dāng)時(shí)流行小集群的原因，因?yàn)樾〖翰](méi)有“浪費(fèi)”磁盤(pán)。

那么，簇是不是越小越好呢？

也不是！因?yàn)榧菏谴疟P(pán)中比較小的管理存儲(chǔ)單元，所以如果一個(gè)文件讀了4個(gè)單元和400個(gè)單元，你覺(jué)得哪個(gè)更快呢？"s目前的大容量硬盤(pán)并不關(guān)心那些k，所以集群沒(méi)有必要太小。

什么是4k？

目前絕大多數(shù)機(jī)械硬盤(pán)默認(rèn)為512字節(jié)扇區(qū)，存儲(chǔ)介質(zhì)為dram。slc顆粒和mlc顆粒都屬于nand閃存單元。這個(gè)硬盤(pán)的扇區(qū)是4k，是4k的發(fā)源地！

從win 98到xp，大部分系統(tǒng)使用的都是fat格式，兼容32位和16位的磁盤(pán)格式，所以當(dāng)時(shí)被大部分朋友采用作為系統(tǒng)盤(pán)。

由于windows vista時(shí)代不再需要16位dos，系統(tǒng)采用純32位ntfs格式，ntfs格式升級(jí)到第五代。

其實(shí)從window xp時(shí)代開(kāi)始，就有了ntfs格式。但是當(dāng)時(shí)雖然性能更高更安全，但是兼容性差，所以沒(méi)有作為系統(tǒng)分區(qū)使用，一般作為存儲(chǔ)分區(qū)使用。從vista時(shí)代開(kāi)始，兼容性就被解決了，從此流行開(kāi)來(lái)。

ntfs格式的一個(gè)特征是起始群集的位置。ntfs分區(qū)起始位置不是從0開(kāi)始，而是從lba63開(kāi)始，就是第六十三個(gè)扇區(qū)開(kāi)始存儲(chǔ)。和nfts默認(rèn)將扇區(qū)視為512字節(jié)，而不是智能地調(diào)整到第63個(gè)扇區(qū)。這樣問(wèn)題就來(lái)了，63個(gè)扇區(qū)512字節(jié)=31.5k，也就是說(shuō)，磁盤(pán)的前31.5k是不能被使用的.

即使使用機(jī)械硬盤(pán)，在使用固態(tài)硬盤(pán)存儲(chǔ)第一個(gè)字時(shí)，也需要占用31.5k-35.5k之間的一個(gè)磁盤(pán)扇區(qū)。比較過(guò)分的是這樣子排列下去，恰好每到一個(gè)扇區(qū)的4k位置，就會(huì)造成一個(gè)數(shù)據(jù)存2個(gè)扇區(qū)的情況.而這種安排，只要你到了能被4k整除的位置，就占據(jù)了2個(gè)扇區(qū)，哪怕你只寫(xiě)一個(gè)字。

現(xiàn)在的固態(tài)硬盤(pán)無(wú)論是mlc還是slc，都是有寫(xiě)入讀取次數(shù)的，這樣極大的損傷了性能和壽命，并且會(huì)增加讀取次數(shù)。這個(gè)時(shí)候無(wú)論簇是多大，都會(huì)造成性能和空間的浪費(fèi)，所以這個(gè)問(wèn)題就叫做4k!

隨著時(shí)代的發(fā)展，硬盤(pán)的容量不斷擴(kuò)大，使得以前定義的每扇區(qū)512字節(jié)不再合理。因此，每扇區(qū)512字節(jié)改為每扇區(qū)4096字節(jié)，現(xiàn)在通常稱(chēng)為“4k扇區(qū)”。

隨著ntfs成為了標(biāo)準(zhǔn)的硬盤(pán)文件系統(tǒng)，其文件系統(tǒng)的默認(rèn)分配單元大小(簇)也是4096字節(jié)，為了使簇與扇區(qū)相對(duì)應(yīng)，即使物理硬盤(pán)分區(qū)與計(jì)算機(jī)使用的邏輯分區(qū)對(duì)齊，保證硬盤(pán)讀寫(xiě)效率，所以，有了“4k對(duì)齊”的概念。

傳統(tǒng)硬盤(pán)的每個(gè)扇區(qū)都固定在512字節(jié)，而新標(biāo)準(zhǔn)的“4k扇區(qū)”硬盤(pán)，尤其是固態(tài)硬盤(pán)，廠商為了保證與操作系統(tǒng)的兼容性，也把扇區(qū)模擬成512b扇區(qū)，然后4k扇區(qū)和4k集群就會(huì)錯(cuò)位。

因此，應(yīng)使用“4k對(duì)齊”將固態(tài)硬盤(pán)的模擬扇區(qū)與“4k對(duì)齊”就是將硬盤(pán)扇區(qū)對(duì)齊到8的整數(shù)倍個(gè)模擬扇區(qū)，即512b*8=4096b，4096字節(jié)即是4k，所以只要是8的倍數(shù)都是4k對(duì)齊了.的“4k扇區(qū)”對(duì)齊

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，寫(xiě)一個(gè)4kb的數(shù)據(jù)，實(shí)際操作中會(huì)有兩次寫(xiě)操作。4k對(duì)齊使操作系統(tǒng)比較小的分配單元對(duì)應(yīng)一頁(yè)閃存，這樣操作系統(tǒng)一次可以寫(xiě)入一個(gè)4kb的數(shù)據(jù)，不僅減少了讀取次數(shù)，還提高了效率，這也是4k對(duì)齊ssd有助于提高性能和壽命的原因。

從win7以上的windows操作系統(tǒng)開(kāi)始，系統(tǒng)內(nèi)置的磁盤(pán)管理工具已經(jīng)有了4k對(duì)齊功能，可以通過(guò)格式化硬盤(pán)，選擇分配單元大小為4096或2048，直接在電腦上操作4k固態(tài)硬盤(pán)。

此外，許多硬盤(pán)分區(qū)工具，如diskgen和分區(qū)助手，也支持4k對(duì)齊。對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行分區(qū)時(shí)，只需勾選“對(duì)齊以下扇區(qū)的整數(shù)倍”，然后從下面的扇區(qū)數(shù)量中選擇2048或4096。

2048和4096固態(tài)硬盤(pán)4k對(duì)齊差異

在ssd的4k對(duì)齊操作中，分配單元(扇區(qū)號(hào))一般有512、1024、2048、4096、8192、16k等。目前比較常選擇的用戶(hù)有1024、2048、4096，后兩者是目前比較常見(jiàn)的。那么，選擇2048還是4098作為4k對(duì)齊扇區(qū)的數(shù)量更好呢？

有人說(shuō)，當(dāng)使用win7或win8系統(tǒng)或32位系統(tǒng)時(shí)，4k對(duì)齊的扇區(qū)數(shù)量建議2048個(gè)扇區(qū)，win10或64位固態(tài)驅(qū)動(dòng)器建議4096個(gè)扇區(qū)。這個(gè)說(shuō)法是真的嗎？

測(cè)試表明，win10系統(tǒng)下128gb ssd與2048扇區(qū)對(duì)齊的4k性能略好于4096，說(shuō)明win7/8系統(tǒng)下小容量ssd與2048扇區(qū)對(duì)齊的4k性能略好。在win10或大容量ssd場(chǎng)景下，建議選擇默認(rèn)的4096扇區(qū)對(duì)齊。但總體來(lái)說(shuō)，無(wú)論是2048還是4098，ssd的4k對(duì)齊性能差異并不大。畢竟價(jià)值差不大。在固態(tài)硬盤(pán)的4k對(duì)準(zhǔn)操作中，我們一般選擇默認(rèn)，沒(méi)有太多的糾結(jié)。