什么是4K对齐

什么是4K对齐

什么是4k对齐?

硬盘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。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，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。所以只要是8的倍数都是4k 对齐了。

什么是4k?

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!

什么是簇?

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。

4k对齐选扇区数多少适合? (diskgenius扇区数是选8、2048还是4096?)

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。

4k=4096字节。一般扇区大小是512字节，4096/512=8扇区。所以如果要求4k对齐的话，选8个扇区就可以了。当然，任何8的整数倍的扇区个数都满足4k对齐的要求。(如果选8，在paragonalignmenttool中显示是不对齐的，但在as ssd benchmark 中是显示对齐。)

按windows7的2048扇区对齐足可以应付当前99.99%的硬盘。

网上还有一种说法是64位4096扇区，32位2048扇区。但我觉得不论是64位还是32位，一律用2048扇区会更好一些。因为win7时代，ntfs格式起始簇的扇区位置是1m，就是1024k的位置，2048扇区，可以被4k整除的，不会浪费。另外按微软的说法，只要1024的倍数都可以，所以一般选2048扇区即可。

目前流行的硬盘分区专业，如diskgenius，分区助手，它们默认的4k分区都是2048扇区，也就是1024k。