[SSD]固态硬盘优化和使用设置

[SSD]固态硬盘优化和使用设置

固态硬盘的性能提升和寿命延长设置主要分为使用前的格式化4K对齐和使用过程中的系统优化设置。具体如下：

1.Part.I 4K对齐(详见下文)

2.Part.II十二招优化固态硬盘设置(详见下文)

Part.I 4K对齐

1、什么是"4K对齐”？

4K对齐相关联的是一个叫做“高级格式化”的分区技术。“高级格式化”是国际硬盘设备与材料协会为新型数据结构格式所采用的名称。其实每扇区512个字节的定义起源于电脑发展的初期，因此在那时将硬盘容量切分成每块512个字节是平衡与文件管理和存储之间的。而现在主流硬盘容量已经攀升到1TB甚至更高，再用老标准去管理现超大容量的硬盘不但显得繁琐，而且降低效率，因此提升单个扇区的容量就势在必行了。

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，所以就有了“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。用win7系统对硬盘分区格式化时，默认是将硬盘扇区对齐到2048个扇区的整数倍，即512B*2048=B=1024KB，即1M对齐，并满足4K对齐，该值只要是4096B的倍数就是4K对齐。

通过4K对齐争议案例分析来更深入了解SSD的4K对齐

（PS:关于4K对齐Disk Genius有不止一种的方法，这种有争议的方法其实本质上和其他的方法是一样的）：

网上Disk Genius进行4K对齐的一种有争议的方法：

1.直接选择建立分区

2.系统盘肯定选择主分区，类型NTFS，务必把选择扇区数对齐的勾打上。

3.重点来了！点开详细参数，可以看到默认的起始柱面，磁头为1，扇区为1。把起始磁头设为32，起始扇区设为33。这样可以看到下面的其实扇区号变成了2048。2048明显对齐，没有浪费。无论怎样设置，起始扇区号2048就行。保证你在VISTA,WIN7可以下分的区一样都是对齐4K。

争议及科普如下：

对齐与否，与起始扇区位置没关系的。起始不是1024K也没问题。这个得看你的测试分区是不是第一个分区。

NAND其实没有“扇区”的概念。对于NAND而言，最小的单位是Page。以前常见的是每个Page是4KB，然后128个或者256个Page 组成一个Block，然后又是多少多少个Block组成一个Plane（大概是几千个Block，总之是2的整数次方），然后一般是两个Plane组成一个Die（一颗芯片）。现在已经逐渐开始8KB的Page了。

XP下的NTFS是针对HDD设计的。NTFS也有多个版本，不断在进化，Win7下的NTFS已经可以很完美的用在NAND存储器上了。

你看到的一切NAND上的“扇区”，其实都是FTL层模拟的结果。真正意义的4KB扇区其实是支持先进格式化的HDD驱动器。你可以去看看NTFS格式化4KB Page的NAND之后的效果，譬如用intel Rapid Storage Technology控制面板，那个NAND的信息仍旧是512字节扇区。对于先进格式化的HDD，这个信息一般都是4096字节了。但是NAND实际使用中最小的存储单位是Page，虽然FTL模拟的扇区是512字节但是实际上存储必须是4KB的整数倍。这便是所谓NAND上“4K对齐”的由来。

2、4K 不对齐，后果很严重

在了解了“4K扇区”这个定义后，就很容易理解什么是叫做“4K 对齐”了。所谓“4K对齐”就是符合“4K扇区”定义格式化过的硬盘，并且按照“4K 扇区”的规则写入数据。那么如果有“4K 对齐”一说必然就有“4K 对不齐”。

为什么会有“4K”对不齐呢?这是因为在NTFS6.x 以前的规范中，数据的写入点正好会介于在两个4K 扇区的之间，也就是说即使是写入最小量的数据，也会使用到两个4K扇区，虽然这样对写入速度和读取速度都会造成很大的影响。为此对于“4K不对齐”的情况来说，一定要修改成“4K 对齐”才行，否则对于固态硬盘来说，不但会极大的降低数据写入和读取速度，还会造成固态硬盘不必要的写入次数。

“4K不对齐”更专业的说法是：

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不对齐！

3、如何做到4K对齐？