何为4K对齐?
那么,究竟何为“4K对齐”呢?
4K对齐是与一种名为“高级格式化”的分区技术相关联的。此技术由国际硬盘设备与材料协会为新型数据结构格式所采用。
随着时代的演进,硬盘容量持续扩大,先前定义的每个扇区512字节的标准逐渐显得不合理。将每个扇区的容量从512字节改为4096个字节,即常说的“4K扇区”。随着NTFS成为主流的硬盘文件系统,其默认的分配单元大小(簇)也为4096字节。为了使簇与扇区相匹配,确保物理硬盘分区与计算机使用的逻辑分区对齐,以提高硬盘读写效率,于是有了“4K对齐”的概念。
为何SSD需要4K对齐?
固态硬盘SSD的核心是NAND Flash闪存芯片,其寿命受闪存芯片的擦除读写次数限制。我们需要优化算法以尽量减少读写次数。4K对齐是减少固态硬盘读写次数的有效方法。
通过4K对齐,可以优化固态硬盘的性能。以一个形象的比喻来说:
想象SSD为一个大型仓库,由众多大小相同的“小房间”组成。每个房间的容量是4KB的倍数。当存放货物(文件)时,每个房间的使用次数是有限的(例如10万次),且每个房间只能存放一种货物。
货物的存取由操作系统这个“管理员”协调。不论货物大小,管理员都会将其分成小块存入房间。在未对齐的情况下,可能会导致文件占用多个房间,增加读写次数和降低效率。
相反,通过4K对齐,货物的小块大小与房间大小相匹配,可以更方便地存放和取出货物,大大提高效率和使用率。
尽管上述描述以简单的方式解释了概念,但可能与SSD的实际工作原理存在微小偏差。
不难看出为何在固态硬盘SSD上推荐使用win7系统而非XP。XP系统每次仅能处理0.5KB的数据,效率较低,无法充分发挥SSD的优势。而win7系统则不同,其最小单元大小(现在多为4KB)可与SSD的最小存储单元相匹配,从而实现更高的效率。
如何确认SSD是否4K对齐?
有两种主要方法:
其一,利用Windows自带的CMD命令:
- 使用Win+R快捷键或点击“开始”-->“运行”,
- 进入CMD界面,输入“fsutil fsinfo ntfsinfo c:”命令,
- 查看返回结果中的每个扇区字节数和每个簇字节数,进行判断。
其二,使用AS SSD Benchmark等软件进行查看。
若软件显示“31K-BAD”,则表示未4K对齐。
如何实现4K对齐?
对于新的、未经分区的SSD,可以通过Disk Genius等软件来实现4K对齐。
使用Disk Genius软件直接建立分区,并确保每个分区都按照特定方法操作一次,以避免只有第一个分区对齐而其他未对齐的情况。
若已存在分区,则可以使用paragon alignment tool等软件实现无损4K对齐。
该软件可自动检测硬盘并进行设置,随后进行全自动对齐。过程完成后需重启电脑并转移数据(数据越多,所需时间越长)。请耐心等待。
验证4K对齐的效果
从对比图中可以看出,4K对齐后,4K读写的速度得到显著提升,得分从301提升至836。