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4K对齐什么意思 固态硬盘4K对齐2048和4096区别

2019-07-31 08:26:42 芝麻科技原创 芝麻科技网 0

在之前一篇“史上最全的固态硬盘4K对齐教程”中,有不少粉丝朋友留言问到,究竟啥叫4K对齐啊,还有固态硬盘4K对齐2048和4096到底有什么区别?由于4K对齐中会涉及到不少硬盘相关的知识,今天小编就来通俗易懂的给大伙科普一下。

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4K对齐什么意思?

要对固态硬盘4K对齐有一个全面了解,首先得先了解这些知识。

从Windows 98到 XP 时代,是传统的机械硬盘(HDD)的天下,硬盘容量与性能相对有限,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。

什么是簇?

这个簇很有意思,1个簇只能容纳1个文件,但是1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。

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举个例子:

比如,我的簇是10K,文件是25K,需要保存这个文件需要占用3个簇;如果簇是5K,保存该数据则需要使用5个磁盘扇区单元,这样显得磁盘利用率更高。这也是当时流行小簇,因为小簇不“浪费”磁盘的原因。

那么,簇是不是越小越好呢?

也不是!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?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。

什么是4K?

目前,绝大多数机械硬盘默认都是512字节的扇区,采用的是DRAM作为存储介质,而无论是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,也就是4K的由来!

Win 98 到 XP 时代,系统大多数采用 FAT 格式,这种格式具备32位、16位磁盘格式相互兼容,所以被当时大多数朋友采纳作为系统盘。

而从Windows Vista 时代,由于已经不需要16位的DOS了,所以之后系统全部采用了纯32位的NTFS格式,NTFS格式也升级到了第五代。

其实,从Window XP 时代开始,就有 NTFS 格式,只不过,当时这种格式性能,虽然更高更安全,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。而从Vista时代开始,由于兼容性得到了解决,进而一直流行至今。

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存储。并且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。

目前的固态硬盘无论是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,并且会增加读取次数。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!

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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”。

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