完美：什么是4K对齐

4K对齐是指根据4K扇区定义格式化的硬盘，并且根据“ 4K扇区”规则写入数据. 因为随着硬盘容量的不断扩大，以前定义的每个扇区512字节不再是那么合理，所以每个扇区512字节更改为每个扇区4096字节，这就是现在所说的“ 4K扇区”.

“ 4K对齐”是指根据“ 4K扇区”的定义格式化的硬盘，并且根据“ 4K扇区”的规则写入数据. 随着硬盘容量的不断扩大，先前定义的每个扇区512字节不再是那么合理，因此将每个扇区的512字节更改为每个扇区4096字节，这就是现在所说的“ 4K扇区”.

由于NTFS已成为标准的硬盘文件系统，因此其文件系统的默认分配单位大小也为4096字节. 为了使群集与扇区相对应，即使物理硬盘分区与计算机使用的逻辑分区对齐，也要确保硬盘读写效率，因此采用“ 4K对齐”的概念.

简介

硬盘中文件存储的基本单位是扇区. 无论文件大小如何，它都会占用一个扇区的空间. 机械硬盘的扇区为512字节，固态硬盘的扇区为4K字节.

Microsoft操作系统常用的NTFS格式，默认扇区大小也为512字节，并规定保留前63个扇区，即不使用前31.5K字节的空间，并且数据从第64个扇区开始.

对于机械硬盘驱动器来说这不是问题，但是对于固态驱动器，数据存储从一开始就没有对齐. 一条数据跨越两个扇区是很常见的，这意味着读取和写入此数据. 需要读写两个扇区，并且闪存的读写次数受到限制. 太多无意义的读写会严重损害固态驱动器的性能和寿命. 可以在固态驱动器相关工具（例如Paragon Alignment Tool）的帮助下进行4K对准.

生成背景

由于SSD硬盘的读写机制的特性，在写入数据时，将8个扇区（4096KB）用作基本存储单元. 写满后，继续进行下一个4K块写操作. 如果SSD硬盘未进行4K对齐处理，则数据将以4K“越界”写入，并且在读取数据时数据将超出边界，从而导致两次往复读取数据时间增加并且读写效率降低.

分析硬盘上物理和逻辑扇区的基本原理

以机械硬盘为例（下同）. 硬盘通常由许多磁盘组成. 每个磁盘都被划分为一个扇区块，同时，它沿半径被划分为许多磁道. 由该扇区形成的扇区区域称为物理扇区. 逻辑扇区是软件层上由操作系统划分的扇区. 设置它是为了便于操作系统读取和写入硬盘数据. 它的大小和特定地址可以通过特定公式与物理扇区地址相对应. 该扇区是读取和写入信息的最小单位.

硬盘扇区和操作系统的读写操作

以Windows系统为例. 格式化硬盘时，我们将在格式化选项卡中看到“分配单位大小”列. 这意味着操作系统为此逻辑分区分配的逻辑扇区空间的大小. 格式化后，操作系统将根据单位大小读取和写入硬盘. 每个分配单元只能存储一个文件. 该文件分为几个块，并根据此分配单元的大小存储在磁盘上.

传统硬盘通常使用512B作为物理扇区大小，并且分区偏移大小始终从63扇区开始（63X512B = 31.5KB）. 大容量机械硬盘的扇区大小已增加到4096字节（4KB），并且计算机文件系统（FAT，NTFS等）始终用于以512字节扇区为单位操作硬盘. 为了确保与操作系统的兼容性，新标准“ 4K扇区”硬盘驱动器的制造商还将扇区模拟为512B，因此发生“ 4K对齐错误”. 如果“未对齐4K”，则从第63个扇区到末尾，每个后续群集将跨越两个物理单元，分别占据前一个单元的一部分和下一个单元的一部分. “ 4K对齐”主要是将硬盘的逻辑扇区从第64个扇区对齐，即操作系统开始从第64个扇区读取和写入数据，这克服了63个扇区的特性并解决了所有问题. . 集群在两个物理单元之间读写.

“ 4K对齐”的重要性

“ 4K对齐”的概念是从固态驱动器的出现中出现的，因此4K的值必须与固态驱动器相关. 固态硬盘的内部结构与机械硬盘不同. 用于读取和写入的最小单位是“页面”，它等效于机械硬盘的物理扇区，并且公共大小为4KB. 固态硬盘的存储粒子不允许像机械硬盘一样被覆盖和写入. 因此，要在有数据的地方写入新数据，首先需要执行擦除操作，并且擦除的最小单位是一个块（每个块由许多页面组成）. 因此，4K的价值源于硬盘设备的发展.

以固态硬盘为例. 固态驱动器的页面大小为4KB，而传统的分区偏移大小为31.5KB. 如果未对齐4K，则用户的数据将跨越两页，从而使每个写操作变为读-写-写操作，从而导致性能下降. 写入4KB数据时，实际操作期间将进行两次写入操作. 4K对齐允许操作系统的最小分配单元与闪存的页面相对应，以便操作系统可以一次写入4KB数据. 完成. 因此，“ 4K”对齐可以提高硬盘的工作效率，延长硬盘的使用寿命，并提高文件操作的稳定性和安全性.

查看4K对齐方式

您可以通过AS SSD Benchmark软件检查4K对齐方式，如下图所示. 单词“ 1024K-OK”出现在左上角，表示已进行4K对齐. 不同的硬盘可能具有不同的值. 但是只要绿色字体处于OK状态，否则红色字体处于BAD状态.

无损4K对齐

事实证明，如果SSD固态硬盘未与4K对齐，则性能损失将近一半，这将大大降低数据写入和读取速度，还会导致不必要的固态硬盘写入时间. 所谓的4K对齐是指根据“ 4K扇区”的定义格式化的硬盘，并且根据“ 4K扇区”的规则写入数据. 对于SSD固态驱动器，最直接的方法是格式化以进行4K对齐. 但是，在DOS模式下无法以“格式”格式执行4K对齐. Windows内置的分区工具使用起来很麻烦，对于预安装的笔记本电脑，重新分区更加麻烦.

要执行SSD固态驱动器的无损4K对齐，可以使用Paragon Alignment无损对齐软件. 运行软件后，单击“下一步”按钮. 此时，软件界面将显示硬盘状态，绿色表示已对齐，则未对齐. 粉色不需要对齐. 此时，选择需要对齐的SSD，然后单击“对齐Partitons”按钮. 此时，系统将重新启动并自动切换到DOS进行对齐过程. 值得注意的是，您需要耐心等待大约1个小时才能完成4K Align.

4K对齐完成后，笔记本计算机将重新启动. 进入系统后，将弹出一个窗口，提醒您对齐成功. 如果分区的颜色变为绿色，则有一个成功的符号表示4K对齐成功. 当然，您也可以使用AS SSD Benchmark软件检查4K是否对齐. 在软件主界面的左上角，如果有红色的“ BAD”提示，则表示没有4K对齐. 如果所有字体均为绿色，并且显示“确定”，则表示4K对齐.

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