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什么是”4K對齊”
首先先來了解一下什么是叫做“4K 對齊”。其實“4K對齊”相關聯的是一個叫做“高級格式化”的分區技術。“高級格式化”是國際硬盤設備與材料協會為新型數據結構格式所采用的名稱。這是主要鑒于目前的硬盤容量不斷擴展,使得之前定義的每個扇區512字節不再是那么的合理,于是將每個扇區512字節改為每個扇區4096 個字節,也就是現在常說的“4K扇區”。
其實每扇區512個字節的定義起源于電腦發展的初期,因此在那時將硬盤容量切分成每塊512個字節是平衡與文件管理和存儲之間的。而現在主流硬盤容量已經攀升到1TB甚至更高,再用老標準去管理現超大容量的硬盤不但顯得繁瑣,而且降低效率,因此提升單個扇區的容量就勢在必行了。
在了解了“4K扇區”這個定義后,就很容易理解什么是叫做“4K 對齊”了。所謂“4K對齊”就是符合“4K扇區”定義格式化過的硬盤,并且按照“4K 扇區”的規則寫入數據。
這里如果是顯示OK的話,那么4K就是對齊了;如果是顯示BAD那么就表示4K沒有對齊
4K不對齊,后果很嚴重
有“4K 對齊”一說必然就有“4K 對不齊”。為什么會有“4K”對不齊呢?機械硬盤從很早前,扇區大小就被定義為512B(字節),最新的先進格式機械盤終于把物理扇區提高到4KB(4096字節),而我們現在使用的SSD,page數一般為4KB,(下一代25nm的為8KB),在NTFS6.x以前的規范中,分區offset一直是從63扇區(63X512B=31.5KB)開始,那么就會造成用戶的第一個數據的前4KB會存放在系統”邏輯扇區”的31.5KB~35.5KB間,這樣持續下去會造成后面所有的數據都會卡在2個物理扇區(page)容量之間,為此對于“4K不對齊”的情況來說,一定要修改成“4K對齊”才行。我們知道扇區(page)為磁盤寫入的最小單位,如果卡在2個扇區(page)之間,寫入的時候就需要進行讀-改寫操作(對SSD來說讀-擦-寫),造成固態硬盤不必要的寫入次數,導致性能的下降,嚴重影響SSD讀寫性能及使用壽命。
但是,并不是所有的SSD不4K對齊都會對性能產生嚴重影響,這個主要還給看主控和廠家對SSD的優化。
鎂光C300分區不對齊和對齊性能差距圖:
Barefoot主控分區不對齊和對齊的性能差距并不明顯:
如何做到4K對齊
VISTA之后的操作系統,NTFS為6.x,分區offset就會設置為2048扇區,這樣就不會跨2扇區(page),也不會因為扇區offset沒對齊而出現的性能下降。
對于不喜歡用Vista,Win7,Win2008分區的朋友,要做到分區對齊就需要用某些第三方軟件了。簡單點的就是在新硬盤上用DISKGENIUS進行分區,然后再安裝操作系統。
方法是:快速分區時,勾選對齊,選2048或4096(根據物硬盤理扇區選擇);或者在硬盤上建立新分區,起始扇區數為2048(同Win7格式化)即可,調整磁頭為32,柱面為33。
對于硬盤里已經有數據,不想太折騰的朋友,可以使用Paragon Alignment Tool 3.0進行無損4K對齊。
機械硬盤需要4K對齊嗎
對于SSD固態硬盤需要對齊4K,這點已經成為共識了,而對于機械硬盤,很多人的想法應該是:又不是SSD,對齊什么4K? 機械硬盤是否需要對齊4K呢?下面用測試驗證機械硬盤對齊4K是否能夠提升性能。
一般來說,2011年之后出廠的硬盤,基本都是支持高級格式化的。或者也可以使用上前提到的Paragon Alignment Tool 3.0工具來查看自己的機械硬盤是否支持高級格式化。
復制文件時,對齊4K后性能有著明顯的提高,特別是在零散小文件方面,有著接近一倍的提升,這也間接證明了對齊4K后,可以有效緩解系統卡頓情況發生。(下圖數值越小越好)
在固態硬盤距離大規模普及還有些時日的今天,對于占著主流的機械硬盤已經很久沒有革命性的技術突破了,但是機械硬盤,也需要對齊4K,對硬盤性能的提升有很大的幫助,雖然4K對齊雖然性能提升不像換了固態那么明顯,但總歸還是提升了,而且不用額外花錢,何樂而不為呢?
Ghost備份恢復如何4K對齊
“4K對齊”時代,使用Ghost備份恢復,只需要記住以下幾點就可以了:
1、分區到GHO文件的備份無關緊要,GHO文件到分區的恢復需要目標磁盤已經4K對齊;
2、Ghost 11.5.1版支持整盤的備份還原offset對齊。所以磁盤到GHO或者磁盤到硬盤備份、恢復操作時,需要使用11.5.1及以上版本的Ghost,只要保證源盤4K對齊即可。
3、分區到分區的操作Xiaowo沒嘗試過,網上也沒看到相關文章,朋友有興趣可以自己試試。
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