4K對齊
4K對齊是一種進階硬碟使用技術，用特定方式將檔案系統格式與硬碟的電磁物理結構進行搭配，以提高硬碟壽命並提高使用硬碟空間的效率。因該技術將磁碟片物理磁區與檔案系統的每叢集(Cluster, 叢集)共4096位元組相互對齊而得名。
背景
[編輯]機械硬碟
[編輯]在磁碟發展早期，每磁區為512位元組比較適合當時硬碟的儲存結構。但隨着單碟容量的增加，儲存密度的上升會明顯降低磁頭讀取磁碟的信噪比，雖然可以用ECC校驗保證數據可靠性，但消耗的空間會抵消儲存密度上升帶來的多餘空間。所以提出以4KB為一個磁區為主的改變。現時硬碟廠商新推出的硬碟，都將遵循先進格式化（4KB磁區）的設計以對應新的儲存結構和檔案系統問題。
固態硬碟
[編輯]相對於機械硬碟來說，4K對齊對於固態硬碟意義更大，現時的固態硬碟多為使用NAND Flash閃存作儲存核心，該閃存具有刪除、寫入次數限制，當次數用完後該固態硬碟便會效能下降甚至報廢；當然很多廠商設計固態硬碟儲存方式為不在短時間內刪除寫入同一個位置，嘗試全面均勻使用每一個磁區以達到期望壽命，然而在沒有4K對齊的電腦上這將會使固態硬碟壽命快速下降。
原理
[編輯]當使用某一檔案系統將硬碟格式化時，檔案系統會將硬碟磁區、磁軌與柱面統計整理，並定義一個叢集為多少磁區，方便快速儲存。
例如：現時Windows中常見使用的NTFS檔案系統，預設定義為4096位元組大小為一個叢集。但NTFS分區因為其引導區佔用了一個磁軌共63個磁區[1]，真正的檔案系統在63號磁區之後，這會導致每個叢集都會跨越兩個磁區，佔據第一個磁區的後512位元組和第二個磁區的前3584位元組。檔案系統在讀寫某個叢集的時候，硬碟需要讀寫兩個物理單元，這會降低讀寫速度，並縮短使用壽命。現時一般使用一些硬碟分區軟件在主開機紀錄的63個磁區後空出數個磁區以對齊檔案系統的每叢集4096位元組，以避免過多的讀寫操作，提升讀寫速度、延長使用壽命。
註釋
[編輯]- ^ 带您深入了解硬盘分区表. 2010-12-6. [2013-09-18]. （原始內容存檔於2016-03-04）.