磁盘分区的4K对齐（普及帖）

首先声明：本帖的内容是结合本人日常积累的知识总结而成，属于原创。
再次声明：本帖的内容是结合本人日常积累的知识总结而成，如有纰漏，欢迎指出。
再三声明：本人不单是为了普及而发帖，而是看到有人对4K对齐产生了误解，故有此帖。
再四声明：以上声明长期有效。

为了方便阅读和理解，本文将采用问答式行文。所以可以称为：4K对齐十问

1、什么是4K对齐？早期的硬盘一个扇区的大小是512个字节，后来随之磁盘容量的不断增加和读写效率提升的要求，国际硬盘协会制定了全新标准，将每个扇区的大小调整为4096个字节，也就是4KB，这种扇区又叫4K扇区。4K对齐指的就是对磁盘分区时，让分区的起始扇区位于某一个4K扇区的起始位置。
2、为什么会有4K不对齐？
当硬盘扇区改成4K扇区之后，为了兼容以前的标准，为了方便技术人员的固有思维，为了保证靠扇区识别的旧的操作系统和应用软件不会出错，厂商把一个4K扇区虚拟成8个512B扇区
，以便和以前的单位统一。这样一来，从这8个扇区中的第一个扇区开始的分区，就是4K对齐了的，从其他7个扇区开始的分区，就是4K没有对齐的。
3、什么是簇和簇大小？
windows为了提高数据读写速度，对分区空间进行了按簇划分，对于大于2GB的NTFS格式的分区来说，windows默认的簇大小是4096字节，也就是以4KB作为一个单位，所有的文件都是对簇独占的，比如说一个10KB的文件，放在簇大小为4K的分区里，就会占掉3个簇，所以实际占用空间为12KB，如果一个文件夹里有100个10KB的文件，他们的实际大小是1000KB，但是占用空间却是1200KB。但是如果把这些文件放到簇大小为8K的分区里，每个10KB的文件就会占用2个簇，也就是16KB，100个文件实际大小仍是1000KB，但占用空间却是1600KB。
4、簇大小有什么影响？
通过上一问，我们已经看出，簇大小较小时空间利用率较高，较大时会浪费更多空间，那么为什么不把簇分的更小一些呢？这是因为windows在读取数据时是以簇为单位进行检索的，识别到空白的簇会直接跳过，如果簇大小为8K，识别1MB就是128个簇，如果簇大小为4K，同样识别1MB就是256个簇，如此一来就会在空白的簇上浪费掉更多的时间。也就是说，簇越小，空间利用率越高，但读取速度也就越慢；反之，簇越大，空间利用率就越低，但读取速度也就越快。NTFS大分区的windows默认的簇大小一般是4KB。
5、簇大小和4K对齐有什么关系？
windows读写是按簇，磁盘读写则是按扇区，如果一个分区的起始扇区为一个4K扇区的第2个虚拟扇区，也就是4K没有对齐，那么对于簇大小为4K的分区，每一个簇都会被割裂在两个不同的4K扇区里，那么当windows操作一个完整的4K簇的文件时，磁头就要对两个4K扇区进行操作，当存在大量4K左右小文件的时候，操作速度就会较低。而正确的4K对齐就会提升读写速度，尤其是小文件的读写速度。
6、固态硬盘为什么要4K对齐？
上面我们说了机械硬盘的4K对齐原理，那么固态硬盘众所周知并无扇区的概念，为什么也要4K对齐呢？因为固态硬盘所使用的NAND颗粒的最小单位是页，页的大小一般也是4KB，所以固态硬盘的页，等同于机械硬盘的扇区。而且由于闪存颗粒的特性所致，4K对齐对其速度影响远大于机械硬盘，所以对于固态硬盘，我们更应该进行4K对齐。
7、XP系统进行4K对齐速度会有提升吗？
XP诞生的年代，尚未有4K扇区的概念，但是目前很多新硬盘包括固态硬盘也仍在使用XP系统，这类硬盘如果进行4K对齐后安装XP系统，速度也会有相应提升。
8、XP进行4K对齐之后系统无法引导怎么办？
很多人都遇到过在对硬盘进行4K对齐后安装XP系统出现系统无法引导，表现为提示找不到启动设备、引导阶段显示一个短横线或小写字母j等等不同症状，一般出现在配置较老的电脑上。针对这种情况，本人建议，2010年以前的硬盘可以不用进行4K对齐，那时候的硬盘基本上没有4K大扇区，对齐没有实际意义。2010年以后的硬盘，如果安装在较早的主板（AM3/775及以前的平台）上，有很大几率出现这种问题，可以尝试修复分区表和系统引导，如果仍不能奏效，可以退而求其次，将系统分区以外的其他分区进行4K对齐，而系统分区则只好放弃4K对齐。
9、U盘、存储卡要不要进行4K对齐？
U盘、存储卡和固态硬盘一样应用闪存颗粒的，所以除了早期的一些小页颗粒产品外，U盘、存储卡进行4K对齐也会有不错的效果。
10、4K对齐选多少合适？
4K对齐是指对齐分区起始点到4K扇区，而一个4K扇区的大小是8个虚拟扇区（512B*8），所以，只要对齐到8个扇区的整倍数，都属于4K对齐，目前常见的对齐值有8扇区、2048扇区、4096扇区等，其中8扇区（4KB）是4K对齐的最小单位，2048扇区（1MB）是win7系统自带的分区工具的默认值，而win10系统自带的分区工具默认的对齐值则是4096扇区（2MB）。
有人误认为4K对齐是指的对齐到4K个扇区，这是不对的，所以我们也没有必要非得选择4096扇区，最好按照windows默认的对齐值，即win7选2048扇区，win10选4096扇区。似乎有人测试过，win7系统下，对齐到2048扇区效果最好，本人并未实测，只是建议。至于XP系统，如果需要对齐的话，根据本人经验，可以尝试对齐到2048扇区或者8扇区。

哈哈。。我有非常重要的补充。。
首行要用特大字体写上【转发请注明出处】

好快,昨天才说的.顺便补充一下自己这方面的知识

谢谢，学习了

了解一下，感谢分享

谢谢分享。分区时按照默认选择就行了吧？

我记得网上流传的一个注册表优化项是把系统默认的簇修改成1024K,许多人不明就里，这项“优化”被得到了“广泛的应用”

大神发帖，必须支持。

学习了，感谢分享！

春哥现世，是不是快十五了，神兽出没啊

以前忘了在哪看过说老硬盘慎用4K对齐的，并且还真遇上过一次取消对齐格式化就正常的例子，然后老机子全都不勾对齐了，只是哪年的机子算老捏
这下至少有个数了，2010

maxuuf 发表于 2018-2-28 13:34
以前忘了在哪看过说老硬盘慎用4K对齐的，并且还真遇上过一次取消对齐格式化就正常的例子，然后老机子全都不 ...

也不一定，以前有段时间我INTEL G41+WD500G，当时不懂就基本都是4K对其没事，还是XP。但后来换到AMD X2 250的机器上等时，就会出现重启启动不了，取消4K对齐就好。我总觉着这问题和平台和系统和硬盘都有些关系，我甚至觉着和分区大小也有些关联，但技术原理不懂。

谢谢，好详细

OC3 发表于 2018-2-28 14:20
也不一定，以前有段时间我INTEL G41+WD500G，当时不懂就基本都是4K对其没事，还是XP。但后来换到AMD X2 2 ...

我个人觉得是，一些主板的磁盘控制器的bios相关项存在MBR识别的兼容问题，这种情况安装XP系统后，NTLDR所在分区如果是4K对齐了的，可能会导致PBR寻找系统引导记录失败。
这类问题一般不会出现在intel1156和AMD的FM1以及之后的平台，大概率出现在G31和AM2以及之前的平台，小概率出现在G41和AM3平台，相对而言G41出现此类问题的几率又比AM3平台低，在AM3平台内，AMD芯片组出现此类问题的概率又比NV芯片组低。
至于硬盘方面，2010年以前的老硬盘本身没有4K大扇区技术，所以即便是4K对齐了，无论是否出问题，反正也没有什么效果，倒不如索性不予对齐。
而且很多人还在用FAT32分区，这种更没有4K对齐的必要了。

shc 发表于 2018-2-28 18:27
我个人觉得是，一些主板的磁盘控制器的bios相关项存在MBR识别的兼容问题，这种情况安装XP系统后，NTLDR所 ...

我觉着INTEL的兼容性好些。

涨姿势了 我一直以为4K对齐win7 win10通用 春哥牛13 春哥V5

感谢分享，学习了

谢谢，学习了

受教了谢谢lz

一天不学习，就撵不上少奇。

    shc 整理下怎么格式化成4k对齐。只能用dg吗，要是用windos默认的分区工具会不会分区成4k对齐。