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磁盘分区的4K对齐(普及帖)

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shc 发表于 2018-2-27 20:05:35 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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。

评分

参与人数 22活跃 +185 技术 +20 互助 +31 收起 理由
清风徐你 + 2 赞一个!
Microsoft_LP + 5 赞一个!
刘阿飞 + 5 支持原创!
my800211 + 20 + 2 + 3 支持原创! SHC好久不见喽 呵呵
schm168 + 10 赞一个!
zxcv69558 + 5 赞一个!
lxy256 + 5 支持原创!
Amz + 20 + 2 + 3 精品文章,很给力!
lycwahpj + 5 赞一个!
日光月华 + 3 赞一个!

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你最好别知道我是谁,因为我没空知道你是谁
来自 2楼
ajing 发表于 2018-3-8 22:07:52 | 只看该作者

活跃 64931| 技术 11| 互助 94| 钻石 20

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】

点评

测试评论回复  详情 回复 发表于 2018-6-27 15:45
366666666666  详情 回复 发表于 2018-3-11 16:39
天空是个不一样的地方,在这里:
有人品、没技术可以更快的学会技术;
有人品、有技术可以更快成为高手;
没人品、有技术等于0;
没人品、没技术尽早回火星吧。
3
Ifover 发表于 2018-2-28 09:20:15 | 只看该作者

活跃 2795| 技术 0| 互助 2| 钻石 0

好快,昨天才说的.顺便补充一下自己这方面的知识

点评

终于明白什么叫4k对其了  详情 回复 发表于 2018-6-19 10:24
4
tb893 发表于 2018-2-28 09:27:07 | 只看该作者

活跃 454| 技术 0| 互助 0| 钻石 0

谢谢,学习了
5
vmnoob 发表于 2018-2-28 09:56:00 | 只看该作者

活跃 4658| 技术 0| 互助 0| 钻石 20

了解一下,感谢分享
6
邱细福 发表于 2018-2-28 10:48:00 | 只看该作者

活跃 10097| 技术 0| 互助 0| 钻石 0

谢谢分享。分区时按照默认选择就行了吧?
7
恶魔浮雕 发表于 2018-2-28 10:56:27 | 只看该作者

活跃 9952| 技术 0| 互助 11| 钻石 0

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”
8
白云飘飘456 发表于 2018-2-28 11:13:47 | 只看该作者

活跃 74644| 技术 160| 互助 466| 钻石 540

大神发帖,必须支持。
9
小骏 发表于 2018-2-28 11:15:28 | 只看该作者

活跃 7917| 技术 0| 互助 0| 钻石 0

学习了,感谢分享!
10
Skyfree 发表于 2018-2-28 11:51:02 | 只看该作者

活跃 234157| 技术 1109| 互助 1431| 钻石 30378

春哥现世,是不是快十五了,神兽出没啊

点评

春哥难道很厉害  详情 回复 发表于 2018-7-7 15:40
11
maxuuf 发表于 2018-2-28 13:34:18 | 只看该作者

活跃 8524| 技术 0| 互助 0| 钻石 20

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

点评

OC3
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  详情 回复 发表于 2018-2-28 14:20
12
OC3 发表于 2018-2-28 14:20:09 | 只看该作者

活跃 12392| 技术 48| 互助 117| 钻石 1020

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。

点评

shc
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  详情 回复 发表于 2018-2-28 18:27
13
l3429900 发表于 2018-2-28 16:16:23 | 只看该作者

活跃 3444| 技术 0| 互助 3| 钻石 0

谢谢,好详细
14
 楼主| shc 发表于 2018-2-28 18:27:14 | 只看该作者

活跃 16717| 技术 186| 互助 397| 钻石 541

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。

点评

莫非兄弟你就是传说中的春哥  详情 回复 发表于 2018-7-7 15:44
OC3
我觉着INTEL的兼容性好些。  详情 回复 发表于 2018-2-28 20:08
你最好别知道我是谁,因为我没空知道你是谁
15
OC3 发表于 2018-2-28 20:08:57 | 只看该作者

活跃 12392| 技术 48| 互助 117| 钻石 1020

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。
16
yinbinly 发表于 2018-2-28 20:55:26 | 只看该作者

活跃 45611| 技术 24| 互助 47| 钻石 1716

涨姿势了 我一直以为4K对齐win7 win10通用 春哥牛13 春哥V5
17
星点科技 发表于 2018-3-1 08:41:09 | 只看该作者

活跃 1193| 技术 2| 互助 2| 钻石 0

感谢分享,学习了
18
15670438111 发表于 2018-3-6 17:52:55 | 只看该作者

活跃 3186| 技术 1| 互助 0| 钻石 0

谢谢,学习了
19
ai20110304 发表于 2018-3-6 18:05:44 | 只看该作者

活跃 16070| 技术 0| 互助 0| 钻石 5

受教了谢谢lz
20
站坟头上唱忐忑 发表于 2018-3-6 18:24:07 | 只看该作者

活跃 3876| 技术 0| 互助 0| 钻石 0

一天不学习,就撵不上少奇。
21
wylgogogo 发表于 2018-3-6 18:52:36 | 只看该作者

活跃 24622| 技术 3| 互助 41| 钻石 510

    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。

点评

diskgen里面分区时候可以选择4K对齐的 默认是2048 可选择4096  详情 回复 发表于 2018-3-9 10:40
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