固態(tài)硬盤4K對(duì)齊操作對(duì)齊的到底是什么？

在購(gòu)買和使用固態(tài)硬盤的過(guò)程中，大家一定都聽(tīng)說(shuō)過(guò)“注意4K對(duì)齊”這個(gè)提醒。那么4K對(duì)齊到底對(duì)齊了什么？為什么它如此重要？

硬盤和文件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的管理：

早期機(jī)械硬盤時(shí)代，一個(gè)硬盤扇區(qū)的大小是512字節(jié)。操作系統(tǒng)管理硬盤空間的最小單位是分配單元（舊稱簇），早期文件系統(tǒng)的一個(gè)分配單元大小也是512字節(jié)，所以文件系統(tǒng)層面的分配單元和硬盤上的物理扇區(qū)總是能夠做到一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

NAND閃存的最小讀寫單位是Page（頁(yè)），它的大小隨著閃存的發(fā)展而不斷變化。目前普遍認(rèn)可的閃存Page頁(yè)大小是4KB（實(shí)際大小是16KB，但主控對(duì)4KB做了充分優(yōu)化），為了與過(guò)去的機(jī)械硬盤兼容，固態(tài)硬盤將一個(gè)4KB頁(yè)模擬成8個(gè)512字節(jié)扇區(qū)，這樣操作系統(tǒng)就不會(huì)覺(jué)察到有任何變化。

目前Windows系統(tǒng)常用的NTFS文件系統(tǒng)格式默認(rèn)文件分配單元大小恰好也是4KB。但不幸的是為了容納文件分配表等元數(shù)據(jù)，硬盤分區(qū)并不是從0扇區(qū)開(kāi)始的，傳統(tǒng)上第一個(gè)硬盤分區(qū)的起始扇區(qū)是63，即31.5KB的位置，如果分區(qū)從這個(gè)位置開(kāi)始向后排布將難以與硬盤的物理扇區(qū)4K對(duì)齊。

4K不對(duì)齊的結(jié)果就是4KB大小的文件分配單元總是會(huì)跨越硬盤上的4KB物理扇區(qū)，一個(gè)分配單元的內(nèi)容讀寫需要相鄰兩個(gè)物理扇區(qū)才能湊齊，大大降低了讀取性能，同時(shí)也增大了固態(tài)硬盤的寫入放大率。

4K對(duì)齊就是要讓所有硬盤分區(qū)的起始位置與硬盤物理扇區(qū)對(duì)齊。目前Windows 7以后的操作系統(tǒng)在建立分區(qū)時(shí)已經(jīng)能夠自動(dòng)對(duì)齊，只要不使用過(guò)時(shí)的DOS或PE工具箱分區(qū)軟件，就可以避免4K不對(duì)齊的問(wèn)題。