什么是4K對齊？SSD固態(tài)硬盤需要4K對齊嗎？

　　4K對齊，其實(shí)就是在格式化過程中使用4K對齊規(guī)則對硬盤扇區(qū)進(jìn)行整理的過程。很多用戶知道機(jī)械硬盤需要對齊4K，這是共識，然而對于SSD固態(tài)硬盤來說，4K對齊有沒有必要呢？回答問題需要論證，以下就以機(jī)械硬盤4K對齊進(jìn)行測試，驗(yàn)證4K對齊是否能夠提升性能。

　　什么是4K對齊？

　　“4K對齊”就是符合“4K扇區(qū)”定義格式化過的硬盤，并且按照“4K 扇區(qū)”的規(guī)則寫入數(shù)據(jù)。那么如果有“4K 對齊”一說必然就有“4K 對不齊”。“4K”對不齊是因?yàn)樵贜TFS6.x 以前的規(guī)范中，數(shù)據(jù)的寫入點(diǎn)正好會介于在兩個(gè)4K 扇區(qū)的之間，也就是說即使是寫入最小量的數(shù)據(jù)，也會使用到兩個(gè)4K扇區(qū)，顯然這樣對寫入速度和讀取速度都會造成很大的影響。為此對于“4K不對齊”的情況來說，一定要修改成“4K 對齊”才行，否則對于固態(tài)硬盤來說，不但會極大的降低數(shù)據(jù)寫入和讀取速度，還會造成固態(tài)硬盤不必要的寫入次數(shù)。

　　高級格式化的定義：

　　Advanced Format 又稱“高級格式化”。硬盤行業(yè)目前正在經(jīng)歷扇區(qū)存儲方式的變革，由盤片每扇區(qū)存儲4096字節(jié)取代以往的512字節(jié)。作為最新的術(shù)語，“高級格式化”將更好地優(yōu)化單碟密度，從而增加了存儲空間。

　　它應(yīng)用了最新固件，從而更好地適應(yīng)最新操作系統(tǒng)和其他配套設(shè)施的運(yùn)行。長期以來，機(jī)械硬盤在儲存數(shù)據(jù)時(shí)，一直都是以512byte大小的扇區(qū)（Sector）為單位分割進(jìn)行讀寫。隨著硬盤容量的不斷提升，這種古老的分配標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)越來越顯的不合時(shí)宜。

　　因此，硬盤行業(yè)決定將扇區(qū)容量擴(kuò)大到4KB，該技術(shù)被稱為“先進(jìn)格式化”（Advanced Format）。傳統(tǒng)的扇區(qū)分割機(jī)制中，每512byte的數(shù)據(jù)之間，需要間隔一個(gè)同步/分隔（Sync/DAM）區(qū)域和一個(gè)ECC錯(cuò)誤校驗(yàn)區(qū)域。而在“先進(jìn)格式化”模式下，每4KB為一個(gè)扇區(qū)，相當(dāng)于把之前的8個(gè)扇區(qū)合而為一，只需要一個(gè)同步/分隔區(qū)域和一個(gè)容量稍大的ECC校驗(yàn)區(qū)。

　　測試目錄：

　　一、HD Tune讀取測試

　　因?yàn)?a href="http://www.azeitevinagre.com/soft/6724.html" target="_blank">HD Tune測試寫入需要重新刪除格式化分區(qū)，會影響4K對齊，所以本項(xiàng)測試只測試讀取部分。

　　1、下圖為非4K對齊狀態(tài)下的寫入；

　　2、下圖為4K對齊狀態(tài)下的寫入；

　　3、總結(jié)：下圖為HD Tune讀取測試的對比圖（為便于查看，存取時(shí)間分別乘以10），可以看到，在這項(xiàng)測試中，是否對齊4K基本上沒有影響。

　　二、ATTO讀寫測試

　　1、下圖為非4K對齊狀態(tài)下的寫入（ATTO 測試結(jié)果）；

　　2、下圖為4K對齊狀態(tài)下的寫入；

　　3、總結(jié)：通過下面的兩張讀取和寫入的柱狀圖，可以清晰的看到，讀取方面，4K對齊有著較為穩(wěn)定的優(yōu)勢，而寫入方面的優(yōu)勢更大，所以在本項(xiàng)測試中，4K對齊對硬盤有較為明顯的提升（下圖數(shù)值越大越好）。

　　三、大文件與零散小文件復(fù)制測試

　　1、下面的兩張圖為不同硬盤零散小文件復(fù)制測試；

　　2、 下面的兩張圖為同硬盤下零散小文件復(fù)制測試；

　　3、下面的兩張圖為不同硬盤下大文件復(fù)制測試；

　　4、下面的兩張圖為同硬盤下大文件復(fù)制測試。

　　5、總結(jié)：在復(fù)制文件方面，分別測試了相同硬盤和不同硬盤下零散小文件和大文件的測試（大文件為2個(gè)ISO游戲鏡像，10266MB大小，零散小文件為1963個(gè)不大于2M的文件，共1646MB大�。�，通過下面的柱狀圖可以對比發(fā)現(xiàn)，在復(fù)制方面，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(tǒng)卡頓情況發(fā)生。 （下圖數(shù)值越小越好）

　　通過上面的測試應(yīng)該可以得出結(jié)論，即使是固態(tài)硬盤，也需要對齊4K，對硬盤性能的提升有很大的幫助，4K對齊雖然性能提升不太明顯，但總歸還是提升了，而且不用額外花錢，何樂而不為呢？

　　后語：

　　試驗(yàn)中無論是固態(tài)硬盤還是機(jī)械硬盤進(jìn)行4K對齊是有助于提高讀寫穩(wěn)定性的，這證明了SSD進(jìn)行4K對齊的好處是有的，即便不太明顯，卻在細(xì)微之處給我們方便。