固态硬盘4k是什么(固态硬盘4k对齐是什么意思)

在之前的《史上最全固态硬盘4K对准教程》中，很多粉丝朋友留言问，什么是4K对准，固态硬盘2048和4096的4K对准有什么区别？由于4K对齐会涉及到很多硬盘相关的知识，今天边肖就给大家来一个通俗易懂的科普。

你说的4K对齐是什么意思？

要全面了解SSD 4K对齐，我们必须首先了解这些知识。

从Windows 98到XP，传统的机械硬盘(HDD)一统天下。HDD的容量和性能相对有限，大多数机械硬盘的默认扇区为512K。分区的时候，有一种东西叫做物理存储单元，俗称集群。分区时，您可以指定这个大小。这个簇不是硬盘的物理结构，而是使用情况。

什么是集群？

这个集群很有意思。一个簇只能保存一个文件，但是一个簇可以包含多个扇区。当时，小型集群很受欢迎，因为它们不会“浪费”磁盘。

例如:

例如，我的集群是10K，文件是25K。保存这个文件需要3个集群；如果集群为5K，则需要5个磁盘扇区单元来保存数据，使得磁盘利用率更高。这也是当时流行小集群的原因，因为小集群不会“浪费”磁盘。

那么，集群是不是越小越好？

不要！因为集群是磁盘最小的管理存储单位，如果一个文件读4个单位和400个单位，你觉得哪个更快？目前大容量硬盘已经不在乎那些K了，没必要把集群做得太小。

什么是4K？

目前绝大多数机械硬盘默认为512字节扇区，采用DRAM作为存储介质，而SLC颗粒和MLC颗粒都属于NAND闪存存储单元。这个硬盘的扇区是4K，是4K的发源地！

Win 98 到 XP 时代，系统大多数采用 FAT 格式，这种格式具备32位、16位磁盘格式相互兼容，所以被当时大多数朋友采纳作为系统盘。而从Windows Vista 时代，由于已经不需要16位的DOS了，所以之后系统全部采用了纯32位的NTFS格式，NTFS格式也升级到了第五代。

其实从Window XP时代就有NTFS格式了。但在当时，这种格式虽然性能和安全性更高，但兼容性较差，所以不作为系统分区，一般作为存储分区使用。从Vista时代开始，兼容性就解决了，一直流行至今。

NTFS格式的一个特征是起始簇的位置。NTFS分区的起始位置不是从0开始，而是从LBA63开始，即第63个扇区开始存储。而NFTS认为扇区默认为512字节，而不是智能调整到第六十三个扇区。那么问题来了，63扇区× 512字节=31.5K，也就是磁盘的前31.5K无法使用。

即使使用机械硬盘，如果使用固态硬盘，也需要占用31.5K-35.5K之间的磁盘扇区来存储第一个字。最糟糕的是，这样安排下去，一个扇区的每一个4K位置都会导致一个数据存储在两个扇区中。而这种排列，只要到了能被4K整除的位置，就占了2个扇区的100%，哪怕只写了一个字。

目前固态硬盘的MLC和SLC都有读写次数，大大损害了性能和寿命，增加了读取次数。这个时候不管集群有多大，都会造成性能和空之间的浪费，所以这个问题就叫4K！

随着时代的发展，硬盘的容量也在不断扩大，这使得之前定义的每扇区512字节不再那么合理。因此，每扇区512字节变为每扇区4096字节，现在通常称为“4K扇区”。

随着NTFS成为标准硬盘文件系统，其文件系统的默认分配单元大小(簇)也是4096字节。为了使簇与扇区对应，即使物理硬盘分区与计算机使用的逻辑分区对齐，也要保证硬盘读写效率。因此，发展了“4K线形”的概念。

传统硬盘的每个扇区固定为512字节，而新标准的“4K扇区”硬盘，尤其是固态硬盘，为了保证与操作系统的兼容性，被厂商模拟为512B扇区。此时，4K扇区和4K集群之间将出现错位。

因此，需要使用“4k对齐”将SSD的模拟扇区对齐为“4K扇区”。“4K对齐”就是将硬盘扇区对齐到8的整数倍，即512B*8=4096B，4096字节就是4K，所以只要是8的倍数，就是4K对齐。

简单来说，写一个4KB的数据，实际操作中会有两次写操作，而4K对齐使得操作系统的最小分配单元对应一页闪存，这样操作系统写一个4KB的数据就可以一次性完成，不仅减少了读取次数，还提高了效率，这也是4K对齐SSD性能和寿命有帮助的原因。

从Win7以上的Windows操作系统开始，系统内置的磁盘管理工具已经具备了4K对齐功能，可以直接在装有4K固态硬盘的电脑上操作。只需格式化硬盘，选择分配单元大小为4096或2048，如下图所示。

另外，现在很多硬盘分区工具，比如Diskgen和Partition Assistant，也支持4K对齐。只需在硬盘分区时勾选“对齐以下扇区的整数倍”，然后在下面的扇区数中选择2048或4096，如下图所示。

固态硬盘2048和4096的4K校准差异

在SSD的4K对齐操作中，分配单元(扇区数量)一般有512、1024、2048、4096、8192、16K等可选值。目前选择最多的用户是1024、2048、4096，后两者是目前最常见的。那么，4K排列扇区数选择2048还是4098好呢？

有人说使用Win7或Win8系统或32位系统时，4K对齐推荐2048扇区，Win10或64位系统固态硬盘推荐4096扇区。这是真的吗？

根据测试，在Win10系统下，4K对齐2048扇区的128GB SSD性能略好于4096，说明在Win7/8系统下，4K对齐2048扇区的小容量SSD性能略好。在Win10或高容量SSD场景中，建议选择默认的4096扇区对齐。但总的来说，无论是选择2048还是4098进行固态硬盘的4K校准，性能都没有太大差异。毕竟价值观没有太大差别。在固态硬盘的4K对准中，你一般选择默认，所以你根本不用太纠结。