25%火力丢失 浅析硬盘4k扇区对齐

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1、25%火力丢失浅析硬盘4K扇区对齐   从09年开始上市扇区大小为4096K的硬盘开始，技术上逐渐通过增加磁盘密度，磁道数以及碟片数来提高硬盘容量，高级格式化也逐渐融入到技术名词中。但你可知道如果没有进行合理分区，性能有可能降低高达25%？   去年的这个时候，高级格式化和4K扇区等名词开始在行业中普及，一些如分区对齐和SmartAlign这些技术操作被小部分发烧友重视起来。论坛中相继有各种询问帖，操作帖大幅度涌出，顺水推舟的让此类扇区进步得到了绝大多数用户的认可。今天在这里，我们温习的同时来看看，在单碟技术进步和SSD涌入的同时，4K标准扇区的表现能否也随着硬盘发展提供更良好的“线

2、下”服务，网传的25%性能秒杀是否属实？“高级格式化”分区技术   首先先来了解一下什么是叫做“4K对齐”。其实“4K对齐”相关联的是一个叫做“高级格式化”的分区技术。“高级格式化”是目前硬盘设备根据数据结构采用的名称。这是主要鉴于目前的硬盘容量不断扩展，使得之前定义的每个扇区512字节不再是那么的合理，于是将每个扇区512字节改为每个扇区4096个字节，也就是现在常说的“4K扇区”。   其实每扇区512个字节的定义起源于电脑发展的初期，因此在那时将硬盘容量切分成每块512个字节是平衡与文件管理和存储之间的。而现在主流硬盘容量已经攀升到1TB甚至更高，再用老标准去管理现超大容量的硬

3、盘不但显得繁琐，而且降低效率，因此提升单个扇区的容量就势在必行了。产品：ConstellationES.2企业级3TB7200转64MBSATA3（ST33000650NS） 希捷 硬盘 新磁盘策略犹如内存带宽发展新磁盘策略：4K技术时代犹如内存带宽   在笔者多篇文章中，我们反复提到过硬盘扇区的分类为逻辑扇区和物理扇区，但介于两者间的规格大小无差异，在512K时代并没有严格要求将逻辑和物理区分开。随着大扇区4K规格的介入，扇区的划分再一次打出叹号，这种关系模式仍然需要重视。在《重谈硬盘坏道检测修复全新思路介绍》一文中，我们着重谈论过两者扇区的区别与重要性。   当随着硬盘容量越来越

4、大，数据集中存储在磁盘的每一个单位面积上，就像一条马路上行驶的车辆变多，事故发生率就变大，堵塞缓慢掉速的问题也成倍增长。问题出现，技术就需要改善，最妥当的方法就是加大扇区容量，提高处理空间，在512K的基础上增加值，从而使用功能更强的纠错方法。4K发展趋势截至今日在硬盘上的使用得到彻底推广   犹如内存的发展一样，机械硬盘的焦点话题从转速缓存扇区大小上不断得到解决。虽然7200转现有技术还无法得到有效提升，但在4K扇区上的发展趋势无论从容量提升还是错误降低，都为硬盘整体性能优化提供了保障，在未来五年内，扇区的标准改变预计依然会持续提高。   在第一批4096K扇区硬盘产品中，由于当时

5、整个计算机软件链没有做好足够的准备，8x512字节格式的磁盘开始走向市场，在BIOS、引导程序、操作系统内核和磁盘工具等软件下，逻辑扇区看起来还是512字节的，但实际底层容量为4096K。生产此款硬盘的厂家为：WesternDigital西部数据（绿盘）。西部数据WD10EARS 1TB绿版硬盘标签特写   容量和错误纠正上通过4K标准得到了有效解决，但是由于固件中改变扇区大小会明显降低磁盘性能。在从虚拟划分8x512字节上做调整的同时，人们开始提高关于对齐理论的关注。   在当时根据西部数据的官方文档中说到的，采用了4K标准大小的扇区硬盘有一些需要注意的是：如果我们在向硬盘写入数据

6、时没有使用4K对齐，并且我们的分区也不是4K对齐的话，那么我们向硬盘写入数据时就会耗费更多的时间。此类说法在当时比较蛊惑人心，扇区容量加大难道是负面效应？产品：ConstellationES.2企业级3TB7200转64MBSATA3（ST33000650NS） 希捷 硬盘 4K无法对齐性能是如何降低的？4K无法对齐性能是如何降低的？   据笔者在相关论坛帖子中了解到，入手4k扇区硬盘朋友最关注的就是对齐和如何查看扇区大小等相关问题。按照当时官方文档说明看，如果不采用4K对齐做备份与恢复，虽然在数据完整上没有差别，但是效率会大大折扣。   性能降低还是要从I/O操作占用说起，目前文件

7、系统使用的是4096字节或以上的数据结构，当文件系统针对大小相同的物理分区时，单次数据读取只会针对一个扇区进行读写，性能降低状况不会出现。但当数据与扇区容量大小不同时，读写操作必须使用双倍的扇区空间。此类现象在大量小型文件传输时尤为明显，例如照片，音乐和视频等。简单来理解，我们可以认为在扇区不对齐的情况下，不等于4096字节的数据会占用更多的扇区来进行操作，所花费的时间也是多占用扇区的时间。   而目前很多朋友观点认为，4K扇区标准只是准对SSD固态硬盘更