别让SSD沦为半吊子,简述4K对齐

   
 华南区技术负责人

概要
购置了SSD硬盘,想要了解如何通过4K对齐发挥SSD最大的性能?本文将会为您诠释什么是4K对齐及如何为SD硬盘进行4K对齐操作。



满心欢喜为计算机购置了新的SSD硬盘,利用软件测试却发现硬盘的读写速度远低于厂商标识的理论速度?如果你遇到了这样的情况,那么这可能是SSD硬盘没有进行4K对齐惹的祸。

什么是4K对齐?

传统的机械硬盘的读写操作都是以扇区作为单位,大多数老式机械硬盘每个扇区的大小是512字节,而采用NAND闪存作为储存单元的SSD,扇区大小一般为4KB。


4K对齐实际上是物理扇区与数据簇之间的对齐,当我们没有在4K对齐的硬盘上创建分区时,分区始终不会从物理扇区的起始位置开始,这意味着当进行读写操作时,物理扇区和数据簇会发生偏移。

因此,读取保存在一个数据簇的内容时,硬盘将会访问两个扇区,从而增加访问时间并减慢读写速度,同理,写入文件时同样会对两个物理扇区进行操作,必然会增加写入次数并浪费了磁盘空间。


用最简单的话来说,就是在读写同一份大小为4KB的资料时,没有4K对齐的SSD需要进行两次的扇区数据调取操作,进行对齐后就能将数据簇与SSD闪存的最小存储单元对应,在一次读写操作中就能完成数据的调取

4K 对齐有必要吗?

从下图我们能够看到4K对齐前后,整体读取以及写入对比还是有所差异的:4K对齐后,SSD的读写速度及跑分都有明显的提升。我们都知道SSD的性能好不好就是看读写速度够不够快,4K对齐则能够帮助SSD发挥最高性能,让用户能够完全体验到SSD的快捷。

如果SSD 4K不对齐,写入的数据写入点正好会介于两个4K扇区的之间,也就是说即使是写入最小量的数据,也会使用到两个4K扇区,这样会造成跨区读写,读写次数放大,从而影响读写速度。

另外由于固态硬盘写入次数有限,如果4K不对齐,寿命也会缩短。所以使用SSD必须要进行4K对齐。



4K对齐前
若4K不对齐,AS SSD Benchmark软件左上角会提示“BAD”的字眼。



4K对齐后
如果4K对齐,AS SSD Benchmark软件的左上角会显示“OK”的字眼。


*测试结果项目解读:
1. Seq – 持续测试
2. 4K – 随机单队列深度测试
3. 4K-64Thrd – 随机64队列深度测试
4. Acc.time – 资料访问时间测试

从上面的测试结果可以看出,虽然在持续读取的速度上,4K对齐前后的SSD读取速度不相上下,但是持续写入速度提升了接近60%!另外,关于4K写入的速度也有非常显著的提升:5倍,可以说是天差地别了。

如何查看SSD是否已4K对齐?

由于4K对齐并不是什么新鲜的事物,如AS SSD Bencnmark这一类第三方软件都有专门的选项标识硬盘是否已经4K对齐,但就算不借助其他软件,利用WINDOWS系统自带的工具也能轻松检测硬盘的4K对齐情况。

查看SSD是否已4K对齐的具体方法

1. 在键盘上按下WINDOWS键+R,或者在左下角的开始菜单搜索栏中键入“msinfo32”。



2. 在组件-存储-磁盘分栏中,找到分区起始偏移一栏,如果这个数值可以被4096整除,那么就代表该硬盘已进行4K对齐。如图所示,1048576/4096=256,代表硬盘已经进行过4K对齐。


如何对SSD进行4K对齐?

如果您在为硬盘进行格式化分区时,使用的是微软Windows 7以上的系统内置磁盘管理工具的话,那么实际上在完成格式化分区操作后,分区就默认成为了4K对齐的分区,用户无需再额外进行设置。

如果您的操作系统版本低于Windows 7,或者当前分区还未进行4K对齐但又不想重做系统,那么就需要借助第三方软件来实现,比较常用的软件有Disk Genius。

值得一提的是,无论是什么版本的操作系统,在使用Renee Becca将操作系统迁移到SSD的过程中,软件将向目标分区自动进行4K对齐,免除用户的后顾之忧。

都叫兽结语:

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