什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

时间:2022-05-11 17:37:06 

4K对齐,其实就是在格式化过程中使用4K对齐规则对硬盘扇区进行整理的过程。很多用户知道机械硬盘需要对齐4K,这是共识,然而对于SSD固态硬盘来说,4K对齐有没有必要呢?回答问题需要论证,以下就以机械硬盘4K对齐进行测试,验证4K对齐是否能够提升性能。

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

什么是4K对齐?

“4K对齐”就是符合“4K扇区”定义格式化过的硬盘,并且按照“4K 扇区”的规则写入数据。那么如果有“4K 对齐”一说必然就有“4K 对不齐”。“4K”对不齐是因为在NTFS6.x 以前的规范中,数据的写入点正好会介于在两个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,显然这样对写入速度和读取速度都会造成很大的影响。为此对于“4K不对齐”的情况来说,一定要修改成“4K 对齐”才行,否则对于固态硬盘来说,不但会极大的降低数据写入和读取速度,还会造成固态硬盘不必要的写入次数。

高级格式化的定义:

Advanced Format 又称“高级格式化”。硬盘行业目前正在经历扇区存储方式的变革,由盘片每扇区存储4096字节取代以往的512字节。作为最新的术语,“高级格式化”将更好地优化单碟密度,从而增加了存储空间。

它应用了最新固件,从而更好地适应最新操作系统和其他配套设施的运行。长期以来,机械硬盘在储存数据时,一直都是以512byte大小的扇区(Sector)为单位分割进行读写。随着硬盘容量的不断提升,这种古老的分配标准已经越来越显的不合时宜。

因此,硬盘行业决定将扇区容量扩大到4KB,该技术被称为“先进格式化”(Advanced Format)。传统的扇区分割机制中,每512byte的数据之间,需要间隔一个同步/分隔(Sync/DAM)区域和一个ECC错误校验区域。而在“先进格式化”模式下,每4KB为一个扇区,相当于把之前的8个扇区合而为一,只需要一个同步/分隔区域和一个容量稍大的ECC校验区。

测试目录:

一、HD Tune读取测试

因为HD Tune测试写入需要重新删除格式化分区,会影响4K对齐,所以本项测试只测试读取部分。

1、下图为非4K对齐状态下的写入;

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

2、下图为4K对齐状态下的写入;

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

3、总结:下图为HD Tune读取测试的对比图(为便于查看,存取时间分别乘以10),可以看到,在这项测试中,是否对齐4K基本上没有影响。

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

二、ATTO读写测试

1、下图为非4K对齐状态下的写入(ATTO 测试结果);

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

2、下图为4K对齐状态下的写入;

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

3、总结:通过下面的两张读取和写入的柱状图,可以清晰的看到,读取方面,4K对齐有着较为稳定的优势,而写入方面的优势更大,所以在本项测试中,4K对齐对硬盘有较为明显的提升(下图数值越大越好)。

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

三、大文件与零散小文件复制测试

1、下面的两张图为不同硬盘零散小文件复制测试;

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

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2、 下面的两张图为同硬盘下零散小文件复制测试;

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什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

3、下面的两张图为不同硬盘下大文件复制测试;

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

4、下面的两张图为同硬盘下大文件复制测试。

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

5、总结:在复制文件方面,分别测试了相同硬盘和不同硬盘下零散小文件和大文件的测试(大文件为2个ISO游戏镜像,10266MB大小,零散小文件为1963个不大于2M的文件,共1646MB大小),通过下面的柱状图可以对比发现,在复制方面,对齐4K后性能有着明显的提高,特别是在零散小文件方面,有着接近一倍的提升,这也间接证明了对齐4K后,可以有效缓解系统卡顿情况发生。 (下图数值越小越好)

什么是4K对齐?SSD固态硬盘需要4K对齐吗?

通过上面的测试应该可以得出结论,即使是固态硬盘,也需要对齐4K,对硬盘性能的提升有很大的帮助,4K对齐虽然性能提升不太明显,但总归还是提升了,而且不用额外花钱,何乐而不为呢?

后语:

试验中无论是固态硬盘还是机械硬盘进行4K对齐是有助于提高读写稳定性的,这证明了SSD进行4K对齐的好处是有的,即便不太明显,却在细微之处给我们方便。

标签:SSD
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