一定要。 4K對齊是固態(tài)硬碟使用中必備的一步，透過4K對齊，可以讓作業(yè)系統(tǒng)讀寫大小與硬碟的讀寫區(qū)塊尺寸一致，從而不會導致因為兩者大小不匹配而讓資料拆分，影響整體的讀寫速度。簡單的來講，4K對齊就是讓固態(tài)硬碟更習慣電腦系統(tǒng)，加速二者的效率，進而提升硬碟的讀寫效能。如果固態(tài)硬碟不對齊4K的話，壽命和速度都會大幅縮水。

本教學操作環(huán)境：windows7系統(tǒng)、DiskGenius V5.1.0.653、Dell G3電腦。

我們都知道機械硬碟在分割的時候是不需要的4k對齊的，那如果是固態(tài)硬碟一定有要4k對齊嗎？

一定要。 4K對齊是固態(tài)硬碟使用中必備的一步。

原因：

• 硬碟的基本單元是磁區(qū)，現(xiàn)在硬碟的實體磁區(qū)就是4096個位元組（以前是512，半K），也就是4K 。而檔案系統(tǒng)的基本單位是簇，簇只有在同樣是4K的情況下，才與物理的扇區(qū)一一對應，便硬碟達到最佳效能和壽命。假設一下，如果實體磁區(qū)是4K，而簇是6K，那麼，寫一個簇的文件，需要佔兩個實體磁區(qū)，硬碟的寫入量就是雙倍，這不但加大了硬碟的損耗，還大大減慢了速度（一個寫入動作變成兩個）。

• 而透過4K對齊，可以讓作業(yè)系統(tǒng)讀寫大小與硬碟的讀寫區(qū)塊尺寸一致，而不會導致因為兩者大小不符而讓資料拆分，影響整體的讀寫速度。

• 簡單的來講，4K對齊就是讓固態(tài)硬碟更習慣電腦系統(tǒng)，進而加快二者的效率，進而提升硬碟的讀寫效能。如果固態(tài)不對齊4K的話，壽命和速度都會大幅縮水。

物理磁區(qū)的概念

分割區(qū)對齊，是指將分區(qū)起始位置對齊到一定的扇區(qū)。我們要先了解對齊和扇區(qū)的關係。我們知道，硬碟的基本讀寫單位是「磁區(qū)」。對於硬碟的讀寫操作，每次讀寫都是以磁區(qū)為單位進行的，最少一個磁區(qū)，通常是512個位元組。由於硬碟資料儲存結構的限制，單獨讀寫1個或幾個位元組是不可能的。透過系統(tǒng)提供的介面讀寫檔案資料時，看起來可以單獨讀寫少量字節(jié)，實際上是經過了作業(yè)系統(tǒng)的轉換才實現(xiàn)的。硬碟實際執(zhí)行時讀寫的仍然是整個磁區(qū)。

近年來，隨著對硬碟容量的要求不斷增加，為了提高資料記錄密度，硬碟廠商往往採用增加磁區(qū)大小的方法，於是出現(xiàn)了磁區(qū)大小為4096位元組的硬碟。我們將這樣的扇區(qū)稱之為「物理扇區(qū)」。但是這樣的大扇區(qū)會有相容性問題，有的系統(tǒng)或軟體無法適應。為了解決這個問題，硬碟內部將實體磁區(qū)在邏輯上劃分為多個磁區(qū)片段並將其作為普通的磁區(qū)（一般為512位元組大?。﹫蟾娼o作業(yè)系統(tǒng)及應用軟體。這樣的磁區(qū)片段我們稱為「邏輯磁區(qū)」。實際讀寫時由硬碟內的程式（韌體）負責在邏輯磁區(qū)與實體磁區(qū)之間進行轉換，上層程式「感覺」不到實體磁區(qū)的存在。

邏輯磁區(qū)是硬碟可以接受讀寫指令的最小操作單元，是作業(yè)系統(tǒng)及應用程式可以存取的磁區(qū)，多數(shù)情況下其大小為512位元組。我們通常所說的扇區(qū)一般就是指的邏輯扇區(qū)。實體磁區(qū)是硬碟底層硬體意義上的磁區(qū)，是實際執(zhí)行讀寫作業(yè)的最小單元。是只能由硬碟直接存取的磁區(qū)，作業(yè)系統(tǒng)及應用程式一般無法直接存取實體磁區(qū)。一個實體磁區(qū)可以包含一個或多個邏輯磁區(qū)（例如多數(shù)硬碟的實體磁區(qū)包含了8個邏輯磁區(qū)）。當要讀寫某個邏輯磁區(qū)時，硬碟底層在實際操作時都會讀寫邏輯磁區(qū)所在的整個實體磁區(qū)。

這裡所說的「硬碟」及其「磁區(qū)」的概念，同樣適用於記憶卡、固態(tài)硬碟（SSD）。接下來我們統(tǒng)稱其為「磁碟」。它們在使用上的基本原理是一致的。其中固態(tài)硬碟在實作上更加複雜，它有「頁」和「塊」的概念，為了便於理解，我們可以簡單的將其視同為邏輯扇區(qū)和物理扇區(qū)。另外固態(tài)硬碟在寫入資料之前必須先執(zhí)行擦除操作，不能直接寫入到已存有資料的區(qū)塊，必須先擦除再寫入。所以固態(tài)硬碟（SSD）對分割區(qū)4K對齊的要求更高。如果沒有對齊，額外的動作會增加更多，造成讀寫效能下降。

分割區(qū)及其格式化

磁碟在使用之前必須先分割並格式化。簡單的理解，分割區(qū)就是指從磁碟上劃分出來的一大片連續(xù)的磁區(qū)。格式化則是對分割區(qū)範圍內磁區(qū)的使用進行規(guī)劃。例如檔案資料的儲存如何安排、檔案屬性儲存在哪裡、目錄結構如何儲存等等。分割區(qū)經過格式化後，就可以儲存檔案了。格式化程式會將分割區(qū)裡面的所有磁區(qū)從頭到尾分組，分割為固定大小的“簇”，並依序編號。每個「簇」可固定包含一個或多個扇區(qū)，其扇區(qū)個數(shù)總是2的n次方。格式化以後，分割區(qū)就會以「簇」為最小單位進行讀寫。文件的資料、屬性等等資訊都要儲存到「簇」裡面。

為什麼要分割區(qū)對齊

為磁碟分割分割區(qū)時，是以邏輯磁區(qū)為單位分割的，分割區(qū)可以從任意編號的邏輯扇區(qū)開始。如果分割區(qū)的起始位置沒有對齊到某個實體磁區(qū)的邊緣，格式化後，所有的「群集」也將無法對齊到實體磁區(qū)的邊緣。如下圖所示，每個實體磁區(qū)由4個邏輯磁區(qū)組成。分區(qū)是從3號扇區(qū)開始的。格式化後，每個簇佔用了4個扇區(qū)，這些簇都沒有對齊到物理扇區(qū)的邊緣，也就是說，每個簇都跨越了2個物理扇區(qū)。

由於磁碟總是會以實體磁區(qū)為單位進行讀寫，在這樣的分割區(qū)情況下，當要讀取某個叢集時，實際上總是需要多讀取一個實體磁區(qū)的資料。例如要讀取0號簇共4個邏輯磁區(qū)的數(shù)據(jù)，磁碟實際執(zhí)行時，必須讀取0號和1號兩個實體磁區(qū)共8個邏輯磁區(qū)的資料。同理，對「簇」的寫入操作也是這樣。顯而易見，這樣會造成讀寫效能的嚴重下降。

下面再看對齊的情況。如下圖所示，分割區(qū)從4號磁區(qū)開始，剛好對齊到了實體磁區(qū)1的邊緣，格式化後，每個叢集同樣佔用了4個磁區(qū)，而且這些磁區(qū)都對齊到了物理磁區(qū)的邊緣。

在這樣對齊的情況下，當要讀取某個簇，磁碟實際執(zhí)行時並不需要額外讀取任何磁區(qū)，可以充分發(fā)揮磁碟的讀取寫入性能。顯然這正是我們所需要的。

由此可見，對於實體磁區(qū)大小與邏輯磁區(qū)大小不一致的磁碟，分割區(qū)4K對齊才能充分發(fā)揮磁碟的讀寫效能。而不對齊就會造成磁碟讀寫效能的下降。

如何對齊

透過前述圖示的兩個例子可以看到，只要將分區(qū)的起始位置對齊到實體扇區(qū)的邊緣，格式化程式就會將每個簇也對齊到物理磁區(qū)的邊緣，這樣就實現(xiàn)了分割區(qū)的對齊。其實對齊很簡單。

如何偵測實體磁區(qū)大小

分割分割區(qū)時，若要實作4K對齊，必須先知道磁碟物理磁區(qū)的大小。那麼如何查詢呢？

開啟DiskGenius軟體，點選要偵測的磁碟，在軟體介面右側的磁碟參數(shù)表中，可以找到「磁區(qū)大小」和「實體磁區(qū)大小」。其中「扇區(qū)大小」指的是邏輯扇區(qū)的大小。如圖所示，這個磁碟的實體磁區(qū)大小為4096字節(jié)，透過計算得知，它包含了8個邏輯磁區(qū)。

對齊到多少個磁區(qū)才正確

知道了“磁區(qū)大小”和“實體磁區(qū)大小”，用「實體磁區(qū)大小」除以「磁區(qū)大小」就能得到每個實體磁區(qū)所包含的邏輯磁區(qū)個數(shù)。這個數(shù)值就是我們要對齊的扇區(qū)個數(shù)的最小值。只要將分區(qū)起始位置對齊到這個數(shù)值的整數(shù)倍就可以了。舉個例子，例如物理磁區(qū)大小是4096字節(jié)，邏輯磁區(qū)大小是512字節(jié)，那麼4096除以512，等於8。我們只要將分區(qū)起始位置對齊到8的整數(shù)倍扇區(qū)就能滿足分區(qū)對齊的要求。例如對齊到8、16、24、32、... 1024、2048等等。只要這個起始扇區(qū)號能夠被8整除就都可以。並不是這個除數(shù)數(shù)值越大越好。 Windows系統(tǒng)預設對齊的磁區(qū)數(shù)是2048。這個數(shù)值基本上能滿足幾乎所有磁碟的4K對齊要求了。

為什麼大家都說4K對齊

習慣而已。因為開始出現(xiàn)物理磁區(qū)的概念時，多數(shù)磁碟的物理磁區(qū)大小都是4096即4K字節(jié)，習慣了就俗稱4K對齊了。實際分割分割區(qū)時還是要偵測一下實體磁區(qū)大小，因為有些磁碟的實體磁區(qū)可能包含4個、8個、16個或更多個邏輯磁區(qū)（總是2的n次方）。知道物理磁區(qū)大小後，再依照剛才說的計算方法，以物理磁區(qū)包含的邏輯磁區(qū)個數(shù)為基準，對齊到實際的實體磁區(qū)大小才是正確的。如果物理磁區(qū)大小是8192字節(jié)，那就要依照8192位元組來對齊，嚴格來講，這就不能叫4K對齊了。

劃分分區(qū)時如何具體操作分區(qū)對齊

以DiskGenius軟體為例，在建立新分區(qū)時，在「建立新分區(qū)」對話方塊中勾選「對齊到下列扇區(qū)數(shù)的整數(shù)倍”，然後選擇需要對齊的扇區(qū)數(shù)目，點“確定”後建立的分區(qū)就是對齊的了。如下圖所示：

軟體在「磁區(qū)數(shù)目」下??拉方塊中列出了許多的選項，從中選擇任一個大於物理磁區(qū)大小的磁區(qū)數(shù)都是可以的，都能滿足對齊要求。軟體列出這麼多的扇區(qū)數(shù)選項只是增加了選擇的自由度，並不是數(shù)值越大越好。使用過大的數(shù)值可能會造成磁碟空間的浪費。軟體預設的設定已經能夠滿足幾乎所有磁碟的 4K對齊要求。

除了「建立新分區(qū)」對話框，DiskGenius軟體還有一個「快速分區(qū)」功能，其中也有相同的對齊設定。如下圖所示：

如何偵測是否對齊

作為一款強大的分區(qū)管理軟體，DiskGenius也提供了分區(qū)4K對齊檢測的功能。你可以用它來偵測一下自己硬碟的分割區(qū)是否對齊了。使用方法很簡單，打開軟體後，首先在軟體左側選取要偵測的磁碟，然後選擇“工具”選單中的“分割區(qū)4KB磁區(qū)對齊檢測”，軟體立即顯示偵測結果，如下圖所示：

最右邊「對齊」一欄是「Y」的分割區(qū)就是對齊的分割區(qū)，否則就是沒有對齊。沒有對齊的分割區(qū)會用紅色字體顯示。

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