一定要。4K對齊是固態(tài)硬盤使用中必備的一步，通過4K對齊，可以讓操作系統(tǒng)讀寫大小與硬盤的讀寫區(qū)塊尺寸一致，從而不會導(dǎo)致因為兩者大小不匹配而讓數(shù)據(jù)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)硬盤更加習(xí)慣電腦系統(tǒng)，從而加快二者的效率，進(jìn)而提高硬盤的讀寫性能。如果固態(tài)硬盤不對齊4K的話，壽命和速度都會大幅度縮水。

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

我們都知道機械硬盤在分區(qū)的時候是不需要的4k對齊的，那么如果是固態(tài)硬盤一定有要4k對齊嗎？

一定要。4K對齊是固態(tài)硬盤使用中必備的一步。

原因：

• 硬盤的基本單元是扇區(qū)，現(xiàn)在硬盤的物理扇區(qū)就是4096個字節(jié)（以前是512，半K），即4K。而文件系統(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(yīng)，便硬盤達(dá)到最佳性能和壽命。假設(shè)一下，如果物理扇區(qū)是4K，而簇是6K，那么，寫一個簇的文件，需要占兩個物理扇區(qū)，硬盤的寫入量就是雙倍，這不但加大了硬盤的損耗，還大大減慢了速度（一個寫入動作變成兩個）。

• 而通過4K對齊，可以讓操作系統(tǒng)讀寫大小與硬盤的讀寫區(qū)塊尺寸一致，從而不會導(dǎo)致因為兩者大小不匹配而讓數(shù)據(jù)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)硬盤更加習(xí)慣電腦系統(tǒng)，從而加快二者的效率，進(jìn)而提高硬盤的讀寫性能。如果固態(tài)不對齊4K的話，壽命和速度都會大幅度縮水。

物理扇區(qū)的概念

分區(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(guān)系。我們知道，硬盤的基本讀寫單位是“扇區(qū)”。對于硬盤的讀寫操作，每次讀寫都是以扇區(qū)為單位進(jìn)行的，最少一個扇區(qū)，通常是512個字節(jié)。由于硬盤數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的限制，單獨讀寫1個或幾個字節(jié)是不可能的。通過系統(tǒng)提供的接口讀寫文件數(shù)據(jù)時，看起來可以單獨讀寫少量字節(jié)，實際上是經(jīng)過了操作系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換才實現(xiàn)的。硬盤實際執(zhí)行時讀寫的仍然是整個扇區(qū)。

近年來，隨著對硬盤容量的要求不斷增加，為了提高數(shù)據(jù)記錄密度，硬盤廠商往往采用增大扇區(qū)大小的方法，于是出現(xiàn)了扇區(qū)大小為4096字節(jié)的硬盤。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)會有兼容性問題，有的系統(tǒng)或軟件無法適應(yīng)。為了解決這個問題，硬盤內(nèi)部將物理扇區(qū)在邏輯上劃分為多個扇區(qū)片段并將其作為普通的扇區(qū)（一般為512字節(jié)大?。﹫蟾娼o操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。這樣的扇區(qū)片段我們稱之為“邏輯扇區(qū)”。實際讀寫時由硬盤內(nèi)的程序（固件）負(fù)責(zé)在邏輯扇區(qū)與物理扇區(qū)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，上層程序“感覺”不到物理扇區(qū)的存在。

邏輯扇區(qū)是硬盤可以接受讀寫指令的最小操作單元，是操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序可以訪問的扇區(qū)，多數(shù)情況下其大小為512字節(jié)。我們通常所說的扇區(qū)一般就是指的邏輯扇區(qū)。物理扇區(qū)是硬盤底層硬件意義上的扇區(qū)，是實際執(zhí)行讀寫操作的最小單元。是只能由硬盤直接訪問的扇區(qū)，操作系統(tǒng)及應(yīng)用程序一般無法直接訪問物理扇區(qū)。一個物理扇區(qū)可以包含一個或多個邏輯扇區(qū)（比如多數(shù)硬盤的物理扇區(qū)包含了8個邏輯扇區(qū)）。當(dāng)要讀寫某個邏輯扇區(qū)時，硬盤底層在實際操作時都會讀寫邏輯扇區(qū)所在的整個物理扇區(qū)。

這里說的“硬盤”及其“扇區(qū)”的概念，同樣適用于存儲卡、固態(tài)硬盤（SSD）。接下來我們統(tǒng)稱其為“磁盤”。它們在使用上的基本原理是一致的。其中固態(tài)硬盤在實現(xiàn)上更加復(fù)雜，它有“頁”和“塊”的概念，為了便于理解，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)硬盤在寫入數(shù)據(jù)之前必須先執(zhí)行擦除操作，不能直接寫入到已存有數(shù)據(jù)的塊，必須先擦除再寫入。所以固態(tài)硬盤（SSD）對分區(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，造成讀寫性能下降。

分區(qū)及其格式化

磁盤在使用之前必須要先分區(qū)并格式化。簡單的理解，分區(qū)就是指從磁盤上劃分出來的一大片連續(xù)的扇區(qū)。格式化則是對分區(qū)范圍內(nèi)扇區(qū)的使用進(jìn)行規(guī)劃。比如文件數(shù)據(jù)的儲存如何安排、文件屬性儲存在哪里、目錄結(jié)構(gòu)如何存儲等等。分區(qū)經(jīng)過格式化后，就可以存儲文件了。格式化程序會將分區(qū)里面的所有扇區(qū)從頭至尾進(jìn)行分組，劃分為固定大小的“簇”，并按順序進(jìn)行編號。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。格式化以后，分區(qū)就會以“簇”為最小單位進(jìn)行讀寫。文件的數(shù)據(jù)、屬性等等信息都要保存到“簇”里面。

為什么要分區(qū)對齊

為磁盤劃分分區(qū)時，是以邏輯扇區(qū)為單位進(jìn)行劃分的，分區(qū)可以從任意編號的邏輯扇區(qū)開始。如果分區(qū)的起始位置沒有對齊到某個物理扇區(qū)的邊緣，格式化后，所有的“簇”也將無法對齊到物理扇區(qū)的邊緣。如下圖所示，每個物理扇區(qū)由4個邏輯扇區(qū)組成。分區(qū)是從3號扇區(qū)開始的。格式化后，每個簇占用了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)。

由于磁盤總是以物理扇區(qū)為單位進(jìn)行讀寫，在這樣的分區(qū)情況下，當(dāng)要讀取某個簇時，實際上總是需要多讀取一個物理扇區(qū)的數(shù)據(jù)。比如要讀取0號簇共4個邏輯扇區(qū)的數(shù)據(jù)，磁盤實際執(zhí)行時，必須要讀取0號和1號兩個物理扇區(qū)共8個邏輯扇區(qū)的數(shù)據(jù)。同理，對“簇”的寫入操作也是這樣。顯而易見，這樣會造成讀寫性能的嚴(yán)重下降。

下面再看對齊的情況。如下圖所示，分區(qū)從4號扇區(qū)開始，剛好對齊到了物理扇區(qū)1的邊緣，格式化后，每個簇同樣占用了4個扇區(qū)，而且這些簇都對齊到了物理扇區(qū)的邊緣。

在這樣對齊的情況下，當(dāng)要讀取某個簇，磁盤實際執(zhí)行時并不需要額外讀取任何扇區(qū)，可以充分發(fā)揮磁盤的讀寫性能。顯然這正是我們需要的。

由此可見，對于物理扇區(qū)大小與邏輯扇區(qū)大小不一致的磁盤，分區(qū)4K對齊才能充分發(fā)揮磁盤的讀寫性能。而不對齊就會造成磁盤讀寫性能的下降。

如何才能對齊

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

如何檢測物理扇區(qū)大小

劃分分區(qū)時，要想實現(xiàn)4K對齊，必須首先知道磁盤物理扇區(qū)的大小。那么如何查詢呢？

打開DiskGenius軟件，點擊要檢測的磁盤，在軟件界面右側(cè)的磁盤參數(shù)表中，可以找到“扇區(qū)大小”和“物理扇區(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，這個磁盤的物理扇區(qū)大小為4096字節(jié)，通過計算得知，它包含了8個邏輯扇區(qū)。

對齊到多少個扇區(qū)才正確

知道了“扇區(qū)大小”和“物理扇區(qū)大小”，用“物理扇區(qū)大小”除以“扇區(qū)大小”就能得到每個物理扇區(qū)所包含的邏輯扇區(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，比如物理扇區(qū)大小是4096字節(jié)，邏輯扇區(qū)大小是512字節(jié)，那么4096除以512，等于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。比如對齊到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。并不是這個除數(shù)數(shù)值越大越好。Windows系統(tǒng)默認(rèn)對齊的扇區(qū)數(shù)是2048。這個數(shù)值基本上能滿足幾乎所有磁盤的4K對齊要求了。

為什么大家都說4K對齊

習(xí)慣而已。因為開始出現(xiàn)物理扇區(qū)的概念時，多數(shù)磁盤的物理扇區(qū)大小都是4096即4K字節(jié)，習(xí)慣了就俗稱4K對齊了。實際劃分分區(qū)時還是要檢測一下物理扇區(qū)大小，因為有些磁盤的物理扇區(qū)可能包含4個、8個、16個或者更多個邏輯扇區(qū)（總是2的n次方）。知道物理扇區(qū)大小后，再按照剛才說的計算方法，以物理扇區(qū)包含的邏輯扇區(qū)個數(shù)為基準(zhǔn)，對齊到實際的物理扇區(qū)大小才是正確的。如果物理扇區(qū)大小是8192字節(jié)，那就要按照8192字節(jié)來對齊，嚴(yán)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軟件為例，建立新分區(qū)時，在“建立新分區(qū)”對話框中勾選“對齊到下列扇區(qū)數(shù)的整數(shù)倍”，然后選擇需要對齊的扇區(qū)數(shù)目，點“確定”后建立的分區(qū)就是對齊的了。如下圖所示：

軟件在“扇區(qū)數(shù)目”下拉框中列出了很多的選項，從中選擇任意一個大于物理扇區(qū)大小的扇區(qū)數(shù)都是可以的，都能滿足對齊要求。軟件列出那么多的扇區(qū)數(shù)選項只是增加了選擇的自由度，并不是數(shù)值越大越好。使用過大的數(shù)值可能會造成磁盤空間的浪費。軟件默認(rèn)的設(shè)置已經(jīng)能夠滿足幾乎所有磁盤的 4K對齊要求。

除了“建立新分區(qū)”對話框，DiskGenius軟件還有一個“快速分區(qū)”功能，其中也有相同的對齊設(shè)置。如下圖所示：

如何檢測是否對齊

作為一款強大的分區(qū)管理軟件，DiskGenius同樣提供了分區(qū)4K對齊檢測的功能。你可以用它檢測一下自己硬盤的分區(qū)是否對齊了。使用方法很簡單，打開軟件后，首先在軟件左側(cè)選中要檢測的磁盤，然后選擇“工具”菜單中的“分區(qū)4KB扇區(qū)對齊檢測”，軟件立即顯示檢測結(jié)果，如下圖所示：

最右側(cè)“對齊”一欄是“Y”的分區(qū)就是對齊的分區(qū)，否則就是沒有對齊。沒有對齊的分區(qū)會用紅色字體顯示。

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