在之前一篇“史上最全的固態(tài)硬盤4K對齊教程”中，有不少粉絲朋友留言問到，究竟啥叫4K對齊啊，還有固態(tài)硬盤4K對齊2048和4096到底有什么區(qū)別？由于4K對齊中會涉及到不少硬盤相關的知識，今天小編再來通俗易懂的給大伙科普一下。
4K對齊什么意思？
要對固態(tài)硬盤4K對齊有一個全面了解，首先得先了解這些知識。
從windows 98到 XP 時代，是傳統的機械硬盤（HDD）的天下，硬盤容量與性能相對有限，絕大多數機械硬盤默認扇區(qū)都是512K大小。分區(qū)的時候有一個東西叫做物理存儲單元，俗稱簇，分區(qū)的時候可以指定這個大小。這個簇不是硬盤的物理結構，而是使用方法。
什么是簇?
這個簇很有意思，1個簇只能容納1個文件，但是1個簇可以包含多個扇區(qū)，當時流行小簇，因為小簇不“浪費”磁盤。
舉個例子：
比如，我的簇是10K，文件是25K，需要保存這個文件需要占用3個簇；如果簇是5K，保存該數據則需要使用5個磁盤扇區(qū)單元，這樣顯得磁盤利用率更高。這也是當時流行小簇，因為小簇不“浪費”磁盤的原因。
那么，簇是不是越小越好呢？
也不是！因為一個簇是一個磁盤最小的管理存儲單元，如果一個文件讀了4個單元和400個單元，你覺得哪個更快呢？目前大容量硬盤已經不在乎那幾K了，簇這個東西沒必要太小。
什么是4K？
目前，絕大多數機械硬盤默認都是512字節(jié)的扇區(qū)，采用的是DRAM作為存儲介質，而無論是SLC顆粒還是MLC顆粒，都屬于NAND閃存存儲單元，這種硬盤的扇區(qū)是4K，也就是4K的由來!
- Win 98 到 XP 時代，系統大多數采用 FAT 格式，這種格式具備32位、16位磁盤格式相互兼容，所以被當時大多數朋友采納作為系統盤。
- 而從Windows Vista 時代，由于已經不需要16位的DOS了，所以之后系統全部采用了純32位的NTFS格式，NTFS格式也升級到了第五代。
其實，從Window XP 時代開始，就有 NTFS 格式，只不過，當時這種格式性能，雖然更高更安全，但是兼容性差，所以一直不作為系統分區(qū)，一般作為存儲分區(qū)。而從Vista時代開始，由于兼容性得到了解決，進而一直流行至今。
NTFS格式有一個特性，那就是起始簇的位置。NTFS分區(qū)起始位置不是從0開始，而是從LBA63開始，就是第六十三個扇區(qū)開始存儲。并且NFTS默認認為扇區(qū)是512字節(jié)大小，而不是智能調節(jié)到第六十三個扇區(qū)。這樣問題就來了，63個扇區(qū)×512字節(jié)=31.5K，也就是說，磁盤的前31.5K是不能被使用的。
使用機械硬盤就算了，使用固態(tài)硬盤，存儲第一個字，也需要占用31.5K-35.5K之間的磁盤扇區(qū)。最過分的是這樣子排列下去，恰好每到一個扇區(qū)的4K位置，就會造成一個數據存2個扇區(qū)的情況。而且這樣排列，只要到了那個能被4K整除的位置就100%占用了2個扇區(qū)，哪怕只寫一個字。
目前的固態(tài)硬盤無論是MLC還是SLC，都是有寫入讀取次數的，這樣極大的損傷了性能和壽命，并且會增加讀取次數。這個時候無論簇是多大，都會造成性能和空間的浪費，所以這個問題就叫做4K!
隨著時代發(fā)展，硬盤容量不斷擴展，使得之前定義的每個扇區(qū)512字節(jié)不再是那么的合理，于是將每個扇區(qū)512字節(jié)改為每個扇區(qū)4096 個字節(jié)，也就是現在常說的“4K扇區(qū)”。
隨著NTFS成為了標準的硬盤文件系統，其文件系統的默認分配單元大小(簇)也是4096字節(jié)，為了使簇與扇區(qū)相對應，即使物理硬盤分區(qū)與計算機使用的邏輯分區(qū)對齊，保證硬盤讀寫效率，所以，有了“4K對齊”的概念。
傳統硬盤的每個扇區(qū)固定是512字節(jié)，而新標準的"4K扇區(qū)"的硬盤，尤其是固態(tài)硬盤，廠商為了保證與操作系統兼容性，也將扇區(qū)模擬成512B扇區(qū)，這時就會有4K扇區(qū)和4K簇不對齊的情況發(fā)生。
所以就要用“4K對齊"的方式，將固態(tài)硬盤模擬扇區(qū)對齊成“4k扇區(qū)”，“4K對齊”就是將硬盤扇區(qū)對齊到8的整數倍個模擬扇區(qū)，即512B*8=4096B，4096字節(jié)即是4K，所以只要是8的倍數都是4K對齊了。
簡單來說寫入一個4KB的數據，實際運行時會有兩次寫入操作，4K對齊就讓是操作系統的最小分配單元和閃存的一個頁對應起來，這樣操作系統寫入一個4KB的數據，一次就能完成，不僅減少了讀取次數，還能提升效率，這就是4K對齊SSD性能與壽命提升有幫助的原因。
從Win7以上的Windows操作系統開始，系統內置的磁盤管理工具已經具備4K對齊功能，因此可以直接在電腦上固態(tài)硬盤4K操作，只需格式化硬盤，選擇分配單元大小為 4096 或 2048 即可，如下圖所示。
另外，如今很多硬盤分區(qū)工具，如Diskgen、分區(qū)助手等工具也都支持4K對齊，只要在硬盤分區(qū)的時候，勾選上“對齊到下列扇區(qū)的整數倍”，然后在下方的扇區(qū)數中，選擇 2048 或 4096 即可，如下圖。
固態(tài)硬盤4K對齊2048和4096區(qū)別
在固態(tài)硬盤4K對齊操作中，分配單元（扇區(qū)數）一般有 512、1024、2048、4096、8192、16K等數值可選，而目前選擇用戶最多的主要是1024、2048 和 4096 這三個數值，目前最常見的還是后面2個。那么，4K對齊扇區(qū)數選2048還是4098好呢？
有人說，使用Win7或Win8系統或32位系統，4K對齊扇區(qū)數建議用2048扇區(qū)對齊，Win10或64位系統固態(tài)硬盤建議用4096扇區(qū)對齊，這種說法是真的嗎？
從測試來看，128GB的固態(tài)硬盤，在Win10系統下，4K對齊2048扇區(qū)性能比4096略微好一些，這說明在Win7/8系統下，小容量固態(tài)硬盤4K對齊，選擇2048扇區(qū)對齊略微好些。而在Win10或者大容量SSD場景下，建議還是選默認的4096扇區(qū)對齊。但總體而言，固態(tài)硬盤4K對齊無論是選2048還是4098，性能區(qū)別并不大，畢竟數值相差不大，大家在固態(tài)硬盤4K對齊操作中，一般選擇默認即可，完全不用過于糾結。
