什么叫4K对齐？机械硬盘4K对齐的读取优势详解

　　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SSD 固态硬盘需要对齐4K，这是共识，然而对于机械硬盘来说，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。阅读下文了解机械硬盘4K对齐的读取优势测试。

　　4K对齐解释：

　　“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

　　2、下图为4K对齐状态下的写入

　　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。

　　二、ATTO读写测试

　　1、下图为非4K对齐状态下的写入

　　2、下图为4K对齐状态下的写入

　　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）

　　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

　　2、 下面的两张图为同硬盘下零散小文件复制测试

　　3、下面的两张图为不同硬盘下大文件复制测试

　　4、下面的两张图为同硬盘下大文件复制测试

 

　　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）

　　在固态硬盘距离大规模普及还有些时日的今天，对于占着主流的机械硬盘已经很久没有革命性的技术突破了， 通过上面的测试应该可以得出结论，即使是机械硬盘，也需要对齐4K，对硬盘性能的提升有很大的帮助，虽然4K对齐虽然性能提升不像换了固态那么明显，但总归还是提升了，而且不用额外花钱，何乐而不为呢？

　　后语：

　　以上便是机械硬盘4K对齐的读取优势试验，试验证明机械硬盘进行4K对齐也是有助于提高读写稳定性的。