什么是4K对齐 以及4K对齐的好处分享

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什么是”4k对齐”
　　首先先来了解一下什么是叫做“4k 对齐”。其实“4k对齐”相关联的是一个叫做“高级格式化”的分区技术。“高级格式化”是国际硬盘设备与材料协会为新型数据结构格式所采用的名称。这是主要鉴于目前的硬盘容量不断扩展，使得之前定义的每个扇区512字节不再是那么的合理，于是将每个扇区512字节改为每个扇区4096 个字节，也就是现在常说的“4k扇区”。
　　其实每扇区512个字节的定义起源于电脑发展的初期，因此在那时将硬盘容量切分成每块512个字节是平衡与文件管理和存储之间的。而现在主流硬盘容量已经攀升到1tb甚至更高，再用老标准去管理现超大容量的硬盘不但显得繁琐，而且降低效率，因此提升单个扇区的容量就势在必行了。
　　在了解了“4k扇区”这个定义后，就很容易理解什么是叫做“4k 对齐”了。所谓“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。

这里如果是显示ok的话，那么4k就是对齐了;如果是显示bad那么就表示4k没有对齐

4k不对齐，后果很严重
有“4k 对齐”一说必然就有“4k 对不齐”。为什么会有“4k”对不齐呢?机械硬盘从很早前，扇区大小就被定义为512b（字节），最新的先进格式机械盘终于把物理扇区提高到4kb(4096字节)，而我们现在使用的ssd，page数一般为4kb，（下一代25nm的为8kb），在ntfs6.x以前的规范中，分区offset一直是从63扇区（63x512b=31.5kb）开始，那么就会造成用户的第一个数据的前4kb会存放在系统”逻辑扇区”的31.5kb~35.5kb间，这样持续下去会造成后面所有的数据都会卡在2个物理扇区(page)容量之间，为此对于“4k不对齐”的情况来说，一定要修改成“4k对齐”才行。我们知道扇区(page)为磁盘写入的最小单位，如果卡在2个扇区(page)之间，写入的时候就需要进行读-改写操作（对ssd来说读-擦-写），造成固态硬盘不必要的写入次数，导致性能的下降，严重影响ssd读写性能及使用寿命。

但是，并不是所有的ssd不4k对齐都会对性能产生严重影响，这个主要还给看主控和厂家对ssd的优化。

镁光c300分区不对齐和对齐性能差距图：

barefoot主控分区不对齐和对齐的性能差距并不明显：

如何做到4k对齐
vista之后的操作系统，ntfs为6.x，分区offset就会设置为2048扇区，这样就不会跨2扇区(page)，也不会因为扇区offset没对齐而出现的性能下降。
对于不喜欢用vista,win7,win2008分区的朋友，要做到分区对齐就需要用某些第三方软件了。简单点的就是在新硬盘上用diskgenius进行分区，然后再安装操作系统。
方法是：快速分区时，勾选对齐，选2048或4096（根据物硬盘理扇区选择）；或者在硬盘上建立新分区，起始扇区数为2048（同win7格式化）即可，调整磁头为32，柱面为33。
对于硬盘里已经有数据，不想太折腾的朋友，可以使用paragon alignment tool 3.0进行无损4k对齐。

机械硬盘需要4k对齐吗
对于ssd固态硬盘需要对齐4k，这点已经成为共识了，而对于机械硬盘，很多人的想法应该是：又不是ssd，对齐什么4k？ 机械硬盘是否需要对齐4k呢？下面用测试验证机械硬盘对齐4k是否能够提升性能。
一般来说，2011年之后出厂的硬盘，基本都是支持高级格式化的。或者也可以使用上前提到的paragon alignment tool 3.0工具来查看自己的机械硬盘是否支持高级格式化。

复制文件时，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，但是机械硬盘，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？

ghost备份恢复如何4k对齐
“4k对齐”时代，使用ghost备份恢复，只需要记住以下几点就可以了：
1、分区到gho文件的备份无关紧要，gho文件到分区的恢复需要目标磁盘已经4k对齐；
2、ghost 11.5.1版支持整盘的备份还原offset对齐。所以磁盘到gho或者磁盘到硬盘备份、恢复操作时，需要使用11.5.1及以上版本的ghost，只要保证源盘4k对齐即可。
3、分区到分区的操作xiaowo没尝试过，网上也没看到相关文章，朋友有兴趣可以自己试试。