4K对齐

4K对齐是一种硬盘技术，用特定方式将文件系统格式与硬盘的電磁物理結構進行搭配，以提高硬盘寿命並提高使用硬盘空间的效率。因该技术将磁碟片物理扇区与文件系统的每簇(Cluster, 叢集)共4096字节相互对齐而得名。

 背景 

机械硬盘

在磁盘发展早期，每扇区为512字节比较适合当时硬盘的储存结构。但随着单盘容量的增加，储存密度的上升会明显降低磁头读取磁盘的信噪比，虽然可以用ECC校验保证数据可靠性，但消耗的空间会抵消储存密度上升带来的多余空间。所以提出以4KB为一个扇区为主的改变。现时硬碟廠商新推出的硬碟，都將遵循先進格式化（4KB扇区）的設計以对应新的储存结构和文件系统问题。

固态硬盘
相对于机械硬盘来说，4K对齐对于固态硬盘意义更大，现时的固态硬盘多为使用NAND Flash閃存作存储核心，该閃存具有删除、写入次数限制，当次数用完后该固态硬盘便会性能下降甚至报废；当然很多厂商设计固态硬盘存储方式为不在短时间内删除写入同一个位置，尝试全面均匀使用每一个扇区以达到期望寿命，然而在没有4K对齐的电脑上这将会使固态硬盘寿命快速下降。
原理
当使用某一文件系统将硬盘格式化时，文件系统会将硬盘扇区、磁道与柱面统计整理，并定义一个簇为多少扇区，方便快速存储。例如：现时Windows中常见使用的NTFS文件系统，默认定义为4096字节大小为一个簇。但NTFS分区因为其引导区占用了一个磁道共63个扇区，真正的文件系统在63号扇区之后，这会导致每个簇都会跨越两个扇区，占据第一个扇区的后512字节和第二个扇区的前3584字节。文件系统在读写某个簇的时候，硬盘需要读写两个物理单元，这会降低读写速度，并缩短使用寿命。现时一般使用一些硬盘分区软件在主引导记录的63个扇区后空出数个扇区以对齐文件系统的每簇4096字节，以避免过多的读写操作，提升读写速度、延长使用寿命。

 注释 

 参考 
先進格式化
硬盘
文件系统
字节

 外部連結 
4K对齐是什么-PConline

Category:硬盘驱动器
Category:電腦儲存
Category:磁盘文件系统