固態硬盤4K對齊操作對齊的到底是什么？

在購買和使用固態硬盤的過程中，大家一定都聽說過“注意4K對齊”這個提醒。那么4K對齊到底對齊了什么？為什么它如此重要？

硬盤和文件系統對數據的管理：

早期機械硬盤時代，一個硬盤扇區的大小是512字節。操作系統管理硬盤空間的最小單位是分配單元（舊稱簇），早期文件系統的一個分配單元大小也是512字節，所以文件系統層面的分配單元和硬盤上的物理扇區總是能夠做到一一對應關系。

NAND閃存的最小讀寫單位是Page（頁），它的大小隨著閃存的發展而不斷變化。目前普遍認可的閃存Page頁大小是4KB（實際大小是16KB，但主控對4KB做了充分優化），為了與過去的機械硬盤兼容，固態硬盤將一個4KB頁模擬成8個512字節扇區，這樣操作系統就不會覺察到有任何變化。

目前Windows系統常用的NTFS文件系統格式默認文件分配單元大小恰好也是4KB。但不幸的是為了容納文件分配表等元數據，硬盤分區并不是從0扇區開始的，傳統上第一個硬盤分區的起始扇區是63，即31.5KB的位置，如果分區從這個位置開始向后排布將難以與硬盤的物理扇區4K對齊。

4K不對齊的結果就是4KB大小的文件分配單元總是會跨越硬盤上的4KB物理扇區，一個分配單元的內容讀寫需要相鄰兩個物理扇區才能湊齊，大大降低了讀取性能，同時也增大了固態硬盤的寫入放大率。

4K對齊就是要讓所有硬盤分區的起始位置與硬盤物理扇區對齊。目前Windows 7以后的操作系統在建立分區時已經能夠自動對齊，只要不使用過時的DOS或PE工具箱分區軟件，就可以避免4K不對齊的問題。