黑苹果 ssd分区4kb手工对齐终极教程（HDD同样适用）
一，背景介绍 在硬盘容量以MB计的年代，每扇区512byte显得非常合适。但随着技术的进步，硬盘容量的增大，依旧保持512byte的扇区尺寸已经越来越不合时宜。随着存储密度的提高，磁头信噪比下降，必须在512byte之间加入40byte的ECC校验区，不仅效率低下，还浪费了巨大的存储空间。 于是4KB扇区走入了我们的视野，各大厂商纷纷推出4KB扇区的硬盘。4KB扇区之间也需要ECC校验，但是每4KB只需要100byte的校验数据，相比512byte字节ECC显然效率提高了很多。对于我们消费者来说，4KB扇区能够显著提高格式化容量，大约能够多出7%~11%的格式化容量。而且还能使硬盘的可靠性得到明显的提升。 不过为了过渡，现在的4KB逻辑扇区被模拟成8个512byte逻辑扇区，以保证操作系统的兼容性。但这样带来一个明显的问题：扇区与簇的“校准”。 如果如上图所示，如果操作系统的4KB逻辑扇区正好对应4KB物理扇区，则驱动器读写一切正常，但如果如下图这样，操作系统的逻辑扇区卡在4KB物理扇区之间，那么将会严重影响驱动器的随机读取性能，对于ssd还会影响其寿命，因为ssd每次写入块是512KB，可想而知ssd“读-擦-写”的过程对于ssd介质来说是一种怎样的摧残。 所以，对于我们日常使用来说，对齐4KB分区非常重要，不但能提高读取性能，对于硬盘的使用寿命和稳定性也有一定的提升。 对于windows7来说，操作系统在格式化磁盘的时候，已经为我们考虑到了这一点，所以只要使用windows7系统程序进行格式化的磁盘，应该都是对齐的。我们可以使用AS SSD Benchmark来查看一下分区对齐情况。 然而对于我们安装的mac osx来说，就远没有那么幸运了，分区经常是没有对齐的。这里借用一张网络的图片来说明问题。 上图显示红色 xxxxxxx BAD，就是分区没有对齐；如果显示的是 xxxxx OK，并且是绿色，那么分区就是对齐的。 那么怎么才能对齐4KB分区呢？请往下看。 二，原理、思路与方法 (一)原理 想要对齐4KB扇区，必须做到以下三点： 分区偏移量/文件系统簇大小=整数 分区偏移量/NAND 擦除块大小=整数 分区偏移量/NAND读写页大小=整数 对于ssd来说，一般以上这些数据是这样的：
而“分区偏移量”是每一个磁盘分区开始的第一个字节在磁盘上的位置，就是这个位置，决定了这个分区的4KB对齐情况！这也就是我们需要得到的最关键的数据。 (二)思路 先来看一下我的分区分布情况 从图中可见，我的mac osx分区是一个逻辑分区（Logical Partition），它是位于扩展分区（Extended Partition）下的第一个逻辑分区，Start CHS（hex）是C（20A4）H（1）S（1）。CHS，即Cylinder-head-sector，从它就能计算出此分区的开始字节数——分区偏移量。 分区偏移量计算方法： SOS（StartingOffsetSectors）= C*255*63+H*63+S 此时，我的分区偏移量是（20A4转换成10进制 = 8356） 20A4*255*63+1*63+1 = 8356*255*63+63+1 = 134239204 = SOS SOS*512 = SOB（StartingOffsetByte）= 68730472448 这里，我做了一张电子表格——数据计算对齐.xlsx，下称“计算对齐”，在第一个表格中，只要输入CHS的值，就能自动得出当前的SOB。 聪明的你或许已经发现，将第五列Start （sectors）80053e3转换成10进制=134239203，134239203+1就是我们刚才得到的134239204。 试一下，SOB（68730472448）能否对齐呢？我做了另一张电子表格——数据验证对齐.xlsx，下简称“验证对齐”，请将这个数字填入其中： 很遗憾，奇迹并没有发生，规则#1 #2 #3都明确告诉我们，4KB对齐失败了！ 根据“原理”的阐述，“分区偏移量”必须能够整除“文件系统簇”、“nand擦除块”、“nand读写页”，而我们发现“nand擦除块”正好是4096的倍数，根据简单的数学计算，只要能够整除“nand擦除块”的“分区偏移量”即能够整除其他两个数据。这为我们计算带来了便利，而不用查找他们的公倍数。 于是我编写了一个简单的小程序来计算“分区偏移量”。其工作原理是把SOB不断地增加512byte，然后计算它是否能够整除“nand擦除块”。这样计算出来的新“分区偏移量”就是最接近你的SOB的、并且可以对齐4KB扇区的“分区偏移量”。 我将SOB（68730472448）填入程序，程序运行如下：
得出68730486784，能否整除“nand擦除块”呢？填入“验证对齐”： 看来计算成功了！ (三)方法 目标已经明确，我们将数据输入“计算对齐”，即能得出对齐的CHS，这里我的CHS值如下： 其中8356，1，29是十进制数据，20A4，1，1D是十六进制数据。 至此，我们基本上对手工对齐4KB扇区有了基本的数据计算和理论认识。 |