Les SSD doivent-ils être alignés sur 4K ?

Absolument. L'alignement 4K est une étape essentielle dans l'utilisation de disques SSD. Grâce à l'alignement 4K, la taille de lecture et d'écriture du système d'exploitation peut être cohérente avec la taille du bloc de lecture et d'écriture du disque dur, de sorte que les données ne soient pas corrompues. Divisé en raison d'une inadéquation de taille, affectant la vitesse globale de lecture et d'écriture. En termes simples, l'alignement 4K vise à habituer le disque SSD au système informatique, accélérant ainsi l'efficacité des deux et améliorant ainsi les performances de lecture et d'écriture du disque dur. Si le SSD n'est pas aligné sur la 4K, la durée de vie et la vitesse seront considérablement réduites.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows7, DiskGenius V5.1.0.653, ordinateur Dell G3.

Nous savons tous que les disques durs mécaniques n'ont pas besoin d'un alignement 4K lors du partitionnement, donc s'il s'agit d'un disque SSD, doit-il être aligné 4K ?

Absolument. L'alignement 4K est une étape essentielle dans l'utilisation des disques SSD.

Raison :

• L'unité de base d'un disque dur est un secteur. Désormais, le secteur physique d'un disque dur est de 4096 octets (auparavant il était de 512, un demi-K), ce qui correspond à 4K. L'unité de base du système de fichiers est le cluster. Ce n'est que lorsque le cluster est également 4K qu'il peut correspondre au secteur physique un à un, afin que le disque dur puisse atteindre des performances et une durée de vie optimales. Supposons que si le secteur physique est de 4K et que le cluster est de 6K, alors l'écriture d'un fichier de cluster nécessite deux secteurs physiques et le volume d'écriture du disque dur est doublé. Cela augmente non seulement la perte du disque dur, mais également considérablement ralenti. vers le bas (une action d'écriture devient deux).

• Avec l'alignement 4K, la taille de lecture et d'écriture du système d'exploitation peut être cohérente avec la taille du bloc de lecture et d'écriture du disque dur, de sorte que les données ne seront pas divisées en raison de la différence de taille entre les deux, affectant la vitesse globale de lecture et d’écriture.

• En termes simples, l'alignement 4K vise à rendre le disque SSD plus habitué au système informatique, accélérant ainsi l'efficacité des deux et améliorant ainsi les performances de lecture et d'écriture du disque dur. Si l’état solide n’est pas aligné sur 4K, la durée de vie et la vitesse seront considérablement réduites.

Le concept de secteurs physiques

L'alignement de la partition fait référence à l'alignement de la position de départ de la partition sur un certain secteur. Nous devons d’abord comprendre la relation entre l’alignement et les secteurs. On sait que l'unité de base de lecture et d'écriture d'un disque dur est un « secteur ». Pour les opérations de lecture et d'écriture sur disque dur, chaque lecture et écriture est effectuée en unités de secteurs, au moins un secteur, généralement 512 octets. En raison des limitations de la structure de stockage des données du disque dur, il est impossible de lire et d'écrire seul 1 ou plusieurs octets. Lors de la lecture et de l'écriture de données de fichier via l'interface fournie par le système, il semble qu'un petit nombre d'octets puissent être lus et écrits indépendamment. En fait, cela est réalisé après conversion par le système d'exploitation. Lorsque le disque dur est effectivement exécuté, le secteur entier est toujours lu et écrit.

Ces dernières années, alors que les exigences en matière de capacité de disque dur continuent d'augmenter, afin d'augmenter la densité d'enregistrement des données, les fabricants de disques durs utilisent souvent la méthode d'augmentation de la taille du secteur, de sorte que les disques durs avec une taille de secteur de 4096 octets ont apparu. Nous appelons ces secteurs « secteurs physiques ». Cependant, il y aura des problèmes de compatibilité avec des secteurs aussi vastes, et certains systèmes ou logiciels ne pourront pas s'y adapter. Afin de résoudre ce problème, le disque dur divise logiquement en interne les secteurs physiques en plusieurs segments de secteur et les signale au système d'exploitation et au logiciel d'application en tant que secteurs ordinaires (généralement d'une taille de 512 octets). De tels fragments de secteurs sont appelés « secteurs logiques ». Lors de la lecture et de l'écriture réelles, le programme (micrologiciel) du disque dur est responsable de la conversion entre les secteurs logiques et les secteurs physiques. Le programme de couche supérieure ne « ressent » pas l'existence de secteurs physiques.

Un secteur logique est la plus petite unité d'exploitation à laquelle le disque dur peut accepter des instructions de lecture et d'écriture. C'est un secteur auquel le système d'exploitation et les applications peuvent accéder. Dans la plupart des cas, sa taille est de 512 octets. Ce que nous appelons habituellement secteurs fait généralement référence à des secteurs logiques. Un secteur physique est un secteur au sens du matériel sous-jacent du disque dur et constitue la plus petite unité qui effectue réellement des opérations de lecture et d'écriture. Il s'agit d'un secteur auquel seul le disque dur peut accéder directement. Les systèmes d'exploitation et les applications ne peuvent généralement pas accéder directement aux secteurs physiques. Un secteur physique peut contenir un ou plusieurs secteurs logiques (par exemple, les secteurs physiques de la plupart des disques durs contiennent 8 secteurs logiques). Lorsqu'un certain secteur logique doit être lu ou écrit, la couche inférieure du disque dur lit et écrit l'intégralité du secteur physique où se trouve le secteur logique pendant le fonctionnement réel.

Les notions de « disque dur » et de « secteur » évoquées ici s'appliquent également aux cartes mémoire et aux disques SSD (Solid State Drives). Ensuite, nous les appelons collectivement « disques ». Les principes de base de leur utilisation sont les mêmes. Le disque SSD est plus complexe dans sa mise en œuvre. Il comporte les concepts de « page » et de « bloc ». Pour faciliter la compréhension, nous pouvons simplement le considérer comme un secteur logique et un secteur physique. De plus, le SSD doit effectuer une opération d'effacement avant d'écrire des données. Il ne peut pas écrire directement sur des blocs contenant déjà des données. Il doit d'abord être effacé puis écrit. Par conséquent, les disques SSD (SSD) ont des exigences plus élevées en matière d’alignement des partitions 4K. Sans alignement, les actions supplémentaires ajouteront encore plus, ce qui entraînera de mauvaises performances de lecture et d'écriture.

Partition et formatage

Le disque doit être partitionné et formaté avant utilisation. Pour comprendre simplement, une partition fait référence à un grand secteur contigu séparé du disque. Le formatage prévoit l'utilisation de secteurs dans la plage de partition. Par exemple, comment organiser le stockage des données du fichier, où stocker les attributs du fichier, comment stocker la structure des répertoires, etc. Une fois la partition formatée, les fichiers peuvent être stockés. Le formateur regroupera tous les secteurs de la partition du début à la fin en « clusters » de taille fixe et les numérotera dans l'ordre. Chaque « cluster » peut contenir un ou plusieurs secteurs, et le nombre de secteurs est toujours de 2 à la puissance n. Après formatage, la partition sera lue et écrite en « cluster » comme la plus petite unité. Les données, attributs et autres informations du fichier doivent être enregistrés dans le « cluster ».

Pourquoi l'alignement des partitions est nécessaire

Lors du partitionnement d'un disque, il est divisé en unités de secteurs logiques. La partition peut démarrer à partir de n'importe quel numéro de secteur logique. Si la position de départ de la partition n'est pas alignée sur le bord d'un secteur physique, tous les « clusters » ne seront pas alignés sur le bord du secteur physique après le formatage. Comme le montre la figure ci-dessous, chaque secteur physique est constitué de 4 secteurs logiques. La partition commence à partir du secteur 3. Après formatage, chaque cluster occupe 4 secteurs, et ces clusters ne sont pas alignés sur les bords des secteurs physiques, c'est-à-dire que chaque cluster s'étend sur 2 secteurs physiques.

Étant donné que les disques lisent et écrivent toujours en unités de secteurs physiques, dans une telle situation de partition, lorsque vous souhaitez lire un certain cluster, vous devez en fait toujours lire un secteur physique de données supplémentaire. Par exemple, si vous souhaitez lire les données d'un total de 4 secteurs logiques dans le cluster 0, lorsque le disque est réellement exécuté, vous devez lire les données d'un total de 8 secteurs logiques dans les secteurs physiques 0 et 1. De la même manière, il en va de même pour l’opération d’écriture du « cluster ». Évidemment, cela entraînera une sérieuse diminution des performances de lecture et d’écriture.

Regardons l'alignement ci-dessous. Comme le montre la figure ci-dessous, la partition part du secteur 4, qui est aligné sur le bord du secteur physique 1. Après formatage, chaque cluster occupe également 4 secteurs, et ces clusters sont alignés sur le bord du secteur physique.

Avec cet alignement, lorsqu'un certain cluster doit être lu, le disque n'a pas besoin de lire de secteurs supplémentaires pendant l'exécution réelle, et les performances de lecture et d'écriture du disque peuvent être pleinement utilisées. Apparemment, c'est ce dont nous avons besoin.

On peut constater que pour les disques dont la taille du secteur physique et la taille du secteur logique sont incohérentes, seul l'alignement des partitions 4K peut donner pleinement effet aux performances de lecture et d'écriture du disque. Un échec d’alignement entraînera une diminution des performances de lecture et d’écriture du disque.

Comment aligner

Vous pouvez voir à partir des deux exemples présentés dans l'illustration précédente que tant que la position de départ de la partition est alignée sur le bord du secteur physique, le formateur alignera également chaque cluster jusqu'au bord du secteur physique, réalisant ainsi l'alignement des cloisons. L'alignement est en fait très simple.

Comment détecter la taille du secteur physique

Lors de la division de partitions, afin d'obtenir un alignement 4K, vous devez d'abord connaître la taille du secteur physique du disque. Alors comment interroger ?

Ouvrez le logiciel DiskGenius, cliquez sur le disque à détecter, et dans le tableau des paramètres du disque sur le côté droit de l'interface du logiciel, vous pouvez trouver « Taille du secteur » et « Taille du secteur physique ». La « taille du secteur » fait référence à la taille du secteur logique. Comme le montre la figure, la taille du secteur physique de ce disque est de 4096 octets. Grâce au calcul, on sait qu'il contient 8 secteurs logiques.

Combien de secteurs sont correctement alignés ?

Connaissant la « taille du secteur » et la « taille du secteur physique », divisez la « taille du secteur physique » par la « taille du secteur » pour obtenir chacun le nombre de secteurs logiques contenus dans des secteurs physiques. Cette valeur correspond au nombre minimum de secteurs que nous souhaitons aligner. Alignez simplement la position de départ de la partition sur un multiple entier de cette valeur. Par exemple, si la taille du secteur physique est de 4 096 octets et la taille du secteur logique est de 512 octets, alors 4 096 divisé par 512 est égal à 8. Il nous suffit d'aligner la position de départ de la partition sur un secteur qui est un multiple entier de 8 pour répondre aux exigences d'alignement de la partition. Par exemple, alignez-vous sur 8, 16, 24, 32,... 1024, 2048, etc. Tant que le numéro du secteur de départ est divisible par 8, tout va bien. Ce n’est pas que plus la valeur du diviseur est grande, mieux c’est. Le nombre par défaut de secteurs alignés dans les systèmes Windows est 2048. Cette valeur peut essentiellement répondre aux exigences d'alignement 4K de presque tous les disques.

Pourquoi tout le monde dit alignement 4K

C'est juste une habitude. Parce que lorsque le concept de secteurs physiques a commencé à apparaître, la taille du secteur physique de la plupart des disques était de 4 096, ce qui correspond à 4 Ko. Lorsqu'on y était habitué, on l'appelait communément alignement 4K. Lors du partitionnement, vous devez toujours vérifier la taille du secteur physique, car les secteurs physiques de certains disques peuvent contenir 4, 8, 16 secteurs logiques ou plus (toujours 2 à la nième puissance). Après avoir connu la taille du secteur physique, suivez la méthode de calcul qui vient d'être mentionnée et utilisez le nombre de secteurs logiques contenus dans le secteur physique comme référence pour l'aligner sur la taille réelle du secteur physique. Si la taille du secteur physique est de 8 192 octets, il doit être aligné selon 8 192 octets. À strictement parler, cela ne peut pas être appelé alignement 4K.

Comment utiliser spécifiquement l'alignement des partitions lors de la division des partitions

Prenons le logiciel DiskGenius comme exemple Lors de la création d'une nouvelle partition, cochez "Aligner sur des multiples entiers des numéros de secteur suivants" dans la boîte de dialogue "Créer une nouvelle partition". puis sélectionnez Le nombre de secteurs qui doivent être alignés, et la partition créée après avoir cliqué sur "OK" sera alignée. Comme le montre la figure ci-dessous :

Le logiciel répertorie de nombreuses options dans la liste déroulante "Nombre de secteurs". Vous pouvez choisir n'importe quel nombre de secteurs plus grand que la taille physique du secteur, qui peut répondre aux exigences d'alignement. . Le fait que le logiciel répertorie autant d'options de numéro de secteur ne fait qu'augmenter le degré de liberté de choix. Cela ne signifie pas que plus le nombre est grand, mieux c'est. L'utilisation d'une valeur trop grande peut gaspiller de l'espace disque. Les paramètres par défaut du logiciel peuvent déjà répondre aux exigences d'alignement 4K de presque tous les disques.

En plus de la boîte de dialogue « Créer une nouvelle partition », le logiciel DiskGenius dispose également d'une fonctionnalité « Partition rapide », qui a également les mêmes paramètres d'alignement. Comme le montre la figure ci-dessous :

Comment détecter l'alignement

En tant que puissant logiciel de gestion de partition, DiskGenius fournit également la fonction de détection de l'alignement de partition 4K. Vous pouvez l'utiliser pour vérifier si les partitions de votre disque dur sont alignées. La méthode d'utilisation est très simple. Après avoir ouvert le logiciel, sélectionnez d'abord le disque à détecter sur le côté gauche du logiciel, puis sélectionnez « Détection d'alignement de secteur de partition 4 Ko » dans le menu « Outils ». les résultats de la détection, comme le montre la figure ci-dessous :

La partition avec "Y" dans la colonne "Alignement" à l'extrême droite est la partition alignée, sinon elle n'est pas alignée. Les partitions non alignées sont affichées en police rouge.

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