硬盤專利？存儲卡4K對齊是否也提速

4K波及性 閃存扇區(qū)對齊依賴性

    對齊的問題一直以來針對的是硬盤產(chǎn)品，固態(tài)硬盤出現(xiàn)后，閃存對于最佳讀寫模式的依賴性更強，所以4K扇區(qū)對齊成為了目前消費者尤為關注的問題。那么同樣是通過閃存介質進行工作存儲卡可否有也會在對齊優(yōu)化方面出現(xiàn)問題呢？

    首先需要確定的是存儲產(chǎn)品是否都存在著最佳讀寫模式，很多用戶認為只有固態(tài)硬盤需要考慮4K對齊，當這個技術被推廣到消費層面后，例如我的機械硬盤、優(yōu)盤和存儲卡是否也需要對齊一下的問題就出來了，所以今天我們也來看看這些周邊移動存儲產(chǎn)品是否也能夠通過對齊來提升讀寫能力。

    存儲SD卡或TF卡，被我們應用在數(shù)碼相機以及手機等周邊產(chǎn)品中，使用過程我們幾乎沒有考慮過其性能是否已經(jīng)發(fā)揮完備，能存則以能用則可。雖然存儲SD卡目前也被分為了Class2到Class10等四個速率標準，消費者在根據(jù)自己需求選購時會通過這種劃分模式來購買自己需要的速率產(chǎn)品，那會不會由于盤符對齊問題而產(chǎn)生性能丟失的問題呢？

    概念可以復雜化也可以簡單化，所以對齊用最通俗的話來講就是讓存儲設備可以再最佳讀取的模式下進行工作，什么是最佳讀取，這就是所謂的“4K扇區(qū)”對齊，粗俗的比喻如馬路上人走人行道，汽車走機動車道，沒有安排好，除了效率低以外可能會出現(xiàn)更為嚴重的事故，具體關于4K扇區(qū)如何應用在硬盤上面的話題可以參考筆者《25%火力丟失 看硬盤4K標準分區(qū)對齊》一文。

一點常識：FATA32能不能對齊

    首先，不要試圖將你的存儲卡轉換為其他格式。在論證對齊是否對存儲卡有效前，我們有比必要先闡述一些常識，想要提高性能前也要將存儲卡的一些容易混攪的概念了解一下。

    FAT32與NTFS間的本質區(qū)別

    FAT32可以說是FAT與FAT16的升級版，突破了FAT16每個分區(qū)中的文件只有2GB的限制，當然其也只達到了4GB。所以目前這種盤符模式依然被使用在存儲卡上，如果作為數(shù)碼相機或者手機存儲使用，單個文件4GB已經(jīng)可以滿足絕大多數(shù)用戶的需要。

    FAT32的優(yōu)點是在任何一個不超過8GB的分區(qū)中，F(xiàn)AT32分區(qū)格式中的文件簇容量都固定為4KB，擁有密度更小的文件，減少磁盤資源浪費的同時提高磁盤利用率。目前已經(jīng)取代掉了FAT和FAT16，但如果做為硬盤存儲，容量閑置使我們必須將磁盤轉換為NTFS。

    NTFS的出現(xiàn)除了解決FAT系列格式對于單個文件大小的限制以外，從支持元數(shù)據(jù)以及使用高級數(shù)據(jù)結構等方面大幅度改善性能、可靠性以及磁盤的利用率，并為系統(tǒng)提供了很多附加擴展功能，如訪問控制列表（ACL）和文件系統(tǒng)日志。

    我們不用糾結自己的存儲卡格式是否轉換為NTFS會更好，答案很簡單：不好。第一，目前絕大多數(shù)數(shù)碼產(chǎn)品只能夠識別FAT32格式，第二，有部分用戶反映過，如果將FAT32轉換為NTFS使用，有可能會造成使用過程中出現(xiàn)卡機，掉速等現(xiàn)象，我們應該不會將存儲卡做為優(yōu)盤使用，如果一定要攜帶超過4GB容量的文件，建議還是購買優(yōu)盤或者其他移動存儲產(chǎn)品為宜。

    其次，對齊問題并不存在格式問題，F(xiàn)AT系列格式均可以進行4K扇區(qū)對齊。那么我們前面到的問題來了，既然可以對齊，那它必然是存在由于對齊而造成的性能干擾問題。所以我們下面就選取一款最常見的SD存儲卡，來看看扇區(qū)對齊到底是否會左右產(chǎn)品的性能發(fā)揮。

測試一：產(chǎn)品默認格式速率成績

    產(chǎn)品默認格式也就是我們?nèi)胧之a(chǎn)品后沒有改動過盤符任何信息，這里大家需要注意的就是存儲卡默認格式全部為FAT32格式，在前面內(nèi)容中已經(jīng)簡單了解了其與NTFS盤符格式的區(qū)別，隨意我們在本頁內(nèi)容中，我們來看看默認FAT32與NTFS格式應用在存儲卡上的區(qū)別。

    產(chǎn)品介紹

    我們選用的是市場中售價較高的SSK讀卡器以及一張8GB的Class10存儲卡。兩款產(chǎn)品均是日常中較為常見的類型，目前此類配備USB3.0的讀卡器在傳輸穩(wěn)定性上更為準確。沒有選擇更大規(guī)格的存儲卡是為了能夠查看在小容量的情況下，對齊方法是否能夠有效的提高產(chǎn)品性能。

    產(chǎn)品默認格式速率成績

    默認格式下的存儲卡讀取速率為12.5MB/s，和Class10標準有一定的差距，且整體穩(wěn)定性幾乎為直線，

    AS SSD測試中存儲卡讀寫速率非別為12.78MB/s和8.49MB/s，與HD tune中的讀取速率相符。

    我們從圖中可以看大片左圖為小型文件的傳輸速率，右側為大型文件的傳輸速率，分別為6.82MB/s和9.46MB/s。

    3.76MB/s的成績比較令人釋放，估計用戶在日常使用中也會經(jīng)常遇到這樣的情況，作為Class10標準的存儲卡在拖拉文件時速率很慢。下面讓我們看看在未對齊的情況下產(chǎn)品的表現(xiàn)又是什么樣。

測試二：未對齊情況下速率成績

    由于每一款存儲卡的默認劃分不同，同時部分用戶猜測到容量越大的存儲卡對于4K對齊依賴性越高，同時性能提升的越高。所以筆者使用目前網(wǎng)絡上較為流行的DiskGenius磁盤劃分軟件來進行對齊與不對齊兩者間的區(qū)別。

    DiskGenius 3.5.0

    DiskGenius是一款硬盤分區(qū)及數(shù)據(jù)恢復軟件。它是在最初的DOS版的基礎上開發(fā)而成的。Windows版本的DiskGenius軟件，除了繼承并增強了DOS版的大部分功能外(少部分沒有實現(xiàn)的功能將會陸續(xù)加入)，還增加了許多新的功能。如：已刪除文件恢復、分區(qū)復制、分區(qū)備份、硬盤復制等功能。另外還增加了對VMWare虛擬硬盤的支持。更多功能正在制作并在不斷完善中。

    刪除現(xiàn)有的存儲卡分區(qū)后，點擊軟件上方的快速分區(qū)我們來進行一次未對齊的劃分。

    在畫面左側，我們點選自定義，選擇一個分區(qū)。注意測試軟件中的高級設置，我們選擇的是FAT32模式，且在下方我們并沒有勾選“對齊分區(qū)到此扇區(qū)數(shù)的整數(shù)倍”選項。選擇完畢后點擊確定劃分新的盤符。

    未對齊情況下速率成績

    測試成績與默認模式下的讀取速度相同，僅有0.2MB/s的差距，不知道這能否認為產(chǎn)品在默認的模式下并沒有實現(xiàn)4K對齊，只有在對齊的測試成績出來后我們才能夠得知。

    在測試界面的坐上側我們能夠看到“31K - BAD”的紅色提示，這表明產(chǎn)品沒有實現(xiàn)4K對齊，而讀寫成績依然與默認模式相符，分別為12.61MB/s和8.86MB/s。

    在本輪測試中，小型文件傳輸速率有了明顯的提升，為7.91MB/s。大型文件速率變化不大，為8.86MB/s。這里要說明的是，筆者經(jīng)過3次以上的反復測試，發(fā)現(xiàn)傳輸速率起始值很低，從1MB/s的速度開始緩慢上升，尤其是大型文件的傳輸，這也能讓我們聯(lián)想到前面Win7復制速率為何低的原因。

    4.87MB/s的成績雖然與前面的測試成績有微薄的提升，但總體來說本輪測試成績依然不是很理想，我們最后一輪來看看對齊后的表現(xiàn)如何，一旦真的有性能變化，答案自然揭曉。

測試三：對齊情況下速率成績

    我們依然使用DiskGenius磁盤劃分軟件重新刪除分區(qū)，本頁實驗我們將通過對齊的方式來檢測存儲卡是否真的能夠通過最佳讀取方式獲得性能提示。

    其他步驟不變，刪除分區(qū)盤符后從新進行快速劃分。此次劃分時我們選擇8倍的對齊方式，點擊確定開始測試環(huán)節(jié)。

    對齊情況下速率成績

    讀取速率起始數(shù)據(jù)直奔19MB/s，雖然全程便沒有前面兩項測試中的穩(wěn)定，但是5MB/s的速率提升還是值得讓人驚訝的。

    通過AS SSD軟件能夠看到產(chǎn)品已經(jīng)在4K對齊的狀態(tài)下，讀取速率為19.14MB/s，寫入速率為12.46MB/s，同樣擁有較為明顯的變化。

    在實際拷貝能力測試中，筆者經(jīng)過多次測試得到了比前面的結果更為優(yōu)秀的成績。而且值得注意的是：速率從起始開始便維持在7MB/s以上，但令人差異的是為何最后小型文件的傳輸速率較低，僅為4.79MB/s，而大型文件的速率達到了11.65MB/s，再次成功擊敗前面的測試。

    最后在復制拷貝的信息中，我們看到8MB/s的速率與前面的測試有著明顯的變化，幾乎翻倍的成績論證了存儲卡在真正意義上對齊的情況會有令人更為滿意的成績表現(xiàn)，也將對齊是否會影響小型閃存產(chǎn)品的事實得到了證明。

測試總結及對閃存產(chǎn)品優(yōu)化的推測

    測試總結

    經(jīng)過三輪的測試，我們能夠很清晰的看到其差別變化，筆者也通過圖表的方式歸結了所有的測試成績:

    其實在前兩輪的測試中，筆者反復考究數(shù)據(jù)希望能夠得到更準確的數(shù)值。默認格式與未對齊兩者間的無差別變化有些動搖了文章的中心點。通過和部分網(wǎng)友交流，筆者了解到容量越大的存儲卡產(chǎn)品帶來的收益越強，而筆者也曾個人通過對齊16GB的存儲卡得到了7MB/s的差距，此次選擇8GB的存儲卡也是希望得到低容量產(chǎn)品是否也可以得到一定的優(yōu)化。

    這不盡也讓我們想到了優(yōu)盤產(chǎn)品，普及力度越來越大的USB3.0優(yōu)盤的讀寫速度也是我們比較關心的，目前網(wǎng)絡上有發(fā)燒友朋友自制USB3.0優(yōu)盤，讀寫速率均可以維持在160MB/s，十分驚人。

    該優(yōu)盤的規(guī)格為32GB，采用的也是非ES版MLC閃存顆粒，筆者推想其在體質好的情況下加上人工的4K對齊，160MB/s的讀寫成績也許就可以得到解釋了。

    這和固態(tài)硬盤也有異曲同工之處，很多人都知道SSD容量越大提供的性能越強，而存儲卡與優(yōu)盤在一定程度上就是mini版的固態(tài)硬盤，如果FAT也可以進行4K對齊，那么性能優(yōu)化的存在也是必然的。

最后：收益大小與細節(jié)息息相關

    結束

    并不算遺憾，在測試中我們隨沒有得到十分顯著的性能提升，但這也足以說明4K對齊與存儲卡間存在著關系。從測試中我們可以看到的之外，筆者可以想象到容量較大的存儲卡對于對齊的收益會更強，且相關網(wǎng)友提供的數(shù)據(jù)也能夠表明，根據(jù)不同的閃存芯片體質，對齊所給予讀寫速率提升也有著差別。

    存儲卡是否會受扇區(qū)對齊的影響，答案是肯定的，這個我們在文章開始就已經(jīng)說過了。目前存儲卡以及優(yōu)盤產(chǎn)品在出場時，廠方所給出的讀寫標準在很大程度上已經(jīng)決定了其應有的性能表現(xiàn)，可以想象一旦產(chǎn)品得到量產(chǎn)，那么在體質條件的情況下，小容量（約32GB以下）通過對其而帶來的優(yōu)化并不明顯，產(chǎn)品不可能在不同消費者的手中會產(chǎn)生2種差異很大的速率標準。

    確實，讀卡器也是我們?nèi)菀缀鲆暤沫h(huán)節(jié)之一，目前市場上讀卡器種類繁多，小到幾塊錢，多至上百元的差異都對存儲卡本身讀寫性能產(chǎn)生影響。其實產(chǎn)品本身是為數(shù)碼產(chǎn)品提供保障，今天我們談論這個問題除了對于盤符格式的討論以外，也是希望消費者可以合理的審視對齊技術的重要性。

    顯然放到與PC相連得到的測試數(shù)據(jù)在很大程度上可以反映產(chǎn)品的性能，但消費者參考的標準仍然是存儲卡的等級設置，常見的Class4/6/10，以及目前最新最快的的UHS-1傳輸標準，具體的標準感興趣的朋友可以參考相關，筆者在日后也會推出關于存儲傳輸標準的相關解析文章。

    還沒結束

    每個讀者看文章的角度是不一樣的，所以筆者盡量提供更為全面的角度詮釋問題，時間有局限性沒能加以更多的數(shù)據(jù)提供參考。存儲行業(yè)沒有定論的趣味問題越來越少了，取難、用難出彩更難，但其中得到的樂趣想必是每一個熱愛DIY的讀者所追求的，點滴涵養(yǎng)愿能為您提供一些新的思路。

測試硬件與軟件系統(tǒng)環(huán)境介紹

    ● 測試系統(tǒng)硬件環(huán)境

    本次存儲卡測試的性能測試平臺采用第二代酷睿英特爾Core i5-2320處理器和技嘉GA-H67MA-UD2H-B3主板。下面是具體平臺介紹：

    ● 測試系統(tǒng)的軟件環(huán)境

    ● 測試軟件介紹

    CPU-Z

    CPU-Z是一款家喻戶曉的CPU檢測軟件，除了使用Intel或AMD自己的檢測軟件之外，我們平時使用最多的此類軟件就數(shù)它了。它支持的CPU種類相當全面，軟件的啟動速度及檢測速度都很快。另外，它還能檢測主板和內(nèi)存的相關信息，其中就有我們常用的內(nèi)存雙通道和三通道檢測功能。當然，對于CPU的鑒別我們還是最好使用原廠軟件。