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针对物理扇区大小 4096 HDD 优化逻辑扇区大小

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针对物理扇区大小 4096 HDD 优化逻辑扇区大小

许多新硬盘的物理扇区大小为 4096。是否可以让系统使用相同大小的逻辑扇区大小，而不是默认的逻辑扇区大小 512？

它会加速批量读取和写入吗？哪里可以配置呢？

答案1

512 字节并不是真正的默认扇区大小。这取决于您的硬件。

您可以通过伪文件系统显示磁盘报告的物理/逻辑扇区大小/sys，例如：

# cat /sys/block/sda/queue/physical_block_size
4096
# cat /sys/block/sda/queue/logical_block_size
512

这两个值有什么区别？

  • 这physical_block_size是驱动器能够在原子操作中写入的最小块大小。
  • 这logical_block_size是驱动器能够写入的最小大小（参见 Linux 内核文档）。

因此，如果您有 4k 驱动器，那么您的存储堆栈（文件系统等）使用等于或大于物理扇区大小的内容是有意义的。

这些值也显示在最新版本的 中fdisk，例如：

# fdisk -l /dev/sda
[..]
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes

在当前的 Linux 发行版上，程序（应该关心最佳扇区大小）mkfs.xfs将默认选择最佳扇区大小（例如 4096 字节）。

但您也可以通过选项显式指定它，例如：

# mkfs.xfs -f -s size=4096 /dev/sda

或者：

# mkfs.ext4 -F -b 4096 /dev/sda

无论如何，大多数mkfs变体也会在执行期间显示所使用的块大小。

对于现有文件系统，可以使用以下命令确定块大小：

# xfs_info /mnt
[..]
meta-data=                       sectsz=4096
data     =                       bsize=4096
naming   =version 2              bsize=4096
log      =internal               bsize=4096
         =                       sectsz=4096
realtime =none                   extsz=4096

或者：

# tune2fs -l /dev/sda
Block size:               4096
Fragment size:            4096

或者：

# btrfs inspect-internal dump-super /dev/sda | grep size
csum_size             4
sys_array_size        97
sectorsize            4096
nodesize              16384
leafsize              16384
stripesize            4096
dev_item.sector_size  4096

在分区上创建文件系统时，要检查的另一件事是分区起始地址是否实际上与物理块大小对齐。例如，查看fdisk -l输出，将起始地址转换为字节，将它们除以物理块大小 - 如果分区对齐，则提醒必须为零。

答案2

不，这是不可能的，即使是也没关系。无论如何，IO 通常以至少 4096 字节为单位完成，并且通常更多。

答案3

是的，这是可能的，但是这样做会导致驱动器的填充速度比应有的速度快得多。对于小于 512K 的文件，每个文件将占用完整的 4096K (4MB)，并用 0 填充扇区的其余部分，因为大多数文件系统（NTFS 等）无法允许文件共享扇区。文件系统的最佳选择是允许可变扇区大小，但这会增加 MFT（主文件表）的大小并增加数据损坏的风险，同时降低轻松恢复数据的能力。换句话说，恢复软件无法完全了解边界。因此，虽然 4096K 逻辑扇区大小对于大文件来说非常棒，但对于普通的日常使用 PC，它只是一堆 0。现在，话虽如此，当数据小于逻辑扇区大小时，可以选择将数据存储在 MFT 本身中。然而，这意味着您的 MFT 变得巨大并且数据将被写入两次（您的 HDD 上有两个 MFT 副本）。您还必须指定 MFT 的最大大小，当达到最大大小或驱动器使用量超出 MFT 可用的空间时，这可能会导致问题。所有这一切都基于 NTFS 文件系统的使用。从好的方面来说，NTFS 确实允许您对 4MB 或更小的任何逻辑扇区大小的文件在块级别使用本机压缩。此限制是由于 NTFS 压缩的工作方式而产生的。无论逻辑扇区大小如何，都会读取和压缩 4MB 块。当然，对于扇区大小大于 4MB 的任何东西来说，这种情况不会发生，因为它会跨越边界并丢失数据。

那么，这对你来说是不是有点清楚了？

答案4

Sector:

1) Logical Sector: Called Native Sector.

Manufacture default setting. user cannot change.

Before 2010 year: 512b/sector

After 2010 year: 4k/sector.

Few manufacture provide HDD tool to change native sector.

2) Physical Sector: Called Cluster(or allocation unit - FAT windows) or Block(Linux/Unix)

User can change physical sector size 512b,1k,2k,4k,... by format or partition tool. Physical sector contains one or few more native sectors.

(example1: if you have HDD 512b/native sector: user can set 4K/Physical sector. this mean 1 cluster = 4 native sector)

(example2: if you have HDD 4K/native sector: user can set 4K/Physical sector. this mead 1 cluster = 1 native sector)

3) File system deal with Physical sector(or block or Cluster) only.

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