【转】实战SSD优化之NTFS分区闪存块的对齐

天涯海角1216 · 发表于 2010-8-10 06:58:12

本文来自：http://www.51nb.com/forum/viewthread.php?tid=924167

看了论坛上SSD优化之NTFS分区256K对齐这个帖子之后，仔细想了想，感觉确实有一定的道理，于是就自己实验了一下。
http://www.51nb.com/forum/viewth ... &highlight=ntfs

提速的原理应该是通过调整第一个NTFS分区的起始位置来保证不会出现NTFS的簇跨越NAND闪存的块(block)，从而提高数据读写的效率。

具体来说是这样的，SLC闪存芯片的页/块大小是2KB/128KB，MLC的页/块大小是2KB/256KB或4KB/512KB(再早的MLC还有512B/32KB的，不过现在很少见了)。
也就是意味着每次可以分别以2KB/2KB/4KB为单位来写入数据，但是每次擦除必须要以128KB/256KB/512KB来擦除数据。
因为平衡写入算法的存在，用了一段时间之后的SSD每次写入数据时都必然是先擦除再写入这样一个过程。
如果按照XP之前的起始位置放在LBA63(起始位置之前保留512Bx63=31.5KB)的分区方式，将会导致NTFS分区每32(或64或128)个簇(以现在硬盘的大小，NTFS分区几乎全是4KB/簇)，
就会有一个簇跨越了两个闪存块，当系统正好对跨块的簇进行操作时，就会导致需要擦除两个块之后才能写入数据，或是要分别从两个块来读取这些4KB簇的数据，这就降低了读写数据的效率。
通过调整NTFS分区的起始位置，我们就可以避免这种每隔一些簇就有一个跨过闪存块的情况，从而提高读写的效率。

这个开始位置应该放在哪里呢？
如果只是单通道的闪存设备，只要NTFS分区的开始位置前面空出512KB，也就是开始位置放在LBA1024处，就可以保证128KB/256KB/512KB块大小的闪存芯片都可以实现NTFS分区对齐了。
但事实上，几乎所有的SSD都不是单通道的，比如最常见的JM602方案是8通道的，Intel X25-M是10通道的，Intel X25-V是5通道的，这时候应该空出多少呢？
实际上，多通道的闪存设备也是把数据拆成一个一个的块，然后分别对每个通道进行读写操作，这个块的大小和所使用的闪存芯片的块的大小是一样的。
(关于这一点，大家可以从Intel X25-M和X25-V的4KB写入速度看出端倪。
Intel的主控对写入进行了优化，随机4KB写入并不是即时写入，而是在缓存中积累达到256KB(正好是Intel使用的闪存芯片的块大小)后再一次性写入。
如果这256KB数据会再进一步拆分然后才写到各个通道的话，10通道的X25-M必然会比5通道的X25-V要快，但实际上却是相差无几，这就说明多通道写入时最小的数据单位也是闪存块的大小。)
因此，我们完全可以不考虑设备是几通道的，直接把第一个分区的起始位置设在512KB之后的那个簇，也就是LBA1024处即可。
这个操作，XP之前的操作系统自带的分区工具是无法完成的，必须借助第三方工具；但是Vista/Win7的磁盘管理工具和光盘安装的分区界面进行分区时，
会自动把第一个分区设在LBA2048处，正好是1024的倍数，因此直接使用Vista/Win7来分区就自动完成了NTFS分区对齐闪存块的操作。
PS: 当然也可以根据自己固态硬盘的闪存类型来设置，比如SLC(2KB/128KB)的设在LBA256，MLC(2KB/256KB)的设在LBA512处，MLC(4KB/512KB)的设在LBA1024处等。
不过这说起来就麻烦了，建议怕麻烦的直接把硬盘挂在装好Vista/Win7的机器上，使用磁盘管理工具来分一下区就可以了。

原理说完了，Vista/Win7的下分区这边不废话了，现在来看看如何使用第三方工具来操作以及实际效果如何。
由于这是对分区进行操作，务必要先备份要进行操作的分区中的数据。
只是对第一个分区做操作，可以用WINPE启动计算机，先使用Ghost把第一个分区做个镜像存到后面的分区中去，改好了再Ghost回来即可。
因为Windows自带的分区工具无法实现根据LBA地址来分区的操作，这里要使用第三方分区工具，这里推荐DiskGenius。
大家可以去其官网下载：http://www.diskman.cc/download.htm

我这里的操作和测试都是以自己手中的一个16GB的U盘为例的，另外也在自己的Sandisk SSD上试过了，确实有所改善。
1. 打开主界面，左侧选中要操作的磁盘，右边可以看到当前的第一个分区是从0-1-1开始的，也就是LBA63，右键点击把它删除掉。

2. 在删除后得到的空闲空间上右键点击来建立新分区。

3. 在建立新分区界面中点开详细参数，把起始磁头设为8，起始扇区设为9，
这时下面的起始扇区号会自动变为512，这个512其实就是指LBA512，确认后点击确定即可创建分区。
如果是四通道的NAND存储设备，可以进一步调整起始磁头和起始扇区，让起始扇区号显示为1024即可。

4. 回到主界面可以看到，此时第一个分区的起始柱面/磁头/扇区已经变成0-8-9了，点击应用更改保存设置。

5. 因此第一个分区的起始位置变了，建议大家重建MBR一下，以防出现不能启动的问题。
在DiskGenius中点一下刚才创建的分区，然后在硬盘菜单中点重建主引导纪录(MBR)，并确认执行即可。
特别提醒的是，重建MBR后，如果之前MBR中有写入过的诸如WIN7 OEM破解信息等都会被去掉，需要重新使用相应的工具来重新写入。

最后上一下修改前后的ATTO测试成绩，都是在格式化后U盘里没有任何数据的情况下来进行的。
左：起始柱面/磁头/扇区为0-1-1(LBA63)时的测试成绩；右：起始柱面/磁头/扇区为0-8-9(LBA512)时的测试成绩：

天涯海角1216 · 发表于 2010-8-10 06:58:55

为了大家看的方便，转帖一下！

sillage · 发表于 2010-8-10 07:55:01

直接看測試結果
寫入速度有10%左右的提升
但是讀取速度差別不大

hnyzalex · 发表于 2010-8-10 08:39:29

这个只对固态硬盘才有用吧?

Plantsoot · 发表于 2010-8-10 09:14:43

昨天晚上J大也在讨论这个问题，他测试了一下fbinst降速后的U盘可以恢复速度。

amwwc · 发表于 2010-8-10 09:26:30

FAT32格式行吗？？？

fujianabc · 发表于 2010-8-10 10:24:55

原帖由 amwwc 于 2010-8-10 09:26 发表
FAT32格式行吗？？？

xp sp1以上系统格出来的fat32是4K对齐的（当然分区表先要对齐）。xp sp1以下的fat32怎么也对不齐，fat16不管什么系统都对不齐

fujianabc · 发表于 2010-8-10 10:25:43

原帖由 hnyzalex 于 2010-8-10 08:39 发表
这个只对固态硬盘才有用吧?

请仔细理解原理，SSD和u盘在这里什么差别

yueyezhan · 发表于 2010-8-10 10:58:25

用diskpart建立分区的时候可以用offset参数来设置偏移量

amwwc · 发表于 2010-8-10 11:34:00

难怪我按楼主的方法之后写入文件速度好像更慢了！如果FAT32实现起来应该很麻烦吧？？？

[ 本帖最后由 amwwc 于 2010-8-10 11:35 编辑 ]

zqywult · 发表于 2010-8-10 15:27:16

原帖由 Plantsoot 于 2010-8-10 09:14 发表
昨天晚上J大也在讨论这个问题，他测试了一下fbinst降速后的U盘可以恢复速度。

请给个此帖子的链接好吗！谢谢！！

3370123 · 发表于 2010-8-10 16:10:35

他没发帖子
只是用DG按这个帖子修改了下，新建分区了而已

hnyzalex · 发表于 2010-8-11 17:20:28

感谢~~~~一时没理解过来....

假大空 · 发表于 2010-9-14 23:22:14

这个，不得不佩服牛人们的研究精神啊

xiaowuo · 发表于 2010-10-4 09:24:15

伤脑筋,有点复杂,下了回去慢慢研究,我的优盘速度好像才写入2M,晕S

大头IS无忧 · 发表于 2010-11-22 19:17:15

坏了，LZ，昨天没有看清楚，我把本地磁盘C盘按1楼的方法给办了，今天又看一下，才知道错了，有改回去的必要吗？

看来我是多虑了

[ 本帖最后由大头IS无忧于 2010-11-24 21:20 编辑 ]

yuan-0918 · 发表于 2011-1-29 19:53:00

您好，我金士顿1G优盘，FAT32格式，用FbinstTool做成启动盘后看了有关帖子用MyDiskTest测试了下速度，只有不到3M的写入速度了，重新FBbinistTool格式（钩选闪存块对齐）没填数值，因为不知填哪个合适，格式化后测试写入速度更低了，我该如何来恢复U盘的写入速度，楼主此文章里讲的是NTFS格式的，可我的是FAT32格式也这样处理有用吗？谢谢，以后还是不用FBBIST来格式化U盘了，呵呵

shonl · 发表于 2011-4-11 17:46:12

好东西，收藏起来，谢谢了。

sayhi1984 · 发表于 2011-9-7 10:24:09

技术帖不能沉下去啊...

hjch65655166 · 发表于 2012-3-14 09:41:25

很管用谢谢

翅膀 · 发表于 2012-3-15 16:40:49

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shan · 发表于 2012-3-20 09:21:16

收藏学习哈，这个很实用的

thinmonkeyshamo · 发表于 2012-11-4 13:26:53

请教U盘，该如何对齐呢？

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翅膀翅膀当前离线积分 14308 IP卡狗仔卡	21^# 发表于 2012-3-15 16:40:49 \| 只看该作者提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽
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有后遗症吗？

楼主写的很详细