512n\512e\4Kn硬盘的三种扇区格式有何区别？

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转自本人公众号： 梭鱼侃存储
很多人都在疑惑标题所述的三种扇区格式到底有什么差别，本期就讲它们。

512n：传统512byte扇区。


512e：模拟512byte（Emulation）

4kn：原生4K byte（Native）

因早期硬盘可靠性不够好，为了保证数据错误率在可接受范围内，因此扇区都是以 512 byte大小的扇区为单位存储数据。故每个扇区大小为 512 byte，在扇区的数据之间，需间隔一个区域和一个ECC 错误校验区域 (40 byte)。扇区有效率利用率约不足90%。

随着硬盘制造技术的完善以及对扇区利用率提出新的要求，若以每512byte ECC校验无疑是浪费。设计者便将硬盘扇区升级为4K byte，也就是我们说的高级格式（AF格式）。




该技术等于是将传统8个扇区合并成一个，仅需一个同步/分隔区和一个100 byte ECC校验区。保存同样的 4K byte 数据，AF格式占用显然更低，能节约200 byte空间，而扇区利用率约98%。






由于硬盘扇区格式是硬盘本身决定非操作系统。因此，4Kn扇区读写需要操作系统支持。遗憾的是，不是所有操作系统都支持4Kn。为了更好的兼容性硬盘厂家推出512e格式的硬盘。

这种通过硬盘的固件算法将512byte扇区模拟成4Kn扇区。操作系统中读写的扇区使用 512byte的逻辑扇区（LBA）地址来标注写入地址。实际硬盘写入的时候是按照4Kn物理模式写入。

譬如：

待写入的数据块 LBA 是 100，当真正写入数据时，512e硬盘的固件会把它映射到物理地址XYZ(编号为XYZ的数据块，起始编号为 0) 的扇区。

因待写数据是512字节，小于物理扇区大小，所以需要把物理地址为XYZ的 4K字节整个读出来，再改写逻辑地址LBA100数据对应的位置，然后才能把整个扇区真正写入物理扇区，会拖累写效率。

当大于 4K 的数据块写入 512e 硬盘时，由于一次写入的扇区大小就是 4K，所以写效率较高。

写入512e硬盘的数据块小于4K时，操作系统就必需经过读取→修改→写入的复杂过程，写效率下降。

若写数据存在小于4KB较多的应用，建议使用传统512 byte扇区硬盘更为合理。