如何格式化4k扇区硬盘？

我买了希捷ST3000DM001 3TB硬盘。 它是在一个shell内出售的。 我格式化为ext4，将一些数据复制到它，然后我从机箱中删除它并将其直接连接到主板。 操作系统看不到我的数据（它看到一个未知的~300GiB分区，其余为可用空间）所以我开始阅读有关高级格式和> 2TB驱动器的内容。

我再次将磁盘与USB连接，复制了所有数据，然后再次插入sata。 我使用gparted创建了一个GPT分区表（ubuntu磁盘实用程序不会让我Error synchronizing after initial wipe: Timed out waiting for object (udisks-error-quark, 0进行Error synchronizing after initial wipe: Timed out waiting for object (udisks-error-quark, 0 ），创建了一个大的3Tb Ext4分区，离开了默认值与MiB Align to并格式化。

正确识别驱动器，并正确安装。 文件可以成功从驱动器复制到驱动器。

然而：

Gparted显示磁盘有512k扇区，我知道这不是真的¹

而cat /sys/block/sdb/queue/physical_block_size报告4096

我发现一些报告称libparted与非512k扇区²有问题，而其他³报告称与MiB对齐就足够了。

Parted报告当我选择minimal时驱动器是对齐的：

 (parted) align-check alignment type(min/opt) [optimal]/minimal? min Partition number? 1 1 aligned (parted) 

我的配置是否正确？ 我是否有性能损失，因为磁盘格式化为512k扇区，gParted是否报告错误值或者我已经理解了整个错误？

1. http://www.storagereview.com/seagate_barracuda_3tb_review_1tb_platters_st3000dm001
2. http://ubuntuforums.org/showthread.php?t=1536933&p=9754234#post9754234
3. http://wdc.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/5655

Answer 1

它报告512字节，因为这是与旧操作系统（Windows）向后兼容的逻辑扇区大小。 （g）parted将分区对齐到1 MiB，这足以与使用4k物理扇区的驱动器正常工作，所以它的方式很好。

Answer 2

首先，大多数高级格式化驱动器的逻辑扇区大小为512字节，即使物理扇区大小为4096字节（4KiB）。 这是通过在驱动器的固件中处理数据来完成的，如果分区没有正确对齐，可能会导致性能问题 。 但是，这可能不是您问题的根源，您对分区对齐的关注是错误的。 （可以肯定的是，分区对齐很重要;它不是问题的根源。）

我的预感（这只是一种预感）是你的问题是由USB机箱和磁盘的直接连接之间的切换引起的。 某些机箱将磁盘上的512字节逻辑扇区转换为提供给计算机的4096字节逻辑扇区 – 也就是说，与高级格式磁盘中的固件相反。 我不是肯定的，但我怀疑有些机箱仅在超过2TiB的磁盘上执行此操作。 MBR和GPT分区方案都是按扇区号引用数据，因此更改扇区大小会使分区数据无效。 因此，如果您在以这种方式转换的USB机箱中准备磁盘然后尝试直接使用磁盘（反之亦然），您将看到错误，因为分区（甚至GPT备份数据）将不会计算机所期望的地方。 这就像告诉被蒙住眼睛的人“向前走2”，你指的是2英尺，但这个人认为你的意思是2米，所以走进一堵墙。

解决此问题的方法是以一种方式准备和使用磁盘 – 使用USB机箱或使用直接连接，而不是两者。 如果由于某种原因两者都是必需的，那么您需要找到一个无需应用此类翻译即可运行的机箱。

要测试我的假设，您可以使用报告逻辑扇区大小的工具（如parted ）。 例如：

 sudo parted /dev/sda print Model: ATA Hitachi HDP72505 (scsi) Disk /dev/sda: 500GB Sector size (logical/physical): 512B/512B 

我从这个输出中省略了一堆信息。 重要的细节在这里显示的最后一行：逻辑和物理扇区大小都是512字节。 如果运行此测试，然后以其他方式重新连接磁盘并再次运行，则可以比较结果。 如果逻辑扇区大小根据您附加磁盘的方式而改变，那么我的假设是正确的，这是您的问题的根源。 或者至少，这是一个问题; 也可能有其他人。 特别是，您提到的Error synchronizing after initial wipe错误Error synchronizing after initial wipe的Error synchronizing after initial wipe可能表示另一个问题。 OTOH，这可能是parted尝试从磁盘末端读取备份GPT数据的副作用。 无论哪种方式，如果您发现逻辑扇区大小发生了变化，您应该在处理其他任何问题之前解决该问题。 如果要重新分区磁盘但由于Error synchronizing错误而出现问题，请尝试使用gdisk或cgdisk （在gdisk包中）而不是parted或GParted; 与parted家庭相比， gdisk系列更能抵御错误。

Answer 3

已对Linux内核和实用程序进行了更改以支持高级格式化驱动器。 这些更改可确保高级格式化驱动器上的所有分区在4K扇区边界上正确对齐。 内核版本2.6.31及更高版本中提供了对高级格式驱动器的内核支持。 以下Linux实用程序支持分区和格式化高级格式化驱动器：

Fdisk：GNU Fdisk是一个分区硬盘驱动器的命令行实用程序。 1.2.3及更高版本支持高级格式化驱动器。

Parted：GNU Parted是一个用于分区硬盘的图形工具。 2.1及更高版本支持高级格式化驱动器。

4K本机（4Kn）磁盘具有4 KB逻辑扇区大小。 现代操作系统可以在这些磁盘上存储数据，但它们通常无法从这些磁盘启动。 这些磁盘通常是带USB连接的外部驱动器。

要创建用作媒体存储设备的分区，只需按键盘上的Ctrl + Alt + T即可打开终端。 打开时，运行以下命令：

 sudo mkfs.ext4 -m 0 /dev/sdb1 

大多数4k磁盘的物理扇区大小为4096字节，因此3TB可以放在板上，但它们仍然具有512B逻辑扇区大小，以便与期望一个扇区为512B的OS兼容。 这就是为什么当你在parted中使用print命令来打印细节时，就是扇区大小为逻辑/物理512B / 4096B。 这很正常。

这种“转换”是由磁盘本身的智能完成的，这是正常的。 它应该如何运作。

如果您无法在BIOS中看到整个3TB首先检查它是否限制磁盘大小。 也许您需要bios更新来支持磁盘。

也使用parted来创建从0开始的分区，这是一个错误。 您需要在扇区2048上启动第一个部分，该部分相当于1MiB，以便磁盘上的分区对齐以获得最佳性能。

因此，将单位更改为MiB，打印将在MiB中打印磁盘大小的磁盘详细信息，并创建从1MiB开始到最后一个MiB（或最后一个）之前的分区（如果您只需要单个分区） 。

例如，3TB磁盘实际上应该具有2,861,022 MiB。 因此，在名为/ dev / sdX的磁盘设备上创建一个跨越整个磁盘的单个分区就像（用正确的字母替换X）：

 sudo parted /dev/sdX unit MiB mklabel gpt print (to see the total size in MiB) mkpart primary 1 2861022 quit 

如果磁盘大小很少，则MiB大于或小于2861022调整结束位置。

而已。 之后，在分区上创建所需的文件系统。

^{来源和额外阅读}

^{4K扇区驱动器和Linux}

^{在Linux中进行错误检查并安装4k驱动器}

^Ubuntu论坛

Answer 4

只要您将分区对齐4KB的倍数，就可以了。 对于具有4KB物理扇区的驱动器，您无需执行任何特殊操作。

旧的分区软件在多个63x512B扇区上对齐分区，如果驱动器具有4KB物理扇区，则会导致性能不佳，因为这是31个半千比特，而不是4KB的倍数。

实际上，现在Ubuntu中没有可用的分区软件会再执行此操作（除非您以某种方式具体请求它）。 大多数将默认与1MiB（2048x512B扇区，也是256x4KB扇区）的倍数对齐。

如果你没有对齐它会发生什么？

如果你没有将分区对齐到4KB的倍数，那么最糟糕的情况就是性能损失（对于小文件来说是一个非常重要的）。 具有4KB扇区的驱动器倾向于模拟512B扇区以与现有系统兼容。 因此，如果您将它们视为512B扇形驱动器，它们的function非常好。 但是当你写入一个512B区域时，它将重写整个4KB扇区。

因此，出于性能原因，确保在文件系统中使用的4KB群集与驱动器上的4KB扇区对齐非常重要，这样单个群集写入不会导致需要在驱动器上写入两个4KB扇区。