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[4750G] 首次启动极慢问题,可能是由4K扇区未对齐和温度低共同产生的影响,以下是原因(分析篇)

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发表于 2012-2-1 18:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 光闪 于 2012-2-24 18:28 编辑

注意:本文首发于it168,转载须注明出处及作者,谢谢!

前言:前几天写过两篇4K扇区导致第一次启动慢的问题的帖子,后来发现不只是4K扇区未对其才会产生这个问题,以下是我的实验加分析。

     首先来看看4K扇区对齐之后第一次启动和第二次启动时间对比图:


                                     
                   这个是第一次的开机时间,一般都是一分钟的                                                                              这是重启后启动的时间。
         然后是温度的:
           七度,很低                                                                                                                               温度高了,16                                                                     
                                                           


      
            再看下边这个测试:这是网友张庆伟123 早上先用电吹风加热之后在开机的结果,26秒有木有,可以跟前一天的对比看看,看图:
                     

可以发现,温度对启动时间的确有一定的影响。这是为什么呢?
下面来说说原因:机械硬盘之所以叫机械硬盘,是因为其中有机械结构存在,即电机,马达,存取数据时都是盘片围绕旋转轴旋转,既然要旋转,就一定会有摩擦,为了减小摩擦,机械硬盘转轴马达采用了液态轴承马达,液态轴承马达:用黏膜液油轴承、以油膜代替滚珠的马达。既然是以油来代替滚珠,这个油一定有凝固点,不同的油的凝固点也不同,当液态轴承里的油的凝固点达到的时候,有就会变为固态,甚至没有达到凝固点时,也会呈现半固态,油的粘度增加。这一点可以观察下你们家里的油在冬天的状态,是固态的。所以硬盘转轴采用了这种轴承结构,低温下油的粘度增加造成了硬盘启动困难的故障。
这就是低温导致启动慢的一个原因。
另外,在低温下启动后在油的粘度达到一定程度之前,读写文件速度都受到一定的影响,这就是在启动后开启软件都非常卡的原因。

温度的影响说了了,现在说说4K扇区未对齐所产生的影响。(以下只针对高级格式化磁盘)
首先说下4K扇区对齐的4K扇区是指什么
这个4K是指存储的数据在物理结构上的最小单位,也就是说硬盘上储存的数据是以很多个4K大小的数据组合而成的(当然没这么简单,就这样理解吧),之前的传统硬盘采用的最小单位是512字节,而新的高级格式化硬盘则采用的是4K,也就是一个顶以前的八个。而一些系统及分区软件并没有考虑这个情况,于是在分区的时候就导致了不对齐,至于这个不对齐是什么呢,看下边。
接下来说下这个4K扇区对齐到底是和什么对齐。
磁盘分区后都要格式化成某个文件系统,如ntfsfat32ext4等等。Windows的文件系统储存文件时是按簇存储的,而ntfs的簇大小默认是4K,而4K扇区对齐就是指硬盘的4K扇区与 4K簇一一对应。
如图:4K簇,分配单元大小:4096字节。
                     

为什么会出现不对齐的情况?
因为之前的系统或者分区软件并没有考虑这个情况,都是以512字节扇区磁盘的第64个扇区为第一个分区的起始位置,而这个位置在4K扇区的磁盘上表现的正好是第八个扇区的最后位置,就会造成如图的情况:
              
如果通过系统在4号位置存储数据的话,则需要修改12号位置,也就是存一个数据需要做原来的二倍工作。如果在5号位置存储数据,而同时2号位置前半段存储了数据,则需要先把数据搬出来,凑够4K才能存储在2号位置,也就是这个过程发生了“读取-修改-写入”三个过程,明显费时又费事。在这个过程下读取连续的簇是不受影响的,而当数据存储不连续的时候也受一定的影响。



那么这个过程对电脑到底有什么影响?在平时使用时,要么是读取文件,要么是写入大文件,这两个过程在不对齐时并不会产生很大的影响,只有在读取不连续的小文件或者写入小文件是影响极大。而这个过程只有在系统启动时是频繁发生的,于是就产生了启动慢的影响。

综上所述,温度低和4K扇区未对齐都会对启动速度产生影响,但是根据理论上这两个对启动速度的影响应该都在2倍以内,不会出现启动速度高达三四分钟的情况,那这种启动极慢的情况是怎么产生的呢?
以下是我的大胆猜测,结合了自己遇到的情况,这种启动极慢的情况可能就是有低温和4K扇区未对齐共同产生的影响。

首先说下我遇到的情况:
我的磁盘都是在pe下用工具分的区,分的时候并不知道4K扇区对齐这个概念,所以就导致了分区后不对齐的情况,而后一个多月内并无任何问题出现,注意,这段时间气温都在20度以上,夏天到秋天的时候。而后在某一天突然出现了开机极慢,然后到桌面后继续卡很长时间的情况,当时非常纳闷,苦苦寻找解决方法,知道有一天某位机友告诉我是4K扇区未对齐的原因,对齐系统分区后正常,然后我就发了我的第一个关于4K扇区的帖子。到此4K扇区解决了。之后放假回家后,启动速度就到了帖子开头的速度,甚至经常一分多,开机后虽然有的软件能打开,但是打开后不能操作,很卡。于是我就产生了温度也会产生这个影响的想法。

综上,在温度低于20度时(具体是哪个温度不好确定),如果4K扇区未对齐,在系统启动时,由于液态轴承中润滑油处于半凝固状态,粘度较高,导致写入读取速度降低,而在这时,由于4K扇区的不对齐,导致了磁盘写入数据工作倍增,最后导致了开机极慢的情况。而在达到一定的温度后,这种影响减小,于是产生了重启速度比第一次开机快得多的情况。这可能就是第一次启动极慢,重启速度正常的原因。
     当然如果你的电脑满足这两个任何一个条件,都会导致第一次启动慢,重启就正常的问题,只有在两者叠加的时候才会出现极慢的情况,如果仅仅是因为温度问题导致的启动慢,大可不用担心,而如果是由4K扇区未对齐引起的,我建议最好是进行一下对齐操作。

最后说一下,以上内容基本上都基于猜测,内容错误很多,有错误了大家一定要提出,我好学习下,毕竟有些硬盘方面我了解不到位,还望大家拍砖。当然有很多我也想不明白的地方,希望大家提出自己的看法,谢谢了。


最后附上预防和解决方法:
磁盘分区必须注意,小容量机械磁盘也需4K对齐,建议要分区和分过区的都来看看(预防篇)

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 楼主| 发表于 2012-2-1 18:34 | 显示全部楼层
挽尊!这篇文章是在即将感冒的情况下编辑的,额,头晕...所以有些乱,不想看了直接看结论:温度低和4K扇区未对齐造成启动慢
  • TA的每日心情
    可爱
    2016-11-18 08:11
  • 发表于 2012-2-1 18:36 | 显示全部楼层
    学习一下。

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     楼主| 发表于 2012-2-1 18:37 | 显示全部楼层
    microyang 发表于 2012-2-1 18:36
    学习一下。

    您谦虚了.....

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    发表于 2012-2-1 18:40 | 显示全部楼层
    欢迎继续研究

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     楼主| 发表于 2012-2-1 18:44 | 显示全部楼层
    thesoul1989 发表于 2012-2-1 18:40
    欢迎继续研究

    嗯,好,谢谢鼓励

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    发表于 2012-2-1 18:59 | 显示全部楼层
    很好,路过学习一下!!!!!!!!!!!

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     楼主| 发表于 2012-2-1 19:10 | 显示全部楼层
    lrdwudi 发表于 2012-2-1 18:59
    很好,路过学习一下!!!!!!!!!!!

    额,我发现你的帖子都是!!!!!!!!!!!或者?????????结尾的.......................

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    发表于 2012-2-1 20:35 | 显示全部楼层
    同意LZ。。。

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    发表于 2012-2-1 21:06 | 显示全部楼层
    欢迎LZ继续探索研究
  • TA的每日心情
    开心
    2018-4-18 18:33
  • 发表于 2012-2-1 21:48 | 显示全部楼层
    soga
    同意温度说法
  • TA的每日心情
    开心
    2018-4-18 18:33
  • 发表于 2012-2-1 21:48 | 显示全部楼层
    尤其是西数

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     楼主| 发表于 2012-2-1 21:51 | 显示全部楼层
    wyhstc2010 发表于 2012-2-1 21:48
    尤其是西数

    我觉得是西数的轴承用的润滑油的凝固点太高了

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    发表于 2012-2-1 21:53 | 显示全部楼层
    光闪 发表于 2012-2-1 19:10
    额,我发现你的帖子都是!!!!!!!!!!!或者?????????结尾的.......................

    木有办法,一来,自己水平低:二来,有些论坛回复必须不低于8字符,所以养成这不好习惯,别介意

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     楼主| 发表于 2012-2-1 21:59 | 显示全部楼层
    lrdwudi 发表于 2012-2-1 21:53
    木有办法,一来,自己水平低:二来,有些论坛回复必须不低于8字符,所以养成这不好习惯,别介意

    不错,挺好的,我的习惯是带.....................

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    发表于 2012-2-1 22:12 | 显示全部楼层
    看了标题,没看内容,但是我确定启动慢和低温有关,和4K无关
    因为我的OCZ SSD不管4K对齐不对齐,评分都是7.4,AS SSD差距不大,SSD如此更不要说HDD了

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    发表于 2012-2-1 22:16 | 显示全部楼层
    温度低于10度启动会明显有卡顿,低于5度启动卡的很。。。。台机硬盘实测
    建议冬天开机前先开空调,使HDD温度达到10度以上再开机,或者用电吹风稍微加热下

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    发表于 2012-2-2 01:19 | 显示全部楼层
    LZ自己有尝试很不错,其实硬盘硬盘厂商在其官网的技术文档有说明温度低造成的冷启动麻烦,临界温度和低温工效

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    发表于 2012-2-2 01:26 | 显示全部楼层
    从联想K区赶过来致谢

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     楼主| 发表于 2012-2-2 08:12 来自手机 | 显示全部楼层
    gunha 发表于 2012-2-2 01:19
    LZ自己有尝试很不错,其实硬盘硬盘厂商在其官网的技术文档有说明温度低造成的冷启动麻烦,临界温度和低温工 ...

    额,其实我木有找到,就为了看这个低温产生的影响,找了官网的技术文档都没找到,可否请您贴出来我参考参考?

    17年8月精华宗师

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