2024年3月12日发(作者：)

“FAT, NTFS,4K对齐”相关知识

FAT：File Allocation Table

根据FAT32文件系统，采用32位2进制数来表示簇号，每个FAT文件能管理 2的32次

方个簇 4294967296个，每个簇容量为512kb，则可算出 最大分区容量为2TB。

但是XP下只能管理最大32G的FAT32分区，只能格式化最大到 32 GB 的 FAT32 卷。

Windows 2000/XP/2003 不支持创建、格式化大于32G的FAT32分区，但是可以支持大于

32G的FAT32分区（读写）；

FAT16：我们以前用的DOS、Windows 95都使用FAT16文件系统，现在常用的Windows

98/2000/XP等系统均支持FAT16文件系统。它最大可以管理大到2GB的分区，但每个分

区最多只能有65525个簇(簇是磁盘空间的配置单位)。随着硬盘或分区容量的增大，每个簇

所占的空间将越来越大，从而导致硬盘空间的浪费。 容量可从软盘大小到 4 GB。不支持

域。最大文件大小为2 GB。

FAT32：随着大容量硬盘的出现，从Windows 98开始，FAT32开始流行。它是FAT16的

增强版本，可以支持大到2TB(2048G的分区。FAT32使用的簇比FAT16小，从而有效地

节约了硬盘空间。容量从 512 MB 到 2 TB。在 Windows XP 中，只能格式化最多达 32 GB

的 FAT32 卷。不支持域。最大文件大小为4 GB

windows 2000和windows XP能够读写任何大小的FAT32文件系统，但是这些平台上的格

式化程序只能创建最大32GB的FAT32文件系统。

在dos系统下可直接访问fat32分区，而ntfs分区则不能在dos下直接访问。

FAT有一个严重的缺点：当文件删除后写入新资料，FAT不会将档案整理成完整片段再写入，

长期使用后会使档案资料变得逐渐分散，而减慢了读写速度。硬盘碎片整理是一种解决方法，

但必须经常整理来保持FAT文件系统的效率。

NTFS: New Technology File System

为Windows NT, 2000, XP所设计，被用来代替FAT文件系统.

若使用基本磁盘，一个分区最大是2TB.

如果是动态磁盘，最大可以达到16TB。

基本磁盘使用主分区、扩展分区和逻辑驱动器来组织数据。格式化的分区也称为卷（术语“卷”

和“分区”通常互换使用）。在此 Windows 版本中，基本磁盘可以有四个主分区或三个主分

区和一个扩展分区。扩展分区可以包含多个逻辑驱动器（最多支持 128 个逻辑驱动器）。

基本磁盘上的分区不能与其他分区共享或拆分数据。基本磁盘上的每个分区都是该磁盘上的

一个独立的实体。

动态磁盘可以包含大量的动态卷（大约 2000 个），其功能类似于基本磁盘上使用的主分

区。在 Windows 的某些版本中，可以将多个独立的动态硬盘合并为一个动态卷（称为分

卷），将数据拆分到多个硬盘（称为分拆）以提高性能，或者在多个硬盘之间复制数据（称

为镜像）以提高可靠性。

两者之间最明显的不同在于操作系统支持。所有的Windows版本甚至DOS都支持基本磁

盘，而对于动态磁盘则不是如此。只有Windows后期的版本，包括Windows 2000、Windows

XP和Windows Server 2003支持动态磁盘。

建议卷的最小大小约为 10 MB。

最大的卷和分区大小起始为 2 TB，并可以达更大范围。例如，通过标准分配单元大小 (4 KB)

格式化的动态磁盘可有 16 TB 减去 4 KB 的分区。有关最大卷和分区大小的详细信息，请

参阅 Microsoft Windows 资源工具包网站上的“Windows Server 2003 Resource Kit,

Server Management Guide”（Windows Server 2003 资源工具包，服务器管理指南）。

无法在软盘上使用。

尽管文件大小不能超过它们所在的卷或分区的大小，但潜在的最大文件大小可为 16 TB 减

去 64 KB。

FAT 和NTFS支持的操作系统

FAT16： windows 95/98/me/nt/2000/xp unix，linux，dos

FAT32 ：windows 95/98/me/2000/xp

NTFS： windows nt/2000/xp

为什么要4K对齐，不对齐会有什么影响？

当前电脑传统机械硬盘的每个扇区一般大小为512字节；当使用某一文件系统将硬盘格式

化时，文件系统会将硬盘扇区、磁道与柱面统计整理并定义一个簇为多少扇区方便快速存储。

例如：现时windows中常见使用的NTFS文件系统，默认定义为4096字节大小为一个簇，

但NTFS分区因为其引导区占用了一个磁道共63个扇区，真正的文件系统在63号扇区之

后，那么依照计算得出前63个扇区大小为：

512Bx63=32256B

并按照默认簇大小得出63扇区为多少个簇：

32256B÷4096B=7.875

即为每个簇都会跨越两个物理单元，占据第一个单元的组后512字节和第二个单元的前

3584字节。这样文件系统在读写某个簇的时候，硬盘需要读写两个物理单元，这会降低读

写速度，并缩短使用寿命。现时一般使用一些硬盘分区软件在主引导记录的63个扇区后作

牺牲地空出数个扇区以对齐文件系统的4096B每簇，以避免过多的读写操作，提升读写速

度、延长使用寿命。