Linux 下的 SSD 磁盘默认的 512 字节物理扇区大小是否合适？

Question

GSmartControl和我使用过的任何其他命令行工具（如fdisk, smartctl, cat /sys/block/sd*/queue/hw_sector_size, cat /sys/block/sd*/queue/physical_block_size）对我的两个磁盘报告相同：

Sector Size: 512 bytes logical/physical

这是默认的 Ubuntu 18.10（后来升级到 19.04）安装。但是，stat -f两个磁盘上的命令都报告：

Block size: 4096       Fundamental block size: 4096

我的两个磁盘都是 SSD，而 AFAIK SSD 磁盘需要 4K 的扇区大小。这是可以的还是我错过了什么？stat(=4K)返回的信息是否确保操作系统始终以4K 的倍数向磁盘发送 IO，并且这些块永远不会跨越 4K 边界（IO 块将始终与 4K 对齐）？

请注意以下输出（sdb2是我的根分区，sda是我的/home磁盘）：

# fdisk -l /dev/sd?
Disk /dev/sda: 465.8 GiB, 500107862016 bytes, 976773168 sectors
Disk model: SanDisk SDSSDH35
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes


Disk /dev/sdb: 238.5 GiB, 256060514304 bytes, 500118192 sectors
Disk model: ADATA SU800NS38 
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: xxxx....

Device       Start       End   Sectors  Size Type
/dev/sdb1     2048   1050623   1048576  512M EFI System
/dev/sdb2  1050624 500117503 499066880  238G Linux filesystem

# df / /home
Filesystem     1K-blocks      Used Available Use% Mounted on
/dev/sdb2      244568380  17799136 214276188   8% /
/dev/sda       479670976 129685112 325550152  29% /home

Answer 1

在过去，512 字节扇区是磁盘的标准。该系统过去一次只能读/写一个扇区，这是旧硬盘驱动器所能做到的最好的。

现在，由于现代驱动器如此密集、如此快速、如此智能，一次仅读取/写入一个扇区确实会降低总吞吐量。

诀窍是……您如何加快总吞吐量，但仍保持与旧/标准磁盘子系统的兼容性？您创建了一个由 8 个 512 字节物理扇区组成的 4096 块大小。4096 现在是到/从磁盘的最小读/写传输，但它在兼容的 512 字节卡盘中传递给操作系统。

这意味着即使系统只需要一个 512 字节的信息扇区，驱动器也会读取 8 个 512 字节的扇区来获取它。然而，如果系统需要接下来的七个扇区，它已经读取了它们，因此不需要发生磁盘 I/O……因此总吞吐量的速度增加。

现代操作系统可以充分利用现代驱动器的原生 4K 块大小。

Answer 2

根据维基百科，“高级格式 (AF) 是用于在磁盘驱动器中存储数据的任何磁盘扇区格式，每个扇区超过 512、520 或 528 字节，例如高级格式驱动器 (AFD) 的 4096 字节扇区。” 高级格式 (AF) 是一种磁盘格式，本身使用 4,096 字节而不是 512 字节的扇区大小。为了保持与旧系统的兼容性，AF 磁盘模拟 512 字节的扇区大小。

我得到的结果与您在两个 SSD 上运行（其中是字母）得到的结果相同。我在两个 SSD 上运行也得到了与您相同的结果。这两款SSD在安装时都会被操作系统自动识别，并且需要零配置，因此看来您获得的数据是块大小和扇区大小的默认设置。sudo fdisk -l /dev/sdXXstat -fsmartctl