パーティションアラインメントの本質を説明するために、通常のハードドライブに保存されているデータの配置を示します。
この図は、1つのパーティションがすべてのディスク領域とすべてのセクターを占有する単純化されたセグメンテーションスキームを示しています。 セクションは最初のセクターに対応し、セクションの先頭は最初のセクターの先頭に対応します。 ただし、これは単純すぎます。 結局、セクションは論理ユニット/ブロックで構成されています。 それらがセクターにどのように関係するかを考えてください：
この図は、1つのセクターが2つのセクターに対応することを示しています。 つまり、1つのクラスターから小さなテキストファイルなどのデータを読み取る場合、ストレージデバイスは2つのセクターからデータを読み取ります。
注：セクションの先頭は最初のセクターの先頭に対応し、すべてのクラスターはセクターごとに調整されます。したがって、セクションは調整されます。 データ操作は最大速度で実行されます。
ここで、セクターのセクションの不一致の理由とこの現象の結果を検討します。
パーティションとセクターの不一致により、ハードドライブの速度が低下する理由と理由
最新のハードドライブ（Western Digitalなど）の物理セクターのサイズは4096バイトで、4 KBのデータブロックは物理レベルで処理されますが、外部ハードウェアとソフトウェアの場合、これらのディスクは512バイトセクターの「従来」のように見えます。 これにより、ソフトウェアの以前のバージョンとの互換性が確保されます。 そのような場合、もう1つのレベル、つまり互換性レベルが追加されます。
この図は、3つのレベルのデータ分散を示しています。 下位レベルは、実際には、ハードドライブと4 KBの物理セクターです。 2番目のレベルは、外部システム用のサイズが512バイトのセクター形式の抽象表現です。 そして、最高レベルは、2 KBクラスターを持つ既存のファイルシステムです。各クラスターは、4つの抽象セクターと物理セクターの半分に相当します。 したがって、1クラスター= 4抽象セクター=物理セクターの½です。
3つのレベルはすべて、相互およびディスクの先頭に対して位置合わせされていることに注意してください。 したがって、1つのクラスターからのデータの読み取りまたは書き込みは、512バイトの4つのセクターとサイズ4KBの1つのセクターを使用して実装されます。 読み取り/書き込み操作の数は最小限です。 ドライブは最大のパフォーマンスで動作します。
ただし、次の図に示すように、論理レベルのクラスターが基になるレイヤーに対してシフトすると、状況はさらに悪化します。
ご覧のとおり、パーティションはディスクの先頭からサイズが512バイトの1セクター分オフセットされています。 その結果、複数の論理クラスターが4KB（2番目、4番目、6番目）の2つの物理セクターに関連付けられ、読み取り/書き込み操作の回数が倍になりました。 この場合、システムのパフォーマンスが低下します。これは、データ管理のために、ハードドライブがパーティションの正しい配置と同様に、1つではなく2つのセクターで2つの操作を実行するためです。
バイアスの原因は何ですか？ ボリュームのクラスターを作成する場合、Vistaより前のすべてのバージョンのWindowsは512バイトセクターに焦点を当て、パーティションの先頭が1つの512バイトセクターだけシフトされる前の図に示されている4 KBセクターではなく、それらに従ってパーティションの先頭を配置します。
通常、セクションは63セクターで始まります。 63セクター-ディスクの「シリンダー」の確立されたサイズと、DOSまたはWindowsの一部の古いバージョンでは、セクターの正しいアドレス指定とアクセスのために、パーティションを「シリンダー」に合わせる必要があります。 最新のオペレーティングシステムでは、古くなったCHSアドレス指定スキーム（シリンダー/読み取りヘッド/セクター）は使用されません。 しかし、いくつかの理由により、Vistaより前のWindowsのすべてのバージョンは、このルールによってパーティションを作成します。
興味深いことに、純粋に数学的な理由で、63セクターに配置されたセクションは4 KBセクターに配置されていません。
明らかに、512バイトの63セクターは4 KBセクターの整数には対応していません。 したがって、最初とすべての後続のディスクパーティションはオフセットで配置されます。
Paragon Alignment Toolは何をしますか？
Paragon Softwareは、近日中にParagon Alignment Tool（PAT）を導入します。 実際、パーティションを512バイトのセクター数に移動し、ボリュームを調整します。 たとえば、パーティションを63セクターのサイズに合わせるには、サイズが512バイトの1セクター分だけ前方に移動する必要があります。
これで、セクションの先頭が4KBセクターの先頭に対応し、このセクションと後続のすべてのセクターが正しく配置されました。
PATは、パーティションの先頭をディスクの先頭から512バイト（2048バイト）だけシフトします。これは1 MBに相当し、4 KBセクタにも適しています。
SSDのパーティション調整の必要性
SSDの場合、誤ったパーティションの問題は、従来のハードドライブよりもさらに重要です。 最新のSSDのメモリモジュールのサイズは4096バイトで、4 KBセクターに相当します。 したがって、SSDを使用する場合、パーティションのアライメントに関する上記のすべての問題も発生します。
ただし、ファイルシステムの速度を低下させることに加えて、SSDに固有の別の問題があります。 ソリッドステートドライブのメモリセルは、多数の書き込み操作でより速く故障します。 したがって、SSD上のパーティションの位置が間違っていると、システムの速度が低下するだけでなく、ソリッドステートドライブ自体も危険にさらされます。
PATを使用したパーティションアライメントにより、冗長な読み取り/書き込み操作が不要になり、SSDの速度が大幅に向上し、寿命が延びます。
SANおよびRAIDのパーティション調整の必要性
RAIDテクノロジーにより、多くのハードドライブと他のストレージデバイスを1つの大きなデータアレイに結合できます。 システムはこのアレイを1つの大きなストレージデバイスとして認識し、データはそのすべてのリソースに分散されます。 アレイの1つのディスクへのデータの書き込みが停止し、別のディスクへの書き込みが開始される量は、ストライプのサイズと呼ばれ、非常に異なる場合があります（8 KB、16 KB、32 KBまたは64 KB）。
ソフトウェアまたはハードウェアRAIDを使用する場合、パーティションの初期位置がストライプのサイズと一致しないと、システムのパフォーマンスが低下する可能性があります。 この場合、RAIDアレイの複数のディスクでのデータ操作の数が増加します。
この問題を解決するために、PATはパーティションを2048セクターにシフトします。 このオフセットは、ほとんどのストライプサイズに適しています。 冗長な操作を排除することで、データの操作が高速になります。
仮想環境でのパーティション調整の必要性
仮想インフラストラクチャ環境でのパーティションの調整は、パフォーマンス、機器の寿命、ストレージの使用率にとって重要です。 パーティショニングが間違っていると、仮想マシンは要求されたよりも多くのデータをアレイから受信します。 これにより、作業効率が低下するだけでなく、このような過剰な負荷により、データストレージにより多くのリソースが必要になります。
この図は、RAID / SANストレージを使用したVMware ESX \ Server \ vSphereサーバーの構成を示しています。 ここでは、2つのレベルでセクションが誤って一度に配置されるため、パフォーマンスが大幅に低下します。 たとえば、最初のクラスターからデータを読み取るために、システムは3つのVMFSブロックと4つのRAIDブロック（さらにストライプ）を読み取る必要があります。
現在、PATはVMFSボリューム自体を移動できませんが、仮想ディスク上のパーティションを調整できます。
この構成では、すべてのボリュームとパーティションが正しく配置され、データ操作の全体的な速度が2倍になりました。