『アロケーションユニットサイズとは？？』のクチコミ掲示板

[nncanon]

exFATでフォーマットしたいと思っているのですが、アロケーションユニットサイズとはどういうものなのでしょうか？？
いろいろ調べてみましたが専門すぎてよくわかりません。
クラスタサイズを大きくしたり小さくさくしたらどうなるのか？？など、難しいかと思いますが、専門用語をなるべく使わないで詳しく教えてください。

書込番号：17275619　スマートフォンサイトからの書き込み

[柚マーマレード]

http://okwave.jp/qa/q679423.html
こちらが参考になるかと思います

このHDDをExFATでフォーマットする場合はデフォルトの64KBをおすすめします

書込番号：17275865

[クアドトリチケール]

まず結論から先に言うと

大きいファイルを沢山格納する時はクラスタサイズは大きく、
小さいファイルを無駄なく詰め込みたい時はクラスタサイズ小さく

すれば、HDDを効率良く使えます。（ただ、通常はシステムの標準のまま使えば十分です）

では、なぜそうかを理解するには、どうしてもしくみを理解する必要があります。
FAT, exFATは、PCで使われるファイルシステムで一番簡単で単純なものですが、それを正確に理解説明するのは
難しいと思いますよ。

一応、やってみましょうか...バイト=8bitという概念は知ってるのが前提です。もし、知らない場合は事前にネット検索してください。


最近は、HDD以外に SSDや USBメモリ等の　機械的構造が違う媒体も使われますが、これらは HDDに倣うので HDDで理解しておく方が　分かりやすいです。

512Gのハードディスクは512バイトサイズの セクタと呼ばれる小部屋に分かれています。

1.　セクタ:磁気ヘッドの最小単位
ハードディスクは 磁気ヘッドで円盤に情報を記録します。ヘッドは一度に512バイト単位で情報を読み書きします。
1バイトだけ変更したい場合は、まずそのデータのある位置を512バイトメモリに読み込み、メモリ上で1バイト変更して、次に512バイトまとめて書くという面倒な事をします。
この最少単位をセクタと呼びます。　なので、元々はセクタはヘッドの物理的制約から来たものです。

2. 512GバイトのHDDの場合、G=1000*1000*1000なので、512バイトのセクタが 10億個あります。
ファイル等のデータはこのセクタに分割して記録されますが、ソフトでファイルに高速にアクセスするには、この10億個のどの位置に　どういう順番でファイルのデータが格納されてるか知る必要があります。
FAT, exFATでは、ファイルとその対応セクタ位置を整理するのに、巨大な表を HDの区画の先頭に作って、この表でファイルの位置を参照しています。
ただし、10億個を全部個別に管理すると　あまりにも巨大になり、肝心のデータ格納領域を圧迫します。

3. そのため、exFATでは、512バイトのセクタを　何個か連続して束にして　アクセスします。この束がクラスタです(アロケーションユニットとも言います）。
クラスタは、HD上のデータの位置決めを　効率よくやるための　ソフトウェア的な必要性から生まれたものです。
クラスタサイズは、セクタを 8個連続してまとめて 4K,　32個まとめると16Kのサイズになります。これはHDの区画をフォーマットするときにユーザが指定できます。
そして、ソフトから見たハードディスクへの読み書きの最小単位はこのクラスタサイズになります。

このようにまとめると、纏める個数が多い分、つまりクラスタサイズが多い分だけ　2で説明した管理テーブルは小さくできます。例えば、4Kクラスタなら 8個まとめるので、10億/8に小さくできて管理テーブルの無駄が省けるわけです。
クラスタにはソフト的に　先頭から順に 0,1,2,3,4 ....　というように連続した番号が振られています。

これは良い事ばかりではなく、セクタの無駄使いを生みます。例えば、セクタが 4Kの HDDに　1バイトのファイルを書き込むと、実際にデータが書き込まれるのは 512バイトの1セクタで十分なのに、残りの7個のセクタは未使用のまま使われない事になります。セクタが 16Kだと 使われないセクタは 31個、セクタが 32Kだと、 無駄は 63個になりますね。

4. 1見すると　非常に無駄に見えますが、区画の管理テーブルを 10億個消費するより、実用上は有利な事が多いので、このようにある程度クラスタという小部屋を纏めて使うという手法がとられています。
勿論、1バイトなので　無駄が出るので、4Kのセクタに　丁度4Kを格納すれば 無駄はなくなります。

まとめると、動画ファイルのような大きなファイルを格納する場合は、クラスタは大きい方が管理テーブルは小さく済み、効率的です。
逆に、テキストファイルのような小さなファイルを格納する場合には、クラスタは小さい方が、データ格納域の無駄は少なく済み、効率的です。

なお、2でセクタをまとめて管理テーブルを作ると書きましたが、クラスタを構成するセクタは常に連続してるので、実際にソフトで作るのはクラスタ=アロケーションユニットの管理表です。
表は英語で Tableといいます。
なので、ファイルシステム名も FileAllocationユニットのTable = FAT
という訳です。

更に、最近は、AFTというHDが主流です。これは、1セクタが 4096となっていますが、考え方は同じです。

実は、これでも簡便に書いたので、細部は端折っています。 単純なFATでもこうなので、今のPC標準のNTFSだと一冊の本になってしまいますね。

書込番号：17276019

[papic0]

nncanonさん

>アロケーション ユニットサイズとはどういうもの なのでしょうか？？

コンピュータを構成する主な部品の処理速度を比較すると以下のようになります。

CPU>主記憶装置（メモリ）>外部記憶装置（HDD/SSD等）

HDD/SSDの読み書きの最小単位はセクタと呼ばれています。

HDD/SSDへの読み書きはCPUと比較して非常に遅いので、いくつかのセクタをまとめてクラスタという単位で読み書きを行います。

連続したセクタを読み書きする場合、クラスタ単位で読み書きするので、読み書きの回数が減り、全体として、読み書きの時間が短縮されます。

しかし、飛び飛びのセクタを読み書きする場合は、必要なセクタ以外も含めて読み書きする必要がありますから、読み書きの時間が余分にかかります。

ビデオ映像などのサイズの大きいファイルを主に扱う場合はクラスタサイズ=アロケーションユニットサイズを大きくする方が効率的です。

テキストファイルなどのファイルサイズの小さいファイルを主に扱う場合は、アロケーションユニットサイズを小さくする方が適しています。

>クラスタサイズを大きくしたり小 さくさくしたらどうなるのか？？

クラスタサイズを大きくすると、ファイルサイズの大きいファイルを高速に処理できます。

クラスタサイズを小さくすると、ランダムに読み書きする速度が向上します。

書込番号：17276037　スマートフォンサイトからの書き込み

[澄み切った空]

NTFS　4K推奨。　4G以上のファイルが扱える。　WINDOWSの標準。
FAT32　32K。　　4G以下のファイルのみ扱える。　2T以下のHDDで扱える。互換性重視したい場合選ばれることが多い。
exFAT 128K。　　4G以上のファイルを扱える。　64G以上のSDカードの標準規格。HDDで使うことはまだ稀。

書込番号：17276074

[ヽ(´▽`)ノ♪]

＞クアドトリチケールさん
＞papic0さん
横レスですが、とても分かりやすい説明ありがとうございました。(__)

書込番号：20417988