O que é uma unidade de alocação?

Quando você adquire um novo disco rígido pela primeira vez, uma das coisas que você pode ter que fazer é formatá-lo. Isso aplica uma estrutura básica à unidade que o sistema operacional pode usar para armazenar dados. Alguns sistemas de arquivos são suportados entre sistemas operacionais e, portanto, são ideais para uso em unidades removíveis destinadas a serem usadas em várias plataformas. Alguns são específicos da plataforma, incluindo o formato de sistema de arquivos padrão para Windows e Mac OS.

Ao formatar sua unidade, uma das perguntas que você fará é o tamanho da unidade de alocação que deseja usar. Pelo menos no Windows, o valor padrão é 4 KB para a maioria das unidades. Mas você pode alterar isso manualmente, para cima e para baixo, se preferir. A verdadeira questão é, você deveria?

O que é uma unidade de alocação?

As unidades de armazenamento são divididas em seções muito menores para torná-las mais gerenciáveis. Cada uma dessas seções tem o tamanho de uma unidade de alocação. A unidade de alocação é a unidade de tamanho de arquivo na unidade. Não importa o tamanho, cada arquivo ocupará um múltiplo perfeito da unidade de alocação.

Com a unidade de alocação padrão de 4 KB, todos os arquivos ocuparão um múltiplo de 4 KB na unidade. Qualquer espaço para o próximo múltiplo de tamanho de arquivo de 4 KB é essencialmente desperdiçado e inutilizável. Então, por que não definir a unidade de alocação para ser a menor possível? O principal problema é que isso aumenta a complexidade do sistema de armazenamento de arquivos; há muito mais unidades de alocação para o drive acompanhar. Além disso, unidades de alocação menores aumentam a chance de fragmentação se você estiver usando um HDD. Isso afetará negativamente o desempenho do HDD, que é significativamente afetado por operações não sequenciais. Esse efeito específico será muito menor em SSDs que não sofrem perda de desempenho por fragmentação.

Otimizações

Ter um grande tamanho de unidade de alocação significa que mais espaço é perdido para cada arquivo que você tem na unidade. Isso significa que o efeito de grandes unidades de alocação deve ser um problema menor em unidades massivas. Isso também significa que deve ser menos problemático se você estiver armazenando principalmente ou exclusivamente arquivos grandes.

Por exemplo, se você usar um tamanho de unidade de alocação de 2 MB, perderá, em média, 1 MB por arquivo. Se você armazenar apenas arquivos de vídeo grandes no disco rígido, é improvável que você tenha muitas ocorrências de megabytes perdidos. Por outro lado, se você usar a unidade principalmente para um grande número de arquivos menores, perderá muito mais megabytes de espaço não utilizado. Se você tem uma quantidade enorme de espaço de armazenamento, fechar o espaço não é um grande problema. Se, no entanto, você tiver uma pequena unidade de armazenamento, como um pendrive antigo, poderá ter tão pouco espaço que perder até mesmo uma média de 2 KB por arquivo é um problema.

Curiosamente, o Windows permite o tamanho da unidade ao sugerir a unidade de alocação padrão. A Microsoft documenta os números reais aqui. No formato de arquivo NTFS padrão, o tamanho da unidade de alocação padrão é 4 KB para qualquer unidade de até 16 TB. Como as unidades de 16 TB são raras e excessivamente caras, a maioria das pessoas só terá visto esse valor padrão. A unidade de alocação padrão muda para 8, 16, 32 e, em seguida, 64 KB em capacidades de unidade de 16, 32, 64 e 128 TB.

Somente você pode dizer que tipo de arquivo armazenará em sua unidade. Você provavelmente terá uma mistura de arquivos grandes e pequenos se for uma unidade de uso geral. Um tamanho de unidade de alocação de 4 KB geralmente é considerado ideal para a maioria das unidades.

Conclusão

Uma unidade de alocação é uma parte do sistema de formato de arquivo no qual uma unidade de armazenamento é formatada. No sistema de formato de arquivo padrão do Windows, todas as unidades abaixo de 16 TB têm um tamanho de unidade de alocação padrão de 4 KB. A unidade de alocação é a unidade de armazenamento que um arquivo pode ocupar na unidade. Isso significa que, se você acabar com um arquivo com um byte a menos de 4 KB, ele ocupará 4 KB na unidade. Se você acabar com uma unidade de 1 byte em 4 KB, esse arquivo ocupará duas unidades de alocação, consumindo 8 KB de espaço na unidade.

Em média, metade da unidade de alocação está vazia para cada arquivo na unidade. Diminuir o tamanho da unidade de alocação aumenta a complexidade do gerenciamento do sistema de arquivos, pois resulta em mais unidades. Fazer isso também pode afetar o desempenho do HDD porque pode resultar em maior fragmentação. O tamanho pode melhorar um pouco o desempenho, mas também resultar na perda de mais espaço por arquivo. Geralmente, uma unidade de alocação de 4KB é considerada mínima, sendo que isso só muda realmente em drives superiores a 16TB.