FAT32、NTFS、exFAT，記憶卡該怎麼格式化？

老刀

1980 年代初期還是天價的 5 MB 硬碟，隨著技術演進，早已不可同日而語：當今硬碟不僅容量以 TB 計算，且價位亦已大眾化；甚至數位相機和手機廣為使用的記憶卡，亦動輒以 GB 計算。然而，儲存媒體隨各家作業系統不同，亦有不同檔案系統格式，故跨平台互通性，已是選擇儲存媒體不可忽略的重要考量。

目前個人電腦主流的 Windows XP、Windows Vista 及 Windows 7（以及舊版的 Windows 2000）作業系統，皆預設使用 NTFS 檔案系統；更早期的 Windows 95/98/Me 作業系統則使用 FAT32 作為檔案系統，而這也是目前使用記憶卡的眾多 3C 週邊產品（如數位相機、手機、行車記錄器、導航機等）所支援的唯一檔案系統格式。此外，隨著新一代 SDXC 超高儲存容量記憶卡的推出，exFAT 這個新型檔案系統，已有逐漸浮上檯面的趨勢。

在本文中，筆者將以目前主流的 FAT32、NTFS，以及exFAT 檔案系統，分別於 Windows XP Service Pack 3 (SP3)、Windows 7、Mac OS X 10.6.7 以及 Fedora 14 (Linux) 作業系統進行相容性實測。

格式化工具 

以下是筆者用於磁碟格式化的工具：

1. Windows XP SP3 系統內建的格式化軟體。請於「開始」→「我的電腦」（Windows 7 的使用者，請點選「開始」→「電腦」）以滑鼠右鍵點選磁碟機圖示，再於功能表中選取「格式化…」。

▲Windows XP 系統內建格式化工具。

▲Windows 7 系統內建格式化工具。

2. SD/SDHC/SDXC 專用的格式化工具 SD Formatter 3.0（免費軟體），可至 http://www.sdcard.org/consumers/formatter_3/ 下載。

▲SD Formatter 3.0。

3. Mac OS X 10.6.7「磁碟工具程式」（位於「應用程式」→「工具軟體」檔案夾內）的「清除」標籤。

▲Mac OS X 10.6.7的「磁碟工具程式」。

4.  Fedora 14 (x86_64) 的「磁碟公用程式」。（位於「應用程式」→「系統工具」，點選「格式化儲存區」）

▲Fedora 14的「磁碟公用程式」。

▲使用 Fedora 14「磁碟公用程式」格式化儲存區

＜後面還有測試數據＞

檔案格式支援情形 

在預設狀態下，Windows XP、Windows 7、Mac OS X 以及 Fedora 14 對於 FAT32、NTFS 及 exFAT 檔案系統的支援情形，整理如下表：

▼主流檔案系統於作業系統上的支援情形

	FAT32	NTFS	exFAT
Windows XP	支援 （需小於32GB）	支援	不支援 [註3]
Windows 7	支援 （需小於32GB）	支援	支援
Mac OS X	支援 （無容量限制）	只可讀取 [註1]	支援（系統版本10.6.5以後）
Fedora 14 (Linux)	支援 （無容量限制）	支援 [註2]	不支援 [註4]

• 註1：Mac OS X 10.6 起已經支援寫入 NTFS 檔案系統，但系統預設並未啟用此功能；建議以 SL-NTFS（下載網址為http://juicybinary.com/sl-ntfs/）啟用 NTFS 檔案系統的寫入功能。此外，Mac OS X 10.4~10.6 的用戶亦可安裝 ntfs-3g for Mac，下載網址為http://www.tuxera.com/products/tuxera-ntfs-for-mac/。
• 註2：須安裝 ntfs-3g。ntfs-3g 為 Fedora 14 預設的安裝套件之一，如果您的 Linux 系統並未安裝 ntfs-3g，則需自行安裝。
• 註3：Windows Vista SP1 及 Windows 7 業已支援 exFAT 檔案系統。Windows XP SP2/SP3 用戶，請自行下載安裝 KB955704 更新檔（下載網址為http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=1cbe3906-ddd1-4ca2-b727-c2dff5e30f61&displayLang=zh-tw）之後，即可支援 exFAT。
• 註4：雖然 Fedora 14 官方並未支援 exFAT，但透過安裝開放原始碼的第三方驅動程式，即可支援 exFAT 檔案系統的讀寫功能。方式如下：
  • 1. 如果您的 Fodora 14 並未安裝 subversion、scons、fuse-devel 以及 gcc 套件，請先行安裝。
  • 2. 開啟「終端機」，並輸入如下指令下載並編譯 exFAT 驅動程式：
    • svn co http://exfat.googlecode.com/svn/trunk/ exfat-source
    • cd exfat-source
    • scons
    • sudo scons install
  • 3. 完成上述步驟之後，您的 Fedora 14 已經可以辨認並讀寫 exFAT 檔案系統了（但因 Fedora 14 並未原生支援 exFAT，現階段尚無法使用 exFAT 為磁碟格式化）。

格式化實測結果 

筆者分別使用創見 (Transcend) 8GB SDHC Class 6 記憶卡以及 1.5 TB USB 外接硬碟（內裝硬碟 Seagate Barracuda 7200.11 1.5 TB，型號：ST31500341AS）為例，分別於上述 3 種作業系統使用 FAT32、NTFS 及 exFAT 檔案系統進行格式化的結果：

▼Transcend（創見）8 GB SDHC Class 6 記憶卡

格式	檔案系統 所占空間 （位元組）	可用空間 （位元組）	叢集大小[註1] （位元組）	格式化軟體 [註2]
FAT32	32,768	8,059,846,656	32,768(32k)	SD Formatter 3.0 Windows 7
FAT32	4,096	8,048,332,800	4,096 (4k) （系統預設值）	Windows XP SP3
FAT32	4,096	8,047,292,416	4,096 (4k) （系統預設值）	Windows 7
NTFS	65,445,888	7,998,623,744	4,096 (4k) （系統預設值）	Windows 7
NTFS	66,177,024	7,997,895,680	1,024 (1k)	Windows 7
exFAT	98,304	8,061,878,272	32,768 (32k) （系統預設值）	Windows XP SP3 Windows 7
exFAT	4,096	8,054,374,400	4,096 (4k)	Windows 7

• 註1：叢集 (cluster) 是儲存媒體的最小儲存單元。
• 註2：以上格式化軟體為 Windows 7 及 Windows XP SP3，係表示使用該系統內建之工具軟體進行格式化（請參見「格式化工具」一節）。

▼Seagate Barracuda 7200.11 1.5 TB 硬碟（型號：ST31500341AS）

格式 [註1]	檔案系統所占空間 （位元組）	可用空間 （位元組）	叢集大小 （位元組）	格式化軟體 [註2]
FAT32	1,769,472	1,499,933,868,032	32,768 (32k)	Mac OS X 10.6.7
FAT32	16,384	1,499,569,602,560	16,384 (16k)	Fedora 14
NTFS	113,360,896	1,500,188,516,352	4,096 (4k) （系統預設值）	Windows XP SP3 Fedora 14
NTFS	135,675,904	1,500,166,201,344	4,096 (4k) （系統預設值）	Windows 7
NTFS	250,703,872	1,500,051,173,376	1,024 (1k)	Windows XP SP3
NTFS	273,025,024	1,500,028,852,224	1,024 (1k)	Windows 7
exFAT	1,703,936	1,500,252,864,512	131,072 (128k) （系統預設值）	Windows XP SP3 Windows 7
exFAT	2,490,368	1,500,252,078,080	131,072 (128k)	Mac OS X 10.6.7

• 註1：Windows XP SP3 及 Windows 7 無法在大於 32GB 的儲存媒體使用 FAT32 進行格式化。
• 註2：以上格式化軟體為 Windows 7、Windows XP SP3、Mac OS X 10.6.7 及 Fedora 14，係表示使用該系統內建之工具軟體進行格式化（請參見「格式化工具」一節）。

依據筆者的使用經驗，在相同的檔案系統（如 NTFS）之下，使用不同格式化軟體對於儲存媒體的效能並無明顯差異；但若選用的叢集大小不同，對於磁碟的儲存空間及讀寫效能上，則會產生決定性的影響。舉例而言，如果您在格式化磁碟時選擇 32k 位元組作為叢集大小，則儲存的資料將以 32k 位元組為單位進行配置。假設某個檔案大小為 32,770 個位元組 (=32,768+2) ，則因為超出 32,768 個位元組的部分（2 個位元組）亦需以 1 個叢集來儲存，所以這個檔案實際占用 2 個叢集，相當於 65,536 個位元組 (32k*2) 的儲存空間；也就是說，剩下的 32,766 個位元組就浪費掉了。

不過，如果儲存媒體有較大的叢集空間，一般而言也代表著較好的讀取效率（可一次讀入較多資料，減少讀寫頭移動的次數）。如果硬碟叢集過小，在頻繁地讀寫資料之下，資料檔案存放的位置將愈來愈零散，導致移動讀寫頭的機械動作過於頻繁，而嚴重減緩讀寫資料的速度。這時候，就必須經常搭配使用磁碟重組工具（Windows 系統內建於「附屬應用程式」→「系統工具」，但筆者建議改用重組速度更快、功能更強的 Smart Defrag 2，網址為 http://www.iobit.com/iobitsmartdefrag.html）重新編排資料檔案在硬碟中的位置，來提升磁碟效能。

至於檔案系統種類、讀寫效能與節省空間的選擇上，如何取捨，請繼續參考下一節。

哪種檔案系統是您的最佳選擇？

選擇最適合您的檔案系統，建議可從幾個面向考量：

1. 相容性：

以 SDHC 記憶卡為例，如果您的 SDHC 記憶卡係以提供數位相機、攝錄影機、車用導航機等週邊使用為主，則 FAT32 的高度週邊相容性，應是您的首要選擇；但如果您的週邊支援 32 GB 以上儲存空間的 SDXC 記憶卡，則 exFAT 或許是更佳考量。此外，對於市售儲存容量動輒超過 250 GB以上的外接硬碟，建議使用 NTFS 或 exFAT 檔案系統，在不同作業系統之間的相容性最佳。

2. 個人需求：

如果相容性並非您的主要考量（無需與其他電腦或週邊裝置共用儲存媒體），筆者建議您可依自己的需要訂作符合自身需求的檔案系統，至於 FAT32、NTFS 或 exFAT，因為主流作業系統皆已支援，皆是不錯的選擇。但對於常需要編輯影片的多媒體工作者而言，FAT32 有單一檔案儲存空間不得超過 4 GB 的限制，如果檔案大小有超過此限值的可能，則 NTFS 或 exFAT 檔案系統，應該是較好的選擇。而 NTFS 檔案系統支援日誌 (journaling) 功能，相較 FAT32 及 exFAT 有更佳的穩定性，但缺點是檔案系統本身占用較多的儲存空間（以筆者的 1.5 TB 外接硬碟為例，NTFS 檔案系統本身即占了數百 MB）。

當您決定選擇何種檔案系統，之後，建議再依據您主要的資料檔案類型，選擇搭配適當的叢集 (cluster) 大小（即Windows XP 及 Windows 7 格式化工具的「配置單位大小」下拉式清單項目），即可進一步將儲存空間做最有效率的使用。

最後，依據筆者的使用經驗，如果資料檔案類型係以文書、試算表等較小容量的檔案為主，則 4 kB 大小的叢集（或者更小的叢集）絕對是不錯的選擇。如果資料係以未壓縮型式 (RAW) 的數位照片、影音畫面等多媒體資料為主，則建議選用 32 kB 以上的大叢集，應可以增進您硬碟的讀寫效率。