Почему запись в существующий файл быстрее, чем создание нового файла?

Я заметил странные ограничения в Windows относительно производительности записи файлов на SSD: а именно, я, похоже, не могу записывать в один файл со скоростью более 3-4 ГБ/с. Записывая несколько файлов одновременно, я могу заполнить пустой диск на 4 ТБ со скоростью 6 ГБ/с, но не в один файл, и, к сожалению, именно это мне и нужно сделать.

В помощь приходит fio, который позволяет мне записать 6 ГБ/с в один файл при условии, что этот файл предварительно выделен. В противном случае я могу записывать только с упомянутыми ранее 3-4 ГБ/с.

Вот fio.txt:

[global]
thread
bs=1M
rw=write
iodepth=8
direct=1

[job1]
filename=fio.bin
size=100G

А затем я выполняю

fio fio.txt

дважды, в результате чего получается следующий вывод:

E:\>fio fio.txt
job1: (g=0): rw=write, bs=(R) 1024KiB-1024KiB, (W) 1024KiB-1024KiB, (T) 1024KiB-1024KiB, ioengine=windowsaio, iodepth=8
fio-3.38
Начинается 1 поток
job1: Распределение IO файла (1 файл / 102400MiB)
Задачи: 1 (f=1): [W(1)][100.0%][w=4271MiB/s][w=4271 IOPS][eta 00m:00s]
job1: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=5732: Ср 23 окт 01:48:16 2024
  запись: IOPS=4253, BW=4254MiB/s (4460MB/s)(100GiB/24073мсек); 0 сбросов зоны
    slat (usec): min=200, max=1630, avg=234.47, stdev=25.03
    clat (nsec): min=490, max=3012.7k, avg=941622.54, stdev=473495.82
     lat (usec): min=231, max=3339, avg=1176.10, stdev=472.11
    clat перцентиль (usec):
     |  1.00th=[  217],  5.00th=[  227], 10.00th=[  241], 20.00th=[  461],
     | 30.00th=[  676], 40.00th=[  717], 50.00th=[  930], 60.00th=[ 1156],
     | 70.00th=[ 1221], 80.00th=[ 1401], 90.00th=[ 1614], 95.00th=[ 1647],
     | 99.00th=[ 1762], 99.50th=[ 1795], 99.90th=[ 1860], 99.95th=[ 1942],
     | 99.99th=[ 2089]
   bw (  MiB/s): min= 4041, max= 4294, per=100.00%, avg=4254.81, stdev=36.63, samples=48
   iops        : min= 4041, max= 4294, avg=4254.54, stdev=36.74, samples=48
  lat (nsec)   : 500=0.01%, 750=0.01%
  lat (usec)   : 2=0.21%, 4=0.01%, 20=0.01%, 250=11.45%, 500=15.97%
  lat (usec)   : 750=14.30%, 1000=14.11%
  lat (msec)   : 2=43.94%, 4=0.02%
  cpu          : usr=12.46%, sys=12.46%, ctx=0, majf=0, minf=0
  IO depths    : 1=0.2%, 2=28.5%, 4=57.0%, 8=14.3%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=87.5%, 8=12.5%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,102400,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     задержка   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=8

Статус выполнения группа 0 (все задачи):
  WRITE: bw=4254MiB/s (4460MB/s), 4096MiB/s-4254MiB/s (4295MB/s-4460MB/s), io=100GiB (107GB), run=24073-24073msec

E:\>fio fio.txt
job1: (g=0): rw=write, bs=(R) 1024KiB-1024KiB, (W) 1024KiB-1024KiB, (T) 1024KiB-1024KiB, ioengine=windowsaio, iodepth=8
fio-3.38
Начинается 1 поток
Задачи: 1 (f=0): [f(1)][100.0%][w=6007MiB/s][w=6007 IOPS][eta 00m:00s]
job1: (groupid=0, jobs=1): err= 0: pid=4788: Ср 23 окт 01:48:36 2024
  запись: IOPS=6065, BW=6066MiB/s (6361MB/s)(100GiB/16881мсек); 0 сбросов зоны
    slat (usec): min=27, max=421, avg=38.99, stdev= 6.16
    clat (usec): min=356, max=2708, avg=1279.41, stdev=78.91
     lat (usec): min=436, max=2744, avg=1318.40, stdev=78.68
    clat перцентиль (usec):
     |  1.00th=[ 1156],  5.00th=[ 1172], 10.00th=[ 1172], 20.00th=[ 1205],
     | 30.00th=[ 1237], 40.00th=[ 1270], 50.00th=[ 1287], 60.00th=[ 1303],
     | 70.00th=[ 1319], 80.00th=[ 1336], 90.00th=[ 1352], 95.00th=[ 1385],
     | 99.00th=[ 1418], 99.50th=[ 1450], 99.90th=[ 2057], 99.95th=[ 2278],
     | 99.99th=[ 2540]
   bw (  MiB/s): min= 3783, max= 6220, per=99.03%, avg=6006.92, stdev=413.39, samples=34
   iops        : min= 3783, max= 6220, avg=6006.65, stdev=413.46, samples=34
  lat (usec)   : 500=0.01%, 750=0.01%, 1000=0.03%
  lat (msec)   : 2=99.84%, 4=0.12%
  cpu          : usr=11.85%, sys=5.92%, ctx=0, majf=0, minf=0
  IO depths    : 1=0.1%, 2=0.1%, 4=0.1%, 8=99.9%, 16=0.0%, 32=0.0%, >=64=0.0%
     submit    : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.0%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     complete  : 0=0.0%, 4=100.0%, 8=0.1%, 16=0.0%, 32=0.0%, 64=0.0%, >=64=0.0%
     issued rwts: total=0,102400,0,0 short=0,0,0,0 dropped=0,0,0,0
     задержка   : target=0, window=0, percentile=100.00%, depth=8

Статус выполнения группа 0 (все задачи):
  WRITE: bw=6066MiB/s (6361MB/s), 4096MiB/s-6066MiB/s (4295MB/s-6361MB/s), io=100GiB (107GB), run=16881-16881msec

Почему запись в существующий файл может иметь значение по сравнению с записью в новый файл? И, что наиболее важно, есть ли способ для меня достичь высокой скорости записи, не выделяя файл заранее, например, подготовив файловую систему определённым образом?

(Я видел связанные вопросы, но они касались меньших файлов, Linux (где я могу записывать 6 ГБ/с в тот же файл), Java или вообще находил противоположный эффект.)