Isso faria sentido para formatar uma partição separada com tamanho de bloco de 4096?
Geralmente sim. Também é o tamanho padrão usado para a maioria dos sistemas de arquivos .
As operações de IO nos arquivos melhorariam? Como?
Como você usaria os padrões, eles não mudariam.
Agora, se você quiser formatar os setores de baixo nível no disco (e não o modo como o sistema de arquivos no topo desses blocos de disco é usado):
Se o disco permitir leituras de setor de 4KB, você poderá ler 8x mais dados em uma única operação de IO. Isso não é o mesmo que 8x mais rápido, já que a leitura pode demorar mais. É provável que seja um pouco mais rápido.
É saudável e seguro para o HDD com outras partições de tamanho de bloco de 512?
Eu suspeito que não é nem o que você queria perguntar, nem que é possível com ferramentas que estão disponíveis para os usuários finais.
A coisa mais próxima que eu já fiz foi reformatar os antigos discos SCSI mainframe IBM de 520 bytes por setor para 512 bytes por setor. Esse foi o disco inteiro, incluindo setores sobressalentes.
Até agora, os discos SATA usam o mesmo truque dos antigos discos SCSI: Quando as leituras do setor falham, ele tentará ler o setor algumas vezes. Se uma releitura funciona: não é grande coisa. Se acontecer algumas vezes ao mesmo setor, supõe-se que falhe em breve e, em vez disso, é utilizado um setor sobressalente. Tudo isso feito no firmware e o usuário final não percebe isso.
Agora, se você começar a alterar os tamanhos de setor físico no disco, também precisará reescrever o firmware para que ele esteja ciente dos diferentes tamanhos de setor e use as peças de reposição corretas. Tecnicamente isso é possível, mas na prática você precisará de ferramentas de fábrica e conhecimento interno.