Veja um artigo sobre como How To Geek sobre como ext2 / ext3 aloca arquivos no disco. E eles também têm um artigo perguntando " Você realmente precisa de desfragmentar ? "
Por que o FAT se torna fragmentado:
"Quando você salva um arquivo em um sistema de arquivos FAT, [o arquivo é salvo] o mais próximo possível do disco. Quando você salva um segundo arquivo, [o arquivo é salvo] logo após o primeiro arquivo - e assim por diante. Quando os arquivos originais crescem em tamanho, eles sempre se tornarão fragmentados. Não há espaço para eles crescerem. " Como-Geek
E a wikipedia tem mais informações sobre a fragmentação do FAT .
Sobre como EXT2,3,4 aloca arquivos:
"os sistemas de arquivos ext2, ext3 e ext4 [...] alocam arquivos de uma maneira mais inteligente. Em vez de colocar vários arquivos próximos uns dos outros no disco rígido, os sistemas de arquivos Linux espalham arquivos diferentes por todo o disco, deixando uma grande quantidade de espaço livre entre eles. "
-How To Geek
(e mais informações sobre desfragmentação no ext3, da wikipedia )
"Modernos sistemas de arquivos Linux mantêm a fragmentação no mínimo, mantendo todos os blocos em um arquivo juntos, mesmo que eles não possam ser armazenados em setores consecutivos. Alguns sistemas de arquivos, como o ext3, efetivamente alocam o livre bloco que está mais próximo de outros blocos em um arquivo.Portanto, não é necessário se preocupar com a fragmentação em um sistema Linux. "
- TLDP