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深度解析混合硬盘的诱惑

2014-10-27蓝色

个人电脑 2014年10期
关键词:希捷固态硬盘

蓝色

对于那些热爱DIY的普通玩家来说,除了传统机械硬盘和固态硬盘外,其实还有第三种方案可供选择:它就是固态混合硬盘,混合硬盘在成本和性能之间更加均衡,1TB容量的混合硬盘不过499元,单从价格来看它的确颇具吸引力。

混合硬盘有两种工作方式,第一种工作方式是将独立的SSD作为缓存。这个缓存相当于降低速度的内存,使用时的速度提升很显著,用起来相当过瘾,使得整个机械硬盘拥有接近固态硬盘的使用感受。混合硬盘的另一种工作方式是SSD缓存记忆技术,它把SSD作为记忆缓存,并非全盘接收全部活动的数据,而是有选择性的预存数据,因此它的使用寿命更长,相对来说也更加安全。

纵观目前的硬盘市场,大体上由机械硬盘、固态混合硬盘、固态硬盘形成了三足鼎立之势,对于普通用户来说,我们对机械硬盘固然是熟悉得不能再熟悉了,而固态硬盘则以优异的读写性能获得“性能发动机”的美誉,两者间的速度高下很显然是能够轻易感知的。而最近推出的新一代混合硬盘,的确有点士别三日的感觉,但是否能让人刮目相看呢?我们不妨来一同探究,看看混合硬盘的诱惑究竟在哪里。

有关机械硬盘和固态硬盘的选择,曾闹出这么一个笑话:“穷人和富人的区别,穷人用1TB机械硬盘,富人用1TB固态硬盘。”毫无疑问,这表明了两类硬盘间巨大的价格差异(当然,两者间的性能差异同样巨大)。事实上,对于那些热爱DIY的普通玩家来说,其实还有第三种方案可供选择:它就是固态混合硬盘,混合硬盘在成本和性能之间更加均衡,1TB容量的混合硬盘不过499元,单从价格来看它的确颇具吸引力。

对此,业内专家也曾预言固态混合硬盘将取代机械硬盘,看来这并非空穴来风。固态混合硬盘在这一背景下应运而生,它具备机械硬盘的容量优势,同时还兼顾了固态硬盘的性能优势,并且它的价格也显得较为平易近人。固态混合硬盘如此“德才兼备”,无疑使它成为不少消费者关注的焦点,下面,我们就来具体介绍混合硬盘的工作原理,并探讨、分析它的诸多优势之处。

若仅从外观来看,混合硬盘和传统的机械硬盘没有太大差异,甚至,两者的内部机械结构也没有本质区别。混合硬盘与机械硬盘的主要分别在于硬盘的PCB基板,混合硬盘在电路中加入了SSD闪存部分,从拆解下来的PCB基板可以看到,混合硬盘的PCB上集成了闪存和主控芯片,因此它的PCB基板尺寸更大(对比传统机械硬盘),显得电子元件更为密集。

工作方式一:SSD缓存加速技术

混合硬盘有两种工作方式,第一种工作方式是将独立的SSD作为缓存。这个缓存相当于降低速度的内存,使用时的速度提升很显著,用起来相当过瘾,使得整个机械硬盘拥有接近固态硬盘的使用感受。

其实,SSD缓存加速技术应用得很普遍,比如我们见过的英特尔智能加速技术、SSD厂家生产的SSD缓存盘等均采用此项技术。它们将SSD依附在机械硬盘上,用户通过手动或者程序自动把SSD建立一个加速缓冲区,为主体的机械硬盘提供缓存加速服务。

混合硬盘看上去很美,但这种技术有两个致命的地方:首先,数据的稳定可靠性不够理想,SSD需要缓存全盘接收的活动数据,而且需要快速擦写退出那些不用的数据,会快速消耗SSD P/E的寿命值;其次、缓存和内存一样在关机之后数据消失。

工作方式二:缓存记忆技术

混合硬盘的另一种工作方式是SSD缓存记忆技术,它把SSD作为记忆缓存,并非全盘接收全部活动的数据,而是有选择性的预存数据,因此它的使用寿命更长,相对来说也更加安全。

缓存记忆技术的工作原理是把频繁使用的各种应用、数据预存到SSD缓存,这个缓存具备学习和记忆功能,且它预存的数据不会因为关机而消失。

希捷是最早把SSD缓存记忆技术应用到混合硬盘中的,至今已三年有余。最新一代的希捷3.5英寸混合硬盘的架构和工作原理不变,硬盘容量扩大到1TB/2TB/4TB等三种规格。接下来,我们就来分析3.5英寸混合硬盘的内部构造和相关工作原理。

希捷3.5英寸1TB混合硬盘拆解

希捷的3.5英寸盘体和普通硬盘基本一致,主要差异是背部的PCB板,我们从上图可以看到,它多出了一个海力士8GB SLC闪存和主控芯片。8GB的SLC闪存芯片主要是通过Adaptive Memory技术实现自我学习,这项技术实际上是一种自学习算法,它能够为最常用的应用程序和频繁操作的文件提供类似SSD的响应。Adaptive Memory选择性地拷贝最频繁读取的数据,以及检索至闪存比较费时间的数据,协助闪存和机械硬盘之间的通信与数据智能交换。

希捷的另一项关键技术是:“FAST Factor闪存管理”,它通过主控芯片可无缝集成硬件、固件和高速NAND闪存,同时能够在各种各样的配置条件下,通过任意操作系统和任意驱动程序,维护任意系统中的数据,实现快速的应用加载和类似SSD的总体系统响应速度。

希捷将FAST Factor和Adaptive Memory两项技术相结合,能够创建即时响应、即时启动和即时满意的用户体验。

另外,即使用户关机,保存在混合硬盘闪存中的数据也不会丢失,除非进行格式化或碎片整理。和传统硬盘一样,用户仍然需要对混合硬盘进行磁盘碎片整理,但这会让闪存中通过“学习”保存下来的缓存清零,因此对于这样的硬盘用户最好降低碎片整理的频度。

三大阵营

接下来,我们向读者展示三种不同形态的硬盘,为了方便性能对比,我们以1TB容量为基准线,并列举各自不同领域的代表性产品。它们分别是1TB固态硬盘;1TB固态混合硬盘和1TB的传统机械硬盘。

三星840 EVO 1TB固态硬盘

参考价格:3599元

SSD固态硬盘的工作原理和磁盘阵列有相似的一面,它并不是单纯一块硬盘。它通过至少两个以上的闪存芯片组成,SSD厂家设计算法由主控芯片对闪存并行读写控制。endprint

三星840 EVO 1TB SSD是目前单块家用SATA SSD中容量最大的顶级产品,它采用400MHz频率的三核ARM主控,最先进的10nm级闪存,以及1GB独立缓存。它的性能介于“三星840 PRO”和“840系SSD”之间。

3.5英寸希捷1TB固态混合硬盘

参考价格:499元

固态混合硬盘顾名思义,就是机械硬盘与固态硬盘的结合体。混合硬盘一般采用了8到16GB的闪存颗粒来保存“热”数据,而磁盘才是最为重要的存储介质。固态混合硬盘中的闪存仅起到了缓冲作用,将更多的常用文件保存到闪存,减小寻道时间,提升效率。

新近上市的希捷1TB混合硬盘是此类硬盘中的佼佼者,它具备新酷鱼1TB硬盘的盘体,8GB SSD模块,而价格只要499元,可谓是平易近人。参考前面展示的硬盘外观图,可以看到,1TB普通硬盘和混合硬盘在结构上是非常相似的。

3.5英寸西部数据1TB传统机械硬盘

参考价格:340元

家喻户晓的机械硬盘看似普普通通,给人的感觉也很中古,但实则为科技含量仅次于CPU的高科技产物。机械硬盘的核心是磁盘碟片,辅于马达伺服机械结构,正式这种运作方式制约了机械硬盘的读写速度。

本次入列的机械硬盘是来自西部数据的单碟1TB蓝盘,在目前的1TB机械硬盘中,它的性能排名第三。西部数据1TB蓝盘采用单碟1TB技术、伺服马达的转速为7200RPM,并具备64MB缓存。

性能对比

对于这3款各具特色的硬盘,它们间的性能高下自然是我们关注的重点,在这一环节,Benchmark软件当然不能缺席,测试软件能非常直观地体现出读写性能的差异。另外,我们还尝试加入了一些常用软件的测试项目,来模拟实际应用中的性能表现,以期能更真实地反映不同硬盘技术间的性能差异。下面,我们就进入3类1TB硬盘的性能对比环节。

注:此次测试平台为英特尔i5-3570K处理器和技嘉Z77主板组成,基本属于主流偏上的配置,可以满足大部分主流用户参考。

CrystalDiskMark

CrystalDiskMark(一般缩写为CDM)是一款简单易用的硬盘性能测试软件,其测试项目非常全面,涵盖连续读写、512K和4KB数据包随机读写性能,以及队列深度(Queue Depth)为32的情况下的4K随机性能。队列深度描述的是硬盘能够同时激活的最大IO值,理论上,队列深度越大,实际性能也会越高。

在基础的读写速度对比中,三星1TB SSD的读写速度一骑绝尘,优秀的性能表现毫无悬念地全面领先固态混合硬盘和机械硬盘。在这项测试中,3.5英寸的希捷1TB混合硬盘和西数单碟1TB蓝盘均不占优势。我们不禁要问,固态混合硬盘是靠什么具备固态硬盘的性能?答案就是SSD模块的记忆功能,固态混合硬盘并不是以读写速度见长。

HDTune寻道时间对比

HD Tune是一款硬盘性能诊断测试工具。它能检测硬盘的传输率、突发数据传输率、数据存取时间、CPU 使用率、健康状态,温度及扫描磁盘表面等。另外,还可详细检测出硬盘的固件版本、序列号、容量、缓存大小以及当前的传送模式等。

所谓寻道时间,通俗一些的解释就是一款磁盘产品从得到命令到找到数据的时间,传统机械硬盘由于复杂的机械结构,从得到指令以后,驱动磁头臂,盘片旋转等都要耗费大量的时间,所以平均寻道时间几乎都在11ms以上,万转以上的服务器SAS硬盘最快也只能达到5ms左右,过长的寻道时间会严重影响磁盘的执行效率,在这方面,SSD因为没有机械结构,所以无疑具有非常领先的优势。

从测试结果来看,凭借SSD模块的记忆功能,希捷1TB混合硬盘在数据寻址时间测试中所表现出的效率,远远超过了西部数据单碟1TB蓝盘,性能仅稍稍落后于三星840 EVO 1TB SSD。这也为固态混合硬盘在执行软件、游戏时得以高效运行奠定了坚实的基础。

Windows 7开机时间

在实际应用中,开机时间是大家关心的热门话题,不难发现,很多所谓的性能优化软件都会十分讨巧地内置了开机启动时间监控。在本次测试中,我们使用“金山卫士开机助手”进行Windows 7系统开机时间计算。

从测试结果可以看到,3.5英寸希捷1TB固态混合硬盘的首次启动时间与普通硬盘没有差别;但执行第2次启动时,固态混合硬盘即可达到SSD的性能水平,开机启动耗时仅为17秒;当执行第3次启动时,开机时间进而减至15秒,性能提升还是相当显著的。

软件应用PK:Photoshop启动时间

在分析了Windows 7操作系统的启动时间之后,我们再来测试应用程序的启动时间,看看固态混合硬盘是否也能在这一环节起到一定的加速作用。对此,我们选择了流行的Photoshop CS软件进行测试,计算应用程序启动所需要的时间。

在Photoshop制图软件启动测试中,固态硬盘和固态混合硬盘的速度优势都非常突出,3.5英寸希捷1TB混合硬盘的启动速度甚至赶上了应用SSD的系统。对比西部数据单碟1TB蓝盘,固态混合硬盘和固态硬盘大致可节省超过6秒的启动时间。需要注意的是,固态混合硬盘虽然能显著优化大、中型软件的启动时间,但它需要用户多次启动软件,然后记录该软件的热数据,才能达到最佳的优化效果。

《Crysis3 孤岛危机》加载时间对比

游戏载入的快慢通常会显著影响用户的使用体验,下面我们就将对大型3D游戏的加载速度进行测试,分析3.5英寸1TB机械硬盘、固态混合硬盘以及2.5英寸1TB SSD的实际执行效率差距。

孤岛危机系列游戏已经不能用一款普通的游戏来形容它了,除了是一款出名的FPS游戏之外,它更多的是用来测试各种高端显卡等硬件设备的测试工具,也有着“硬件危机”之称。所以当《孤岛危机3》一经推出便受到了广大玩家的追捧,更是将能够流畅运行最高画质下的《孤岛危机3》当成一种炫耀的标准。endprint

在《孤岛危机3》载入时间测试中,当第1次加载游戏数据时,3.5英寸希捷1TB混合硬盘和西部数据单碟1TB蓝盘所消耗时间均在19-20秒区间,固态混合硬盘的性能并没有与普通机械硬盘之间拉开距离。当第3次加载游戏之后,希捷1TB固态混合硬盘的游戏加载速度有了大幅提升,它的消耗时间甚至赶上三星840 EVO 1TB 固态硬盘,达到了SSD的应用效果。

《使命召唤6》游戏加载时间对比

对于喜欢第一人称射击游戏的玩家来说,使命召唤第四代《使命召唤4:现代战争》至今恐怕还令人记忆犹新,它以出色的画面表现与真实的战场气氛渲染赢取了无数玩家的好评。作为现代战争的续作《使命召唤6:现代战争2》,在研发过程便被众多玩家所期待。和前面的《孤岛危机3》相比,《使命召唤6》则属于轻度应用的3D大型游戏。SSD、固态混合硬盘之间容易拉开启动时间的差距。

测试中,当首次加载游戏时,3.5英寸希捷1TB固态混合硬盘的加载时间较之西部数据单碟1TB硬盘略快,此时固态混合硬盘与机械硬盘间尚未拉开性能差距。当执行到第3次游戏加载后,3.5英寸希捷1TB固态混合硬盘逐渐发挥出SSD的应用效果,由系统桌面到进入游戏的时间也逐渐缩短,可见,在实际应用中,固态混合硬盘与机械硬盘的有着截然不同的执行效果。

总结

后PC时代什么最重要?答案无疑是速度。在这个快节奏的生活环境中,人们对于电脑的速度有着更高的要求。然而,CPU无论如何再升级、显卡无论如何再提升,对于我们日常使用计算机都已经没有太大的帮助,性能过剩使得大家越来越开始关注硬盘性能,因为它已经是目前计算机系统中绝对的瓶颈。

在固态硬盘突飞猛进的同时,作为存储业的巨头希捷开始推出基于传统硬盘和固态硬盘之间的折中产品,也就是我们目前看到的混合硬盘,而新产品的问世无疑提供了一个性价比更均衡的存储解决方案,同时也给用户带来了更多的选择。

从测试结果可以看到,希捷3.5英寸固态混合硬盘对实际应用软件和游戏能起到有效的加载优化作用。由于日常的计算机操作仅须访问很小一部分的存储数据,因此主机需要的大部分常用数据将按要求存放于固态存储设备中。在这种情况下,系统性能得以大幅度改善,因为数据存放、读取和提交给主机所花费的时间显著减少了。

机械硬盘如果不增加容量(比如今年扩大到10TB),还保持低价,恐怕也是穷途末路。作为厂商而言,未雨绸缪,发现市场的真空地带,推出适销对路的产品也是审时度势的做法。如今大容量SSD价格尚高,选一块价格低廉的混合硬盘的确是不错的选择。499元1TB的容量,这个价钱仅比机械硬盘贵一点-和西部数据黑盘相当,但固态混合硬盘的性能绝对是可圈可点,其立竿见影的加速效果更是令人印象深刻,突出的性能优势绝非普通机械硬盘可相提并论。□endprint

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