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對于那些熱愛DIY的普通玩家來說,除了傳統(tǒng)機械硬盤和固態(tài)硬盤外,其實還有第三種方案可供選擇:它就是固態(tài)混合硬盤,混合硬盤在成本和性能之間更加均衡,1TB容量的混合硬盤不過499元,單從價格來看它的確頗具吸引力。
混合硬盤有兩種工作方式,第一種工作方式是將獨立的SSD作為緩存。這個緩存相當于降低速度的內(nèi)存,使用時的速度提升很顯著,用起來相當過癮,使得整個機械硬盤擁有接近固態(tài)硬盤的使用感受?;旌嫌脖P的另一種工作方式是SSD緩存記憶技術(shù),它把SSD作為記憶緩存,并非全盤接收全部活動的數(shù)據(jù),而是有選擇性的預存數(shù)據(jù),因此它的使用壽命更長,相對來說也更加安全。
縱觀目前的硬盤市場,大體上由機械硬盤、固態(tài)混合硬盤、固態(tài)硬盤形成了三足鼎立之勢,對于普通用戶來說,我們對機械硬盤固然是熟悉得不能再熟悉了,而固態(tài)硬盤則以優(yōu)異的讀寫性能獲得“性能發(fā)動機”的美譽,兩者間的速度高下很顯然是能夠輕易感知的。而最近推出的新一代混合硬盤,的確有點士別三日的感覺,但是否能讓人刮目相看呢?我們不妨來一同探究,看看混合硬盤的誘惑究竟在哪里。
有關機械硬盤和固態(tài)硬盤的選擇,曾鬧出這么一個笑話:“窮人和富人的區(qū)別,窮人用1TB機械硬盤,富人用1TB固態(tài)硬盤。”毫無疑問,這表明了兩類硬盤間巨大的價格差異(當然,兩者間的性能差異同樣巨大)。事實上,對于那些熱愛DIY的普通玩家來說,其實還有第三種方案可供選擇:它就是固態(tài)混合硬盤,混合硬盤在成本和性能之間更加均衡,1TB容量的混合硬盤不過499元,單從價格來看它的確頗具吸引力。
對此,業(yè)內(nèi)專家也曾預言固態(tài)混合硬盤將取代機械硬盤,看來這并非空穴來風。固態(tài)混合硬盤在這一背景下應運而生,它具備機械硬盤的容量優(yōu)勢,同時還兼顧了固態(tài)硬盤的性能優(yōu)勢,并且它的價格也顯得較為平易近人。固態(tài)混合硬盤如此“德才兼?zhèn)洹?,無疑使它成為不少消費者關注的焦點,下面,我們就來具體介紹混合硬盤的工作原理,并探討、分析它的諸多優(yōu)勢之處。
若僅從外觀來看,混合硬盤和傳統(tǒng)的機械硬盤沒有太大差異,甚至,兩者的內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)也沒有本質(zhì)區(qū)別?;旌嫌脖P與機械硬盤的主要分別在于硬盤的PCB基板,混合硬盤在電路中加入了SSD閃存部分,從拆解下來的PCB基板可以看到,混合硬盤的PCB上集成了閃存和主控芯片,因此它的PCB基板尺寸更大(對比傳統(tǒng)機械硬盤),顯得電子元件更為密集。
工作方式一:SSD緩存加速技術(shù)
混合硬盤有兩種工作方式,第一種工作方式是將獨立的SSD作為緩存。這個緩存相當于降低速度的內(nèi)存,使用時的速度提升很顯著,用起來相當過癮,使得整個機械硬盤擁有接近固態(tài)硬盤的使用感受。
其實,SSD緩存加速技術(shù)應用得很普遍,比如我們見過的英特爾智能加速技術(shù)、SSD廠家生產(chǎn)的SSD緩存盤等均采用此項技術(shù)。它們將SSD依附在機械硬盤上,用戶通過手動或者程序自動把SSD建立一個加速緩沖區(qū),為主體的機械硬盤提供緩存加速服務。
混合硬盤看上去很美,但這種技術(shù)有兩個致命的地方:首先,數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠性不夠理想,SSD需要緩存全盤接收的活動數(shù)據(jù),而且需要快速擦寫退出那些不用的數(shù)據(jù),會快速消耗SSD P/E的壽命值;其次、緩存和內(nèi)存一樣在關機之后數(shù)據(jù)消失。
工作方式二:緩存記憶技術(shù)
混合硬盤的另一種工作方式是SSD緩存記憶技術(shù),它把SSD作為記憶緩存,并非全盤接收全部活動的數(shù)據(jù),而是有選擇性的預存數(shù)據(jù),因此它的使用壽命更長,相對來說也更加安全。
緩存記憶技術(shù)的工作原理是把頻繁使用的各種應用、數(shù)據(jù)預存到SSD緩存,這個緩存具備學習和記憶功能,且它預存的數(shù)據(jù)不會因為關機而消失。
希捷是最早把SSD緩存記憶技術(shù)應用到混合硬盤中的,至今已三年有余。最新一代的希捷3.5英寸混合硬盤的架構(gòu)和工作原理不變,硬盤容量擴大到1TB/2TB/4TB等三種規(guī)格。接下來,我們就來分析3.5英寸混合硬盤的內(nèi)部構(gòu)造和相關工作原理。
希捷3.5英寸1TB混合硬盤拆解
希捷的3.5英寸盤體和普通硬盤基本一致,主要差異是背部的PCB板,我們從上圖可以看到,它多出了一個海力士8GB SLC閃存和主控芯片。8GB的SLC閃存芯片主要是通過Adaptive Memory技術(shù)實現(xiàn)自我學習,這項技術(shù)實際上是一種自學習算法,它能夠為最常用的應用程序和頻繁操作的文件提供類似SSD的響應。Adaptive Memory選擇性地拷貝最頻繁讀取的數(shù)據(jù),以及檢索至閃存比較費時間的數(shù)據(jù),協(xié)助閃存和機械硬盤之間的通信與數(shù)據(jù)智能交換。
希捷的另一項關鍵技術(shù)是:“FAST Factor閃存管理”,它通過主控芯片可無縫集成硬件、固件和高速NAND閃存,同時能夠在各種各樣的配置條件下,通過任意操作系統(tǒng)和任意驅(qū)動程序,維護任意系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),實現(xiàn)快速的應用加載和類似SSD的總體系統(tǒng)響應速度。
希捷將FAST Factor和Adaptive Memory兩項技術(shù)相結(jié)合,能夠創(chuàng)建即時響應、即時啟動和即時滿意的用戶體驗。
另外,即使用戶關機,保存在混合硬盤閃存中的數(shù)據(jù)也不會丟失,除非進行格式化或碎片整理。和傳統(tǒng)硬盤一樣,用戶仍然需要對混合硬盤進行磁盤碎片整理,但這會讓閃存中通過“學習”保存下來的緩存清零,因此對于這樣的硬盤用戶最好降低碎片整理的頻度。
三大陣營
接下來,我們向讀者展示三種不同形態(tài)的硬盤,為了方便性能對比,我們以1TB容量為基準線,并列舉各自不同領域的代表性產(chǎn)品。它們分別是1TB固態(tài)硬盤;1TB固態(tài)混合硬盤和1TB的傳統(tǒng)機械硬盤。
三星840 EVO 1TB固態(tài)硬盤
參考價格:3599元
SSD固態(tài)硬盤的工作原理和磁盤陣列有相似的一面,它并不是單純一塊硬盤。它通過至少兩個以上的閃存芯片組成,SSD廠家設計算法由主控芯片對閃存并行讀寫控制。endprint
三星840 EVO 1TB SSD是目前單塊家用SATA SSD中容量最大的頂級產(chǎn)品,它采用400MHz頻率的三核ARM主控,最先進的10nm級閃存,以及1GB獨立緩存。它的性能介于“三星840 PRO”和“840系SSD”之間。
3.5英寸希捷1TB固態(tài)混合硬盤
參考價格:499元
固態(tài)混合硬盤顧名思義,就是機械硬盤與固態(tài)硬盤的結(jié)合體。混合硬盤一般采用了8到16GB的閃存顆粒來保存“熱”數(shù)據(jù),而磁盤才是最為重要的存儲介質(zhì)。固態(tài)混合硬盤中的閃存僅起到了緩沖作用,將更多的常用文件保存到閃存,減小尋道時間,提升效率。
新近上市的希捷1TB混合硬盤是此類硬盤中的佼佼者,它具備新酷魚1TB硬盤的盤體,8GB SSD模塊,而價格只要499元,可謂是平易近人。參考前面展示的硬盤外觀圖,可以看到,1TB普通硬盤和混合硬盤在結(jié)構(gòu)上是非常相似的。
3.5英寸西部數(shù)據(jù)1TB傳統(tǒng)機械硬盤
參考價格:340元
家喻戶曉的機械硬盤看似普普通通,給人的感覺也很中古,但實則為科技含量僅次于CPU的高科技產(chǎn)物。機械硬盤的核心是磁盤碟片,輔于馬達伺服機械結(jié)構(gòu),正式這種運作方式制約了機械硬盤的讀寫速度。
本次入列的機械硬盤是來自西部數(shù)據(jù)的單碟1TB藍盤,在目前的1TB機械硬盤中,它的性能排名第三。西部數(shù)據(jù)1TB藍盤采用單碟1TB技術(shù)、伺服馬達的轉(zhuǎn)速為7200RPM,并具備64MB緩存。
性能對比
對于這3款各具特色的硬盤,它們間的性能高下自然是我們關注的重點,在這一環(huán)節(jié),Benchmark軟件當然不能缺席,測試軟件能非常直觀地體現(xiàn)出讀寫性能的差異。另外,我們還嘗試加入了一些常用軟件的測試項目,來模擬實際應用中的性能表現(xiàn),以期能更真實地反映不同硬盤技術(shù)間的性能差異。下面,我們就進入3類1TB硬盤的性能對比環(huán)節(jié)。
注:此次測試平臺為英特爾i5-3570K處理器和技嘉Z77主板組成,基本屬于主流偏上的配置,可以滿足大部分主流用戶參考。
CrystalDiskMark
CrystalDiskMark(一般縮寫為CDM)是一款簡單易用的硬盤性能測試軟件,其測試項目非常全面,涵蓋連續(xù)讀寫、512K和4KB數(shù)據(jù)包隨機讀寫性能,以及隊列深度(Queue Depth)為32的情況下的4K隨機性能。隊列深度描述的是硬盤能夠同時激活的最大IO值,理論上,隊列深度越大,實際性能也會越高。
在基礎的讀寫速度對比中,三星1TB SSD的讀寫速度一騎絕塵,優(yōu)秀的性能表現(xiàn)毫無懸念地全面領先固態(tài)混合硬盤和機械硬盤。在這項測試中,3.5英寸的希捷1TB混合硬盤和西數(shù)單碟1TB藍盤均不占優(yōu)勢。我們不禁要問,固態(tài)混合硬盤是靠什么具備固態(tài)硬盤的性能?答案就是SSD模塊的記憶功能,固態(tài)混合硬盤并不是以讀寫速度見長。
HDTune尋道時間對比
HD Tune是一款硬盤性能診斷測試工具。它能檢測硬盤的傳輸率、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)存取時間、CPU 使用率、健康狀態(tài),溫度及掃描磁盤表面等。另外,還可詳細檢測出硬盤的固件版本、序列號、容量、緩存大小以及當前的傳送模式等。
所謂尋道時間,通俗一些的解釋就是一款磁盤產(chǎn)品從得到命令到找到數(shù)據(jù)的時間,傳統(tǒng)機械硬盤由于復雜的機械結(jié)構(gòu),從得到指令以后,驅(qū)動磁頭臂,盤片旋轉(zhuǎn)等都要耗費大量的時間,所以平均尋道時間幾乎都在11ms以上,萬轉(zhuǎn)以上的服務器SAS硬盤最快也只能達到5ms左右,過長的尋道時間會嚴重影響磁盤的執(zhí)行效率,在這方面,SSD因為沒有機械結(jié)構(gòu),所以無疑具有非常領先的優(yōu)勢。
從測試結(jié)果來看,憑借SSD模塊的記憶功能,希捷1TB混合硬盤在數(shù)據(jù)尋址時間測試中所表現(xiàn)出的效率,遠遠超過了西部數(shù)據(jù)單碟1TB藍盤,性能僅稍稍落后于三星840 EVO 1TB SSD。這也為固態(tài)混合硬盤在執(zhí)行軟件、游戲時得以高效運行奠定了堅實的基礎。
Windows 7開機時間
在實際應用中,開機時間是大家關心的熱門話題,不難發(fā)現(xiàn),很多所謂的性能優(yōu)化軟件都會十分討巧地內(nèi)置了開機啟動時間監(jiān)控。在本次測試中,我們使用“金山衛(wèi)士開機助手”進行Windows 7系統(tǒng)開機時間計算。
從測試結(jié)果可以看到,3.5英寸希捷1TB固態(tài)混合硬盤的首次啟動時間與普通硬盤沒有差別;但執(zhí)行第2次啟動時,固態(tài)混合硬盤即可達到SSD的性能水平,開機啟動耗時僅為17秒;當執(zhí)行第3次啟動時,開機時間進而減至15秒,性能提升還是相當顯著的。
軟件應用PK:Photoshop啟動時間
在分析了Windows 7操作系統(tǒng)的啟動時間之后,我們再來測試應用程序的啟動時間,看看固態(tài)混合硬盤是否也能在這一環(huán)節(jié)起到一定的加速作用。對此,我們選擇了流行的Photoshop CS軟件進行測試,計算應用程序啟動所需要的時間。
在Photoshop制圖軟件啟動測試中,固態(tài)硬盤和固態(tài)混合硬盤的速度優(yōu)勢都非常突出,3.5英寸希捷1TB混合硬盤的啟動速度甚至趕上了應用SSD的系統(tǒng)。對比西部數(shù)據(jù)單碟1TB藍盤,固態(tài)混合硬盤和固態(tài)硬盤大致可節(jié)省超過6秒的啟動時間。需要注意的是,固態(tài)混合硬盤雖然能顯著優(yōu)化大、中型軟件的啟動時間,但它需要用戶多次啟動軟件,然后記錄該軟件的熱數(shù)據(jù),才能達到最佳的優(yōu)化效果。
《Crysis3 孤島危機》加載時間對比
游戲載入的快慢通常會顯著影響用戶的使用體驗,下面我們就將對大型3D游戲的加載速度進行測試,分析3.5英寸1TB機械硬盤、固態(tài)混合硬盤以及2.5英寸1TB SSD的實際執(zhí)行效率差距。
孤島危機系列游戲已經(jīng)不能用一款普通的游戲來形容它了,除了是一款出名的FPS游戲之外,它更多的是用來測試各種高端顯卡等硬件設備的測試工具,也有著“硬件危機”之稱。所以當《孤島危機3》一經(jīng)推出便受到了廣大玩家的追捧,更是將能夠流暢運行最高畫質(zhì)下的《孤島危機3》當成一種炫耀的標準。endprint
在《孤島危機3》載入時間測試中,當?shù)?次加載游戲數(shù)據(jù)時,3.5英寸希捷1TB混合硬盤和西部數(shù)據(jù)單碟1TB藍盤所消耗時間均在19-20秒?yún)^(qū)間,固態(tài)混合硬盤的性能并沒有與普通機械硬盤之間拉開距離。當?shù)?次加載游戲之后,希捷1TB固態(tài)混合硬盤的游戲加載速度有了大幅提升,它的消耗時間甚至趕上三星840 EVO 1TB 固態(tài)硬盤,達到了SSD的應用效果。
《使命召喚6》游戲加載時間對比
對于喜歡第一人稱射擊游戲的玩家來說,使命召喚第四代《使命召喚4:現(xiàn)代戰(zhàn)爭》至今恐怕還令人記憶猶新,它以出色的畫面表現(xiàn)與真實的戰(zhàn)場氣氛渲染贏取了無數(shù)玩家的好評。作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的續(xù)作《使命召喚6:現(xiàn)代戰(zhàn)爭2》,在研發(fā)過程便被眾多玩家所期待。和前面的《孤島危機3》相比,《使命召喚6》則屬于輕度應用的3D大型游戲。SSD、固態(tài)混合硬盤之間容易拉開啟動時間的差距。
測試中,當首次加載游戲時,3.5英寸希捷1TB固態(tài)混合硬盤的加載時間較之西部數(shù)據(jù)單碟1TB硬盤略快,此時固態(tài)混合硬盤與機械硬盤間尚未拉開性能差距。當執(zhí)行到第3次游戲加載后,3.5英寸希捷1TB固態(tài)混合硬盤逐漸發(fā)揮出SSD的應用效果,由系統(tǒng)桌面到進入游戲的時間也逐漸縮短,可見,在實際應用中,固態(tài)混合硬盤與機械硬盤的有著截然不同的執(zhí)行效果。
總結(jié)
后PC時代什么最重要?答案無疑是速度。在這個快節(jié)奏的生活環(huán)境中,人們對于電腦的速度有著更高的要求。然而,CPU無論如何再升級、顯卡無論如何再提升,對于我們?nèi)粘J褂糜嬎銠C都已經(jīng)沒有太大的幫助,性能過剩使得大家越來越開始關注硬盤性能,因為它已經(jīng)是目前計算機系統(tǒng)中絕對的瓶頸。
在固態(tài)硬盤突飛猛進的同時,作為存儲業(yè)的巨頭希捷開始推出基于傳統(tǒng)硬盤和固態(tài)硬盤之間的折中產(chǎn)品,也就是我們目前看到的混合硬盤,而新產(chǎn)品的問世無疑提供了一個性價比更均衡的存儲解決方案,同時也給用戶帶來了更多的選擇。
從測試結(jié)果可以看到,希捷3.5英寸固態(tài)混合硬盤對實際應用軟件和游戲能起到有效的加載優(yōu)化作用。由于日常的計算機操作僅須訪問很小一部分的存儲數(shù)據(jù),因此主機需要的大部分常用數(shù)據(jù)將按要求存放于固態(tài)存儲設備中。在這種情況下,系統(tǒng)性能得以大幅度改善,因為數(shù)據(jù)存放、讀取和提交給主機所花費的時間顯著減少了。
機械硬盤如果不增加容量(比如今年擴大到10TB),還保持低價,恐怕也是窮途末路。作為廠商而言,未雨綢繆,發(fā)現(xiàn)市場的真空地帶,推出適銷對路的產(chǎn)品也是審時度勢的做法。如今大容量SSD價格尚高,選一塊價格低廉的混合硬盤的確是不錯的選擇。499元1TB的容量,這個價錢僅比機械硬盤貴一點-和西部數(shù)據(jù)黑盤相當,但固態(tài)混合硬盤的性能絕對是可圈可點,其立竿見影的加速效果更是令人印象深刻,突出的性能優(yōu)勢絕非普通機械硬盤可相提并論?!鮡ndprint