破除單碟容量迷信！硬盤隱藏參數揭秘
[泡泡網評測室2月16日] 啥樣的電腦能有“彈指一揮間，運行都如飛梭”的感覺？
- 使用最強的“8核”Core i7處理器？
- 大容量三通道DDR3內存？
- 如果還不行再超頻試試看？
事實情況是：CPU/GPU/內存再強都無濟于事，因為系統的瓶頸不是它們，而是硬盤——電腦當中唯一采用機械結構的核心部件。
木桶原理想必大家都知道，如果組成木桶的這些木板長短不一，那么這個木桶的最大容量不取決于長的木板，而取決于最短的那塊木板。PC也是如此，縱使CPU性能再強勁，由于存儲的限制，實際運行也不會感覺到快。當您啟動Windows系統、常用軟件、大型游戲時，硬盤通過一閃一閃的指示燈、嘎吱嘎吱的聲響向您傳達了它無可奈何的嘆息聲。
所以我們需要高性能的硬盤，盡可能的消除PC瓶頸。但很多朋友在購買硬盤時，往往不會像購買CPU、主板、內存等產品那樣，認真地參考對比，認為只要容量夠大夠用，就可以了。事實上，硬盤的性能與容量沒有直接關系，比如320GB、640GB和1TB三種規格的硬盤其性能其實是相同的，真正影響硬盤性能的是單碟容量(前面三種都是單碟320GB)，此外主軸轉速、緩存大小、尋道時間等參數對硬盤也起著至關重要的作用。
我們發現有很多用戶這樣抱怨：買了新硬盤之后除了容量大了很多，測試數據好看了一點之外，怎么實際使用中絲毫感覺不到速度加快了？即便是多塊硬盤組了Raid0后提升也很有限？現在筆者就從技術層面，為大家分析出現這種問題的原因，并通過大量實測數據，告訴大家選購硬盤時最應該注意的性能指標。
● 此次評測之目的：
- 如何選購一款高性能的硬盤？
- 如何衡量硬盤的性能？只看平均傳輸速度就行了嗎？
- 硬盤單碟容量越大，性能越強嗎？
- 尋道時間對硬盤的性能影響有多大？
- 當前最具性價比的硬盤是哪款？
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往日經典文章回顧：
市面上的硬盤規格魚龍混雜，各個品牌的產品各有特色，而且每個品牌都有前后幾代產品并存的局面，此時如何衡量硬盤性能的優劣呢？
希捷7200.12 500GB(單碟500GB 16MB)和希捷7200.11 500GB(單碟250GB 32MB)
稍微有經驗的朋友都知道該怎么選，一般來說是最新的型號性能好一些，因為新品一般都單碟容量更大，比如單碟320GB(包括160GB、320GB、640GB、1TB幾種型號)就要比單碟250GB（包括250GB、500GB、750GB、1TB幾種型號）快，單碟500GB當然更快了。
西數640GB藍盤(16MB)和黑盤(32MB)的區別就是緩存
此外，在單碟容量相同的情況下，32MB緩存的版本就要比16MB緩存的強一些，大緩存可以讓頻繁讀寫的硬盤松一口氣，緩解壓力，在特定的應用程序中提升性能。當然大緩存也要貴50元左右。
一般來說，單碟容量越大越好，緩存越大越好的說法是沒有錯的，但也并非絕對，因為硬盤的性能并非完全取決于這兩項參數，尤其是對于不同的硬盤品牌來說，其產品的性能并不能直接用理論參數來進行對比。而且即便是同一廠商的產品，也有可能出現例外情況，這個例外就是由其它的因素決定的，另外一項“并不起眼”，尚未引起大家重視的硬盤關鍵參數！
比方說：希捷單碟320GB就一定比自家單碟250GB強嗎？希捷是最先一批推出7200轉單碟500GB的硬盤，那它就一定比西數單碟320GB強？
一款硬盤上市之時，所有規格（前面所說的四大要素）都是固定的，雖說有經驗的消費者會關注硬盤的單碟容量/緩存等參數，實際上大家最在意的就是它最終的性能表現，硬盤在單碟容量/緩存加大之后，硬盤的性能可以提升多少！那么該如何判斷呢？
測試CPU性能的工具有很多，內存實際帶寬同樣可以測試，顯卡能通過3DMark和游戲測試，硬盤自然也有相關測試軟件。HDTune及HDTach就是目前最常用的理論性能測試軟件。
HDTach測試截圖
HDTach和HDTune都能測試出硬盤的幾個重要性能數據，下面給大家逐一進行分析：
● Random access（隨機存取時間）：
硬盤的平均尋道時間（就是磁頭移動所需時間）是沒法直接作測試的，但軟件可以通過隨機讀寫硬盤各個區塊的文件，來測試出硬盤的隨機存取時間，它要比官方宣稱的尋道時間長一些（因為要加上讀寫文件的時間），但足以代表硬盤的真正性能。
SSD之所以比傳統硬盤速度快，就是因為SSD沒有機械結構，不需要“尋道”操作，因此測出來的存取時間非常低，普通硬盤的存取時間在10ms以上，而SSD僅為0.2ms。
● CPU utilization（讀寫時的CPU占用率）：
由于現在多核CPU的性能都很強，因此幾乎沒人關心CPU占用率大小，單硬盤的CPU占用率大小確實微不足道，但如果多硬盤組Raid系統的話，南橋自帶Raid控制器需要CPU輔助運算，占用率并不低。
此外，一些硬盤如果不帶緩存芯片的話，數據存取太過頻繁會導致CPU占用率過高，這就是一些山寨SSD的通病！
● Average read/write（平均讀取/寫入速度）：
平均讀寫速度的確是硬盤非常重要的性能指標，很多用戶也只看這個數值的大小。傳統硬盤的讀取和寫入速度是差不多的，而SSD的寫入速度要比讀取速度小很多，這也就是目前MLC顆粒所存在的嚴重問題。
平均讀寫速度取決于硬盤的轉速及單碟容量，單位時間內磁頭掃過的數據區域越多，持續讀寫速度就越大，因此磁盤的外圈速度總是比內圈快，測試軟件也是從硬盤的外圈一直測試到內圈，從而得出最大最小和平均值。
現在新一代硬盤的速度紛紛接近甚至突破100MB/s，民用硬盤的傳輸率比服務器萬轉硬盤的傳輸率還要高，即便是SSD在平均讀寫速度方面也沒有太大優勢。實際上平均讀寫速度只在復制/粘貼大量文件時才有意義，對于系統起動、軟件加載、游戲讀取的貢獻十分有限。
● 關于硬盤性能的誤區：
很多人應該用過HDTune或HDTach這些類似的硬盤性能測試軟件，其中平均讀寫速度這項參數非常直觀，硬盤速度達到多少MB/s大家一測就心里有數了，因此很多人在選購硬盤時只注重平均讀寫速度，而忽略了另外一項關鍵的參數——隨機存取時間！
由于硬盤的固有結構限制，很多時候軟件或者數據分布區塊并不連續，此時硬盤再度寫時就需要磁頭頻繁移動、反復定位，從而在數據讀寫過程中浪費不少時間，使得讀寫速度大幅下降！因此尋道時間（存取時間）對于硬盤性能的影響不容小視，具體有多重要，我們通過實際測試來說明。
目前主流硬盤都應用了垂直記錄技術，主流規格以單碟320GB為主，此外密度更高的單碟375GB以及單碟500GB硬盤也已上市，多種規格令人眼花繚亂。為了找出對硬盤性能影響最為關鍵的因素，同時也是為了糾正很多人觀念當中的誤區，筆者找來四種不同規格的硬盤進行對比，用以說明單碟容量、轉速、存取時間和磁盤緩存對硬盤性能的影響幅度。
- Velociraptor（迅猛龍）、WD3000GLFS、2.5寸、10000轉、300GB（單碟150GB）、16MB
- WD6400AAKS（藍盤）、3.5寸、7200轉、640GB（單碟320GB）、16MB
- ST640323AS、3.5寸、7200轉、640GB（單碟320GB）、32MB
- ST3500410AS（7200.12薄盤）、3.5寸、7200轉、500GB（單碟500GB）、16MB
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ST3500320NS（ES.2）、3.5寸、7200轉、500GB（單碟250GB）、32MB
● 測試平臺說明：
硬件方面，考慮到用戶的實際使用情況，大多數用戶還是采用南橋控制的SATA口連接硬盤，并未使用陣列卡進行測試，筆者選用性能及穩定性都俱佳的ICH10R南橋作為測試平臺。為了不讓系統中其它配件成為影響硬盤發揮性能的瓶頸，所有配件均使用當今的產品，以檢測硬盤的真實性能。
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PCPOP.COM評測室 | |
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優異硬件系統配置 | |
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處理器 |
Intel i7 extreme 965 四核心, OC 4GHz(200×20), L2=2MB L3=8MB |
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主板 |
GIGABYTE X58 extreme, Chipset: Intel X58 |
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顯卡 |
NVIDIA 9600GT Thermalright HR-03GT |
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內存 |
CORSAIR Dominator TR3X6G1866C9DF 6x2G DDR3-1866(8-8-8-19 1T) |
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聲卡 |
Auzen X-Fi Prelude 7.1 娛樂模式 |
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硬盤 |
西部數據 VelociRaptor 300G 16M SATA300 西部數據 cavier blue WD6400AAKS 16M SATA300 希捷 7200.11 ST3640323AS 640GB 32M SATA300 希捷 7200.11 ST3500323AS 500GB 32M SATA300 |
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電源 |
海盜船 Corsair HX 1000W 七盟 FANLESS ST-600EAZ 600W |
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顯示器 |
DELL 3007 WFP-HC |
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軟件系統配置 | |
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操作系統 |
Windows Server 2008 Datecenter 64Bit SP2 V113 |
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DirectX |
10.1 |
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驅動程序 |
Intel Matrix Storage Manager 8.6.0.1007 NVIDIA Forceware 180.84 |
測試中，使用INTEL至尊版I7 965并超頻至4G，12GB海盜船統治者內存同步到1866MHz，主板采用基于X58芯片組制造的技嘉x58 extreme，測試5款硬盤的性能表現！
● 理論測試工具：HD Tune Pro
HD Tune是廣大DIY玩家使用率最高的硬盤工具軟件，其主要功能有硬盤傳輸速率檢測、健康狀態檢測、溫度檢測及磁盤表面掃描等。另外，還能檢測出硬盤的固件版本、序列號、容量、緩存大小以及當前的Ultra DMA模式等。
我們用它來測試硬盤的理論性能，其中包括平均傳輸率以及平均存取時間。
硬盤的持續傳輸速度不僅取決與主軸轉速，單碟容量大小對其影響也非常大。可以看出平均速度超過100MB/s的硬盤只有西數萬轉迅猛龍和希捷最新的單碟500GB硬盤，前者依靠高轉速后者憑借高存儲密度，其中單碟500GB還要更勝一籌。
希捷另外兩款硬盤的成績也不賴，單碟320GB的型號平均速度高達96.8MB/s，單碟250GB的型號也要比西數單碟320GB稍快一點，那么平均速度越高是否一定性能越強呢？且慢，我們來看看另外一項重要參數。
尋道時間是硬盤的另外一項關鍵參數，一般硬盤的規格表里面會注明其尋道時間是多少毫秒，但這個數值無法直接通過軟件測試出來，軟件測到的結果是平均隨機存取時間，要比尋道時間稍微長一點，會受到硬盤主控芯片及固件的影響。
可以看出，萬轉迅猛龍的存取時間只有普通7200轉硬盤的一半，而四款同為7200轉硬盤的存取時間則沒有規律可循，西數640GB藍盤的表現最出色，希捷單碟250GB也不差，而希捷單碟320GB和500GB的表現都較差，15ms的速度甚至還不如筆記本硬盤！看來希捷在努力提高存儲密度的同時，對于尋道時間沒有控制好。
那么平均傳輸速度和平均存取時間這兩項硬盤基本參數中，哪個對綜合性能的貢獻更大呢？后文中模擬實際應用性測試見分曉！
● 模擬實際應用測試工具：PCMark Vantage
Futuremark最新一代基準測試軟件PCMark Vantage，結合時代應用專為Windows Vista打造，可以模擬目前多數電腦的實際應用測試。PCMark Vantage可以衡量各種類型PC的綜合性能。從多媒體家庭娛樂系統到筆記本，從專業工作站到高端游戲平臺，無論是在專業人士手中，還是屬于普通用戶，都能在PCMark Vantage里通過得分了解自己電腦的各組件性能強弱。筆者的測試基于硬盤測試部分。
PCMark Vantage通過模擬用戶實際使用電腦的情況進行測試，軟件通過自動啟動程序、加載一些數據獲得實際讀寫速度，測試項目包括：Windows Defender、《Alan Wake》游戲、圖像導入、Windows Vista啟動、視頻編輯、媒體中心使用、Windows Media Player搜索和歸類，以及以下程序的啟動：Office Word 2007、Adobe Photoshop CS2、Internet Explorer、Outlook 2007。最后將所有的數據按照一定的公式算出磁盤項目總分。
PCMark Vantage的磁盤性能測試有別于理論測試軟件，它是盡可能的模擬用戶在日常使用中的實際硬盤讀寫情況，包括vista啟動、各種程序啟動、文件搜索、大文件打開等等，這些應用沒有一樣是需要持續讀寫某一區塊的，基本上可以算作是隨機讀取各種小文件，因此對于硬盤的尋道時間特別敏感。
測試結果一目了然，平均速度超過100MB/s并且尋道時間超短的萬轉迅猛龍遙遙領先于其它硬盤；而平均速度只有不到87MB/s毫不起眼的西數640GB藍盤異軍突起，領先希捷三塊硬盤不少，這就是低尋道時間的功勞！
而三塊希捷硬盤的表現則讓人大失所望，從單碟250GB到320GB再到500GB，性能提升微乎其微！不過最新的單碟500GB還是不錯的，與單碟320GB的版本相比，存取時間保持不變平均速度提升，因此PCMark得分也提高了200分。
PCMark的總分比較籠統，不容易看出來得分高的硬盤究竟強在哪，下面我們就來看看PCMark測試的子項目數據，它能夠代表用戶使用電腦時的情形：
Vista在啟動時需要加載很多很多數據，包括系統文件、核心驅動、注冊表、用戶信息等等，讀取這些分布在硬盤各個角落的數據時性能自然會損失不少，就連萬轉迅猛龍都只有23MB/s，其它硬盤的損失就更慘了，西數640GB藍盤憑借低尋道和固件良好的優化保持了相對較高的效率，希捷單碟500GB憑借較高的速度表現還算不錯，但另外兩款希捷較老的硬盤明顯不行。
這是PCMark模擬Windows Media Player搜索歌曲建立媒體庫時的磁盤性能，隨機搜索比Vista啟動的性能損失還要大，萬轉迅猛龍的優異表現是意料之中的，而西數640GB藍盤也發揮不錯，看來低尋道時間的威力的確驚人。而三塊希捷硬盤的表現則差不多，即便最老的單碟250GB版本也沒有輸給單碟500GB，其主要原因就是單碟250GB的存取時間要更低。
Movie Maker的表現和Media Player差不多，西數640GB藍盤的表現出人意料的好，看來硬盤不能隨隨便便以貌取人，認為單碟容量小、緩存小性能就一定差，實際上這款單碟320GB 16MB緩存的硬盤在某些方面要比單碟500GB 32MB緩存的硬盤強很多！
這是模擬游戲加載時間的測試，看來跟硬盤平均傳輸速度的關系也不是很大，在平均速度相差不是很多的情況下，存取時間（尋道時間）才是左右軟件加載的最重要參數。即便是希捷最老的單碟250GB硬盤也因為較低的存取時間而受益無窮。
這款Vista內置的殺毒軟件對于硬盤速度與延遲都比較敏感，希捷單碟500GB發揮不錯，終于挽回一局戰勝了西數單碟320GB。
● 測試小結：
通過PCMark Vantage子項目成績的分析，相信大家對于硬盤的真實性能有了一個更加深入的了解，硬盤的理論平均速度在很多時候是達不到的，這是應為絕大多數應用軟件都要讀取很多零碎的文件或數據，基本上算是隨機讀寫，此時軟件就對硬盤的尋道時間提出了很高的要求，如果磁頭的反應比較"遲鈍"，那么硬盤持續速度多塊都無濟于事！
以上的測試基于理論的測試，畢竟對硬盤來說，多數操作都離不開復制粘貼，此次我們選擇了兩種貼近用戶使用習慣的復制粘貼測試項目：GHOST安裝系統和在硬盤內部復制6GB高清電影文件。
● 實際應用測試：Ghost恢復系統
對絕大多數人來說，最痛苦的事情莫過于裝系統了，而現今最方便最省時的系統安裝方法就是GHOST，所以GHOST的過程越短，對用戶身心煎熬的時間就越短。
由于GHOST的過程是鏡像拷貝的過程，對存取時間的要求不是很高，反倒是對平均傳輸率要求更甚，迅猛龍憑借兩項優勢站在領跑者位置上，而希捷7200.11 640G憑借傳輸率優勢壓過了WD640G藍盤。
● 實際應用測試：FastCopy復制文件
硬盤最基本的操作，就是拷貝，為此筆者用FastCopy軟件復制一個高清電影進行測試，可以得到精確的拷貝時間。三款普通硬盤中，西數640GB藍盤和希捷雙碟裝500GB差不多，而希捷7200.11 640GB理論速度接近100MB/s，復制速度也基本達到滿速，更勝一籌。
● 測試小結：
通過本頁的兩項測試可以發現，對于直接復制剪貼這種無腦操作來說，硬盤的讀寫速度完全能夠達到理論值，跟尋道時間關系不大，因此幾塊硬盤的性能排行也基本就是誰的平均速度更快誰花的時間就越少。
因此，對于存儲盤來說，尤其是大容量高清硬盤，我們不必在意硬盤的存取時間（尋道時間），只要平均讀寫速度快就夠了。
作為年度DX10游戲巨作Crysis的游戲畫面達到了當前PC系統所能承受的極限，超越了次世代平臺和之前所有的PC游戲，即便是搭配優異的顯卡，在采用大分辨率開抗鋸齒的情況下，也只能勉強“瀏覽”游戲。
DX10中最BT的游戲，連最強單卡GTX280也奈何不了它。其中紋理渲染和光影特效占據了很大比重，要知道，在顯存載入前，這些數據都是零散地存放在硬盤上。而硬盤的隨機讀取性能和內存的延時容量決定了游戲的載入時間。
隨機讀取運算中，除了對傳輸率有要求外，更關鍵的是存取時間的性能表現。從成績上分析，按照線性分析，希捷的7200.11 640G表現差強人意。性能曲線弧度遠低于velociraptor和cavier blue間的比值。但velociraptor僅比cavierblue快4秒多，也能窺出即使存取時間再低，讀取時間也不會減少太多。
至此，市售產品中廣受用戶歡迎的幾款硬盤就測試結束了，對所有測試成績分析對比后，我們可以發現一些有悖于“公理”的現象：單碟容量越大性能不一定越強，緩存越大也不一定性能就強：
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希捷640GB（單碟320GB）實際上并不比500GB（單碟250GB）快，雖然平均速度是挺高，但由于存取時間過高，結果此消彼長，在很多軟件和程序中的表現不相上下，并沒有明顯優勢；
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希捷500GB（單碟500GB 16MB）的性能明顯要比兩外兩款強，它的存取時間與640GB（單碟320GB 32MB）是相同的，但平均速度增加不少，因此在各類軟件中的表現都同步提升，緩存雖然縮水了但對于普通用戶而言關系不大；
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西數640GB藍盤（單碟320GB 16MB）的表現很不錯，雖然平均傳輸速度墊底，但憑借很低的存取時間，在很多軟件和游戲中的發揮都很好，比單碟容量更大的7200.12更出色，是非常經濟實惠的系統盤。
由此可見，傳統“單碟容量越大越好、緩存越大越好”的理論是片面的，因為硬盤的存取時間（尋道時間）對于性能的貢獻也很大，因此絕對不容忽視。只有存取時間保持不變的情況下，“單碟容量越大越好、緩存越大越好”才能成立，否則硬盤的幾項參數互相制約，就不好判斷了。由此我們還可以得出以下結論：
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硬盤磁盤密度（單碟容量）的提高，提高的并非是硬盤的響應速度，而是硬盤的平均傳輸率。
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硬盤的存取時間（尋道時間）才是決定大家常說的“快”的決定因素，存取時間主要由主軸轉速起決定作用，固件起輔助作用。
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硬盤中少見的軟部件——固件。實際上對硬盤的性能和安全性均有不少的影響。同為7200RPM，但存取時間的差距在3ms上下，進而影響到硬盤性能。
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作為現今硬盤和SATA控制器間的緩沖帶，緩存的作用的不容置疑的，但緩存容量在超過16MB后提升幅度并不大，甚至可以說對性能沒有實質影響。
從以上4點總結中可以發現，我們在實際選購硬盤時有些誤區，比如我們一般都喜歡購買更大緩存的硬盤，喜歡購買平均傳輸率更高的硬盤，而這些卻不是我們廣義上理解的“快”的決定因素。
根據筆者的測試，筆者認為硬盤固件也是不可忽視的因素之一，首先，暫且不提硬盤性能，硬盤最關鍵的安全性上，就和固件又不可推卸的關系。這點從現在鬧得滿城風雨的希捷固件門事件上就可窺出——隨機卡死現象通過刷新固件就能緩解甚至是解決。其次，細究起來，固件對硬盤的讀取效率是有直接關系的，西數和希捷的兩款相近規格硬盤，固件的差異導致了西數存取時間更快的結果，通過不同的測試軟件，均證明了這一點。
通過此篇文章，筆者希望通過自己的綿薄之力糾正廣大讀者選購硬盤方式的誤區。畢竟在價格相近甚至更便宜的情況下，我們選購硬盤不要被硬盤的“規格”所迷惑（單碟容量及緩存大小）。■<
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