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新一代HDD火拼 市售单碟1TB硬盘评测

2012-06-25《微型计算机》评测室《微型计算机》2012年5月下

有人担心单碟1TB将是垂直存储技术的极限;

有人期待单碟1TB带来的高可靠性和高传输率;

还有人希望单碟1TB能降低硬盘成本,促进硬盘降价,为压抑已久的硬盘市场带来需求解放。

不论你是如何看待单碟1TB技术,随着西部数据的跟进,硬盘已经全面迎来单碟1TB时代。未来两年HDD领域的绝对主角,将被厂商以怎样的姿态推入市场?不同产品的设计侧重在哪?各自的性能如何?会对存储市场产生

怎样的影响?让我们现在就来看个明白……

垂直记录技术是近年来硬盘行业当之无愧的强助推剂。它让硬盘的容量持续高速增长,也让硬盘一直保持着SSD无法超越的容价比优势,而今更是让3.5英寸硬盘的单碟容量达到1TB的高度。坦白说,单碟1TB技术能让消费者和业界都对它倍加关注,除了它相比上一代主流的单碟500GB在容量上实现翻番之外,更重要的是它已经将垂直存储技术发挥到一个极致,超顺磁效应将再度来临。(引入垂直存储技术就是为了解决当时硬盘发展时遇到的超顺磁效应,本文的重点并非磁记录技术,有兴趣的朋友可以查阅相关技术资料或者登陆MCPlive.cn读编心语栏目参与到单碟1TB相关的技术讨论中来。)虽然硬盘厂商在着手解决这个问题,但短期内难有实质性突破。在此前提下,单碟1TB产品表现的优劣一定程度上决定着近两年H DD产品的竞争力和存储市场的整体性能水平。为此,MC评测室特地集齐了3款市售的单碟1TB产品进行综合测试。它们分别是希捷酷鱼1TB、西部数据绿盘1TB、和日立Deskstar 7K1000.D,总容量都为1TB。希望让你清楚地了解当前HDD的整体技术水平和各款单碟1TB产品的实际性能。

在单碟500GB时代就引起注意的AF(Advanced Format,高级格式化)技术,到现在单碟1T B时代已经进入全面普及期。提高磁盘的空间利用率和主机间数据交换率的需求,迫使硬盘全面向“4KB”过渡。参测的3款单碟1T B硬盘都宣称支持AF技术,但是通过查阅硬盘的官方资料我们发现,这种支持并非原生的“4KB”方案,而是用“512e”模拟方式实现的兼容性方案。为了让Windows XP这样的老系统顺利过渡,如此折中的方式无可厚非。但由此引出的“对齐”问题和兼容性问题,成为了考量新硬盘是否优秀,是否易用的又一重要因素。因此,我们本次的重点将围绕性能和AF技术展开。

测试看点介绍:

哪款单碟1TB硬盘的持续传输速度快?

哪款单碟1TB硬盘的读写延迟低,随机读写性能优秀?

哪款单碟1TB硬盘的AF技术成熟易用?

哪款单碟1TB硬盘的功耗和温度控制得出色?

希捷酷鱼1TB(ST1000DM003)

希捷酷鱼1TB(ST1000DM003)

希捷酷鱼1TB采用了LSI B64002主控芯片控制器,搭配海力士H5PS5162FFR(DDR2,32M×16bit=64MB)缓存颗粒,而马达控制器依旧是SH6968B,与之前的酷鱼XT等产品一样。
希捷酷鱼1TB采用了LSI B64002主控芯片控制器,搭配海力士H5PS5162FFR(DDR2,32M×16bit=64MB)缓存颗粒,而马达控制器依旧是SH6968B,与之前的酷鱼XT等产品一样。

希捷酷鱼1TB是早批量上市的单碟1TB型号,也是所有单碟1TB产品中轻薄的一款。它的厚度仅20mm,重量仅400g。它的存储密度达到625Gb/平方英寸,也是参测产品中高的。它工作状态下80G(2ms)的抗冲击能力也是参测产品中强的。

容量 1TB
缓存大小 64MB
转速 7200r/min
接口 SATA 6Gb/s
尺寸 147mm×101.6mm×20.17mm
重量 400g
运行抗冲击 80G(2ms)
存放抗冲击 300G(2ms)
读写电流 2.0A(12V)
Sector size扇区大小 512e
Max areal density大面密度 625Gb/平方英寸

 

西部数据绿盘1TB(WD10EZRX)

西部数据绿盘1TB(WD10EZRX)

WD10EZRX是参测3款产品中唯一使用Marvell主控方案的产品,Marvell 88i9346-TFJ2主控芯片搭配三星K4T511630J-BCE7(64MB DDR2)缓存。而马达控制器依旧是支持IntelliPower 控速的C7807F。
WD10EZRX是参测3款产品中唯一使用Marvell主控方案的产品,Marvell 88i9346-TFJ2主控芯片搭配三星K4T511630J-BCE7(64MB DDR2)缓存。而马达控制器依旧是支持IntelliPower 控速的C7807F。

WD10EZRX是近才上市的新品,隶属西部数据的绿盘系列。因此它支持IntelliPower转速调节技术。而88i9346-TFJ2主控,则是经得起西部数据猛禽(万转硬盘)产品验证的主控芯片。不知道在绿盘上它是否还能继续发挥其CPU占用率低,随机数据处理能力强的优势。

容量 1TB
缓存大小 64MB
转速 IntelliPower 7200r/min
接口 SATA 6Gb/s
尺寸 147mm×101.6mm×26.1mm
重量 450g
运行抗冲击 30G(2ms)
存放抗冲击 350G(1ms)
读写电流 1.10A(12V)
Sector size扇区大小 512e
Max areal density大面密度 569Gb/平方英寸

 

日立Deskstar 7K1000.D(HDS721010DLE630)

日立Deskstar 7K1000.D(HDS721010DLE630)

7K1000.D采用的也是LSI的主控方案,由一颗LSI 6045主控芯片和Etron Tech(钰创)的16CWQB-25H(32MB DDR2)缓存构成。相对来说这主控方案是参测硬盘中弱的。
7K1000.D采用的也是LSI的主控方案,由一颗LSI 6045主控芯片和Etron Tech(钰创)的16CWQB-25H(32MB DDR2)缓存构成。相对来说这主控方案是参测硬盘中弱的。

虽然上市比较晚,但7K1000.D是早发布的单碟1TB产品。同是单碟1TB,但它的存储密度为569Gb/平方毫米,比希捷酷鱼1TB低。而且只有32MB的缓存容量很让人担心遇到连续小数据读写时,它的性能是否会受到明显影响。

容量 1TB
缓存大小 32MB
转速 7200r/min
接口 SATA 6Gb/s
尺寸 147mm×101.6mm×26.1mm
重量 450g
运行抗冲击 70G(2ms)
存放抗冲击 350G(1ms)
读写电流 0.6A(5V),2.0A(12V)
Sector size扇区大小 512e
Max areal density大面密度 569Gb/平方英寸

 

性能实测 同为单碟1TB,持续传输率差距惊人

细心的读者应该已经注意到,参测的3款产品虽同样基于单碟1TB技术,但存储密度的差异还是比较明显的。理论上,同转速下存储密度越高持续读写性能越强,测试结果基本与此吻合。存储密度高的酷鱼1TB在HD Tune测试中的高外圈速度达到214MB/s,平均速度则在165MB/s左右。转速同为7200r/min的7K1000.D,存储密度相比酷鱼1TB低了56Gb/平方英寸。这导致它的外圈速度快仅172MB/s,平均速度不足140MB/s。采用IntelliPower智能控速技术的西部数据绿盘,注定在转速上吃亏。只看绝对成绩它的表现并不理想,但是观察读写曲线你会发现,不论是希捷还是日立的产品测试曲线都有频繁且明显的上下抖动,而绿盘的测试曲线则基本成平稳的抛物线。可见得益于IntelliPower的稳定控制,绿盘拥有当前单碟1TB产品中出色的读写稳定性。

处理器 酷睿i7 3820
主板 ROG玩家国度Rampage IV Gene
内存 宇瞻DDR3 1600 4GB×4
显卡 GeForce GTX 680
主硬盘 英特尔710 SSD
操作系统 Windows 7 64bit旗舰版

 

希捷酷鱼1TB(上)和西部数据绿盘1TB(下)的读取测试曲线。

希捷酷鱼1TB(上)和西部数据绿盘1TB(下)的读取测试曲线。
希捷酷鱼1TB(上)和西部数据绿盘1TB(下)的读取测试曲线。

随机读写 仍受寻道之苦

需要磁头寻道、定位再读取的工作原理决定了HDD随机读取过程将拥有较高延迟,平均速度也被高延迟拉了下来,单碟1TB产品也不能避免这个问题。值得注意的是,希捷酷鱼1TB的512Byte随机写入速度明显高出随机读。虽然平均速度只有1.1MB/s,但相对读取的0.023MB/s领先幅度非常明显。从这点上看,希捷酷鱼1TB显然针对512e的“读取-修改-写入”原理做了足够优化,至少在缓存性能和主控调度上明显优于另外两款产品。虽然相比百位数以上的持续传输速度,这种个位数级的性能不太引入注意。但这至少为酷鱼面对“超短帧”(指小于4KB扇区的数据)连续写入应用打好了基础。

连续“超短帧” 展现AF功底

为了验证上文的推断,我们决定对超短帧应用做个针对性测试。我们用iometer模拟连续的“超短帧”(512Byte)读写,同时加入4KB连续读写测试作为对比。请玩家注意,这里我们测试的系统环境是Windows 7,能自动将3款产品的分区表对齐。所以,这里不会出现未对齐导致的“读取-修改-写入”循环。考验的是3款产品在“读取-修改-写入”过程中的调度效率和缓存性能。测试结果让人意外,持续传输速度的排名被打破,西数绿盘大幅度反超7K1000.D,写入性能约为后者3倍。不过仔细分析却也在情理之中。首先,希捷酷鱼的表现抢眼。这基本验证了我们之前的推断,高转速和针对性优化让它能大幅领先对手。其次,绿盘的表现明显优于7K1000.D这也再次说明了“读取-修改-写入”方式对主控方案,特别是缓存依赖非常明显。在需要批量载入原4KB扇区数据时,西数绿盘2倍于7K1000.D的缓存显然更具优势。日立的方案,则可能因爆缓存或主控方案调度性能不济,导致“读取-修改-写入”效率明显下降。当数据帧提高到4KB之后,不再有“读取-修改-写入”过程了,缓存依赖性有所降低,主要考验主控的性能。西数绿盘的表现依旧超过在转速上占优的7K1000.D,略微落后希捷酷鱼。7K1000.D的再度落败则再次印证了我们对其主控性能不足的猜测。

此外,打算将单碟1TB用在Windows XP系统上的用户请注意。Windows XP系统下为支持AF技术的硬盘分区时,系统不能自动帮你完成分区表对齐。未对齐会导致硬盘在写入数据时遇到“读取-修改-写入”循环,严重影响性能。希捷酷鱼具备SmartAlign自对齐技术,不需要用户手动设置就能在Windows XP系统下自动对齐分区表,易用性好。西数绿盘和7K1000.D则需要使用专用软件做手动对齐操作。

功耗&温度实测 绿盘环保,酷鱼高效

随着多硬盘方案的增多,越来越多的玩家对硬盘的功耗和温度重视起来。在这方面绿盘一直做得不错,我们的测试结果也显示绿盘不论是功耗还是发热量上都是3款产品中控制得好的。另外值得一提的是酷鱼1TB,它一改希捷产品高能高耗的形象,在功耗控制上仅略微落后于绿盘。其待机和读写功耗只比绿盘高出0.65W和0.41W。算上转速上的优势,这样的功耗表现其实不输绿盘。相对来说7K1000.D的表现就比较普通了,比起采用5张盘片的酷鱼XT 3TB来说能耗低不少,但同比其他单碟1TB产品却明显偏高。此外,虽然测试中酷鱼1TB的发热量和7K1000.D不相上下,都明显高于绿盘。但是由于采用了薄盘设计,在多盘的机箱环境中,希捷系统的盘间空隙会更大,热对流就会更顺畅,实际的温度表现会相对更好。

参测硬盘持续传输速度测试成绩表
(速度单位:MB/s,时间单位:ms) 酷鱼1TB 绿盘1TB 7K1000.D 酷鱼XT 3TB 
HD Tune平均读/写速度 164.7/162.5 114.3/112.1 137.8/133.6 118.3/116.1
HD Tune大读/写速度 214.7/212.4 147.0/145.1 172.1/175.2 159.2/155.8
HD Tune突发读/写速度 317.9/327.1 327.3/311.6 280.3/236.2 295.5/263.2
读/写延迟 14.3/0.336 17.5/16.0 18.8/14.2 19.0/6.8
CPU占用率 2%/1.8% 1.7%/2.3% 7%/7.8% 2.6%/2.2%

注:7K1000.D工作时CPU占用率相对高出许多,这从侧面反应了主控方案的不得力,许多时候都需要CPU参与控制和调度。

 

参测硬盘随机读写和超短帧连续读写测试成绩表
(速度单位:MB/s,时间单位:ms) 酷鱼1TB 绿盘1TB 7K1000.D 酷鱼XT 3TB
HD Tune 512B随机读/写速度 0.023/1.104 0.027/0.030 0.026/0.034 0.026/0.072
HD Tune 4KB随机读/写速度 0.275/0.197 0.229/0.441 0.211/0.491 0.212/0.533
HD Tune 64KB随机读/写速度 4.23/5.12 3.48/7.86 3.24/7.85 3.27/7.94
HD Tune 1MB随机读/写速度 47.46/74.99 37.33/58.66 35.32/45.57 35.53/53.97
iometer 512B读/写速度 33.39/31.99 18.18/18.62 12.73/6.67 19.6/19.05
iometer 512B平均读/写延迟 0.467/0.488 0.859/0.839 1.23/2.34 0.797/0.820
iometer 4KB读/写速度 167.39/134.00 126.62/101.23 83.88/54.31 139.84/137.19
iometer 4KB平均读/写延迟 0.746/0.932 0.987/1.234 1.49/2.30 0.893/0.911

 

参测硬盘温度功耗测试成绩表
酷鱼1TB 绿盘1TB 7K1000.D  酷鱼XT 3TB 
待机功耗 4.01W 3.36W  5.22W  9.35W
读写功耗 7.42W 7.01W  7.45W  11.15W
HD tune检测温度 36℃ 29℃  33℃  45℃
实测表面高温度 35℃ 33℃  39℃  49℃

总结 单碟1TB是流媒体的福音

同是单碟1TB,3款产品的性能差异明显,这在硬盘行业的同代技术中是少有的。这一方面从侧面印证了厂商对细分定位的重视,另一方面也开始显现出各厂商的技术实力差距。

总的来说,单碟1TB时代随机读写依旧不是HDD的强项。但这不是关键,重要的是单碟1TB产品的大持续读写性能已经超过200MB/s。这使得它们的流媒体存储和分享能力已经能够比肩主流的SSD产品。大多数玩家对SSD带来的系统或程序开速度提升并不敏感,分享电影等流媒体的等待时间才是他们关注的重点。毫无疑问,在流媒体传输上并不逊色的单碟1TB H DD相对SSD拥有明显的容价比优势。在视频逐步成为互联网第一大应用的当前,单碟1TB产品将为HDD赢得更多空间和认可。

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用户评论

共有评论(1)

  • 2012.06.28 09:39
    1楼

    有了SSD……HDD就不再是PC速度发展的硬伤了。

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