希捷再蓄力发布第三代固态混合硬盘
虽然新事物的产生可能会意味着旧事物的灭亡，但这需要一个过程。有的时候我们过分地强调事物的某一方面的优势却容易忽略了其整体价值，从而导致片面甚至偏激地看待问题。就像我们今天的话题，混合硬盘会对固态硬盘产生威胁吗？
希捷于2010年5月发布了一款名为Momentus XT的混合硬盘，可谓是让人眼前一亮。众所周知混合硬盘在传统机械硬盘的基础上，利用小容量的NAND闪存的高IOPS性能来弥补机械硬盘随机存取性能低下的缺点，实现兼顾大容量和高性能的目的，同时价格相对廉价。
当然具体哪些小文件会进入闪存，这取决于硬盘的调度算法，无论是先进先出或者是根据优先级或者文件长度来判断，算法的优劣将直接影响用户的使用感受。希捷采用的Adaptive Memory则是根据文件的使用频度进行调度，将经常使用的文件优先保存在闪存当中，以准确响应用户的操作。
希捷第一代混合硬盘Momentus 5400 PSD
早在2007年，希捷便发布了名为Momentus 5400 PSD的第一代混合硬盘，但是它依赖于Windows Vista的SuperFetch机制，无法独立工作，而且加速的效果并不明显，毕竟当时的闪存成本还比较高，随同SantaRose平台的“迅盘”都没有能够普及。
显然，希捷在2010年发布的第二代混合硬盘Momentus XT也是得益于闪存的发展，同时将“SuperFetch硬件化”，完全脱离操作系统运行，大大简化了用户的混合硬盘使用体验和部署难度。
希捷最新发布的Momentus XT 750GB混合硬盘
今天要为大家介绍的是希捷于一个月前刚刚发布的去年的升级版本——Momentus XT 750GB，相较上一代产品它集成了更大容量的SLC闪存，同时还带来了全新的Fast Factor技术，同样提供5年质保服务。
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Adaptive Memory和Fast Factor技术
谈及Momentus XT就不能抛开Adaptive Memory技术，这是希捷混合硬盘的核心。我们在去年的Momentus XT 500GB的评测文章中就详细探讨过这项机制。
●能学习用户使用习惯的Adaptive Memory技术
混合硬盘中所配备的8GB的闪存空间中所存储的数据是机械硬盘中数据的一个镜像而非缓存。这个技术很有意思，它通过记录LBA地址的信息，可以根据用户的使用习惯和对文件数据的使用频率计算出哪些文件会被放入这8GB的闪存当中，进行自适应优化的操作。当系统进行读取操作时，就可以直接从闪存中访问，起到加速的作用。
即使硬盘被格式化之后，通过Adaptive Memory技术学习到的输入依然被保存在闪存当中，不会消失，而这也是和高速缓存最大的区别。Momentus XT进行数据传输时，任何数据都要经过32MB的DRAM缓存，而哪些数据将被写入NAND闪存中，这由Adaptive Memory技术所决定。而这也最终会决定这些数据被读取时是从硬盘载入还是从闪存载入。
●更加快速而智能的Fast Factor技术
此次希捷还引入了另外一套技术——Fast Factor。从官方资料来看这项技术是将SSD和硬盘的优势相结合，以加快应用程序访问，提高启动速度，并提升总体的系统性能。这项技术该如何理解呢？
从希捷给出的资料来看，Fast Factor包含两项特性——快速启动（Boot）和闪存管理（Flash Management）。
快读启动特性旨在采用Fast Factor技术的Momentus XT之后能够实现非常快速的冷启动速度，可以将启动时间缩短到传统机械硬盘的35%，无论是一天启动数次还是数天启动一次都不会受到影响。
为了达成这一目标，希捷在全新的Momentus XT的闪存当中划分出了一个固有分区用来常驻保存系统启动所需要的引导文件，目的是为了不会因为长期的系统使用而被其他使用频繁的文件“挤出来”。这种做法显得非常明智，这使得Fast Factor技术可以让混合硬盘在任何时间都实现最快的系统启动速度，大幅度改善使用体验。
闪存管理特性即是提供硬件、固件和高速NAND闪存之间的无缝集成，保证数据的完整性。这应该是为了让固态混合硬盘能够很好地运作而增强可靠性和稳定性的一种改良。
Momentus XT 750GB的其他几点疑问
●NAND闪存部分多大的容量合适？
一年半以前，我们还讨论过如下问题：希捷为何只采用SLC闪存，以及为何只选择4GB的NAND容量。当时希捷表示综合加速效果和成本来看，4GB是最佳选择。其实从制程工艺的改进和成本的下降来看，闪存部分的容量必然是逐步增加的。我们不可能在机械硬盘部分增加到1TB的时候还是用4GB闪存，如果用户日常使用的软件更多，也就越需要更多的“加速成本”。
英特尔在Z68芯片组上搭载的311固态硬盘
英特尔在推出Z68时引入的一项新的功能“智能响应加速技术”的同时推出的Larson Creek固态硬盘采用了20GB的SLC闪存，同时认为20GB是应用这项技术的最小容量点。
到底多大容量的闪存配置最为合适？这一方面要取决于机械硬盘部分的容量，同样也要取决于“学习和调度算法”的效率。所以8GB的空间不一定小，但是如果配备更大的闪存并继续采用SLC闪存必然会导致价格的大幅度攀升。从希捷更多面向OEM厂商出售Momentus XT的情况来看价格太高自然是不被允许的。
●选择SLC闪存还是MLC闪存？
目前英特尔和希捷都采用SLC闪存来主导混合式硬盘，理由很简单，混合式硬盘的写入操作的频率会非常之高，而且只有在使用了全部容量的情况下才能发挥出最大性能。因此使用耐久性更高的SLC闪存自然是无可厚非的。
然而如今SLC闪存的产量已经逐步减少，一些企业级固态硬盘都开始使用MLC闪存，甚至今年开始TLC闪存都将入驻部分桌面级固态硬盘。限制于SLC闪存，混合式硬盘的产量自然不会高于固态硬盘，更远低于传统机械硬盘的产量。
SLC闪存的产量显然不及MLC
也许SLC并非必须，目前OCZ和美光都已经发布了基于MLC闪存的配合英特尔智能响应技术的“缓存专用SSD”，都是通过划分更多的“冗余空间”来保证耐久性，这是一种可取的做法，同时随着SSD主控校验能力的不断增强，相信用MLC闪存用于“缓存”也将被逐步接受。
●是否需要加入写入缓存机制？
用过英特尔智能响应加速技术的用户都知道，我们可以在“快速存储技术”控制中心中配置加速模式，默认的增强模式仅优化读取性能，如果选择“最大化模式”，则可以启动写入缓存来优化性能。也就是一些需要临时写入硬盘的数据则可以首先保存到闪存中，改善应用体验，但是如果遇到断电则可能会导致数据丢失。
目前希捷还未在Momentus XT中加入这项机制，原因自然很好理解，毕竟8GB的闪存容量空间还是太小。但目前的消息似乎表明希捷正准备在下一次固件更新中加入这项机制。
eASIC芯片+美光SLC闪存构成混合体
希捷Momentus XT 750GB固态硬盘和上一代Momentus XT 500GB相比，在硬件方面又有哪些变化呢？
透过整个PCB布局来看，事实上和上一代产品没有太大差异，我们依然能够看到eASIC这颗芯片，依然能够看到一颗闪存芯片。
这颗芯片是来自三星的DRAM缓存芯片，编号K4H56163QN-HCE7的DRAM，容量为32MB，和上一代Momentus XT 500GB持平，而在桌面级笔记本硬盘中32MB缓存也是最大配备。
注意右下方配有导热垫的芯片就是该硬盘的主控芯片，负责SATA接口数据传输，读通道和缓存管理。
来自eASIC的控制芯片，eASIC是一家无晶圆厂的半导体公司，提供定制的ASIC（专用集成电路）芯片。这颗芯片是Momentus XT独有的，其实通过其外部布线的走线就也可以推测出来，它就是Adaptive Memory技术的成品，负责哪些数据将从硬盘中写入到闪存。
内置的8GB SLC NAND闪存芯片来自美光，不过从希捷和三星合作开发闪存技术来看，不知道后续的Momentus XT系列硬盘会不会全部采用三星的SLC闪存。
来自德州仪器的SH6966控制芯片，负责机械硬盘的电机马达控制，显然任何机械硬盘都会采用这样的一个控制芯片。
我们本次的测试方案和测试平台说明
接下来进入测试环节，考虑到Adaptive Memory技术的机制，使用次数越频繁，它所体现出来的作用也就越大。因此下面的大部分测试我们将重复进行，以获取这一过程反映在性能上的差别。
其实这样的应用环境恰好符合系统运行的实际情况，以及应用软件的加载情况，在我们每次开机启动系统的时候，这些数据都会重复地从硬盘调入到内存当中。Momentus XT则可以在此时发挥巨大的作用。
我们会先使用HD Tune等底层测试软件重点考察其连续读写速度、随机存取速度，PCMark Vantage和PCMark 7作为综合性的系统测试软件，可以较为全面地衡量硬盘性能。对于实际应用测试，笔者选择了我们常用的Office系列软件、PhotoShop CS4图片处理。
测试平台
混合硬盘大幅度改善了随机存取性能
连续读写能力是衡量硬盘在进行较长文件长度（一般不少于128KB）顺序读写操作时所具备的性能，简而言之它类似于我们进行单个大容量文件拷贝时的性能。对于机械硬盘来说，更大的单碟容量（磁记录密度）以及更快的转速都有助于提升连续读写性能。由于磁盘盘片内外圈的扇区数量不同，因此外圈的连续读写性能总会高于内圈。
HD Tune Pro 4.60是一款功能全面的硬盘测试及诊断工具，是基于数据包拷贝的测试软件，默认使用的是64KB数据包以测试硬盘的连续读写性能。通过测试曲线可以很清晰地看到硬盘从外圈到内圈的性能表现，以及随机存取和突发速率性能的情况。
既然混合硬盘的意义在于提高机械硬盘的随机存取时间，摒弃延迟超高的寻道+等待时间，让我们来看看Momentus XT 750GB在这款软件中的表现。
第一次测试，希捷Momentus XT和普通7200转2.5英寸硬盘表现无异，而平均91.5MB/s的读取速度和15.6ms的随机存取时间也处于当前7200RPM笔记本硬盘的较高水准。
第二次测试，顺序读取速度没有变化，但是随机存取时间大幅度缩短至0.414ms。可以认为希捷Momentus XT仅针对随机操作进行优化，目的就是弥补机械硬盘在这方面的短板。
第三次测试，随机存取时间进一步缩短至0.162ms，已经达到了中等固态硬盘的水平，所有的取样点几乎都在0.3ms的坐标上下徘徊。
第四次测试，成绩已经没有明显变化，说明Adaptive Memory技术可以在三次循环完成对整个应用环境规律或者是用户使用习惯的学习，将相应文件的映像写入闪存，由此提升了系统的应用性能。
测试结果显然证明了Momentus XT 750GB的最大优势。它可以大大提升硬盘的随机存取速度，但是对连续文件传输并不起作用。
Adaptive Memory对哪些文件敏感？
随机读写性能也是衡量硬盘表现的重要指标，它基本上代表了硬盘在读写散布在各个位置的小文件时的性能表现，一般以4KB文件大小为标准，当然进行随机读写操作时遇到的文件远不止这个长度，基于HDTune软件还可以测试面对512Byte、64KB、1MB以及随机长度的文件的随机操作。单位一般以IOPS或者MB/s表示。
由于机械硬盘的特殊性，随机响应时间基本上等于“平均寻道时间”与“平均潜伏期”之和，对于转速恒定的机械硬盘来说，平均潜伏期是固定的，而平均寻道时间依赖于音圈马达和磁头的品质。所以相比机械硬盘，没有机械结构的固态硬盘在这方面有着巨大的优势。
IOPS绝对是机械硬盘的软肋，虽然无法和固态硬盘相提并论，但是这个指标也绝非没有意义，否则就和磁带一样属于顺序存储设备了。而混合硬盘采用闪存为其加速随机存取性能，下面我们来看看Momentus XT 750GB在这项测试中面对各种长度的文件的表现。
第一次运行，注意各项指标，均和普通机械硬盘表现基本一致。
第二次运行，我们发现基于512Byte、4KB两种长度的文件的随机读取性能显现出了爆发性的增长，分别达到了之前的20倍和70倍，这几乎就是Momentus XT 750GB板载的NAND闪存的性能。而64KB长度的文件则只达到了第一次的2.4倍。
第三次运行，我们发现基于512Byte、4KB两种长度的文件，其随机读取性能变化已经不大，而64KB长度的文件，性能增幅达到第二次的10倍，而1MB长度的文件则没有任何变化。
第四次运行，各项指标都已经没有变化，基本上达到了一个稳定值。
●如何在8GB有限的空间上合理、充分发挥加速效能？
通过测试我们发现希捷Momentus XT的Adaptive Memory技术主要是优化了512Byte、4KB和64KB长度的文件的随机操作，或者我们可以推测认为512Byte~64KB长度的文件都受到了优化，性能提升幅度达到了20倍以上，4KB随机读更是达到了68倍，追平了入门级固态硬盘的水平。
而从1MB长度的文件的测试情况来看，机械硬盘本身已经可以达到38MB/s的读取速度，因此在优化的优先级上显然不及64KB以及更小长度的文件。
希捷Momentus XT对长度越小的随机文件优化得越快，这显然是综合8GB的容量限制来做的一个均衡而明智的设定，保证将所有的NAND闪存的资源用在刀刃上。
虽然这样的推断可能限于测试软件的局限性而导致偏差，但就以这样的推断来看笔者认为也非常合理。
PCMark系统基准测试已强于HDD数倍
●PCMark Vantage硬盘测试
相对于理论的连续读写测试和随机读写测试，PCMark Vantage的测试项目更加偏重于实际应用，它可以更加出色地体现出不同硬盘在真正系统应用中所达到的性能。
在PCMark Vantage中，我们和两款单碟1TB硬盘的成绩进行对比，此时经过Adaptive Memory技术充分优化后的Momentus XT 750GB已经领先Barracuda 3TB超过1倍的分数，比初次运行提高了160%，而这个成绩其实也领先于当前任何一块机械硬盘。
PCMark的测试成绩比较接近我们的真实应用体验，显然Momentus XT大幅度改善了系统的运行流畅性，而对本身磁盘性能就偏弱的笔记本电脑来说更是一剂强心剂。
●PCMark7硬盘测试
在笔者测试PCMark7的时候，或许是因为其数据模型与PCMark Vantage相比比较接近，在第一次运行之后即得到了3245的得分，因此这里笔者只给出最终成绩。
结果对比，在PCMark 7中，可以看到希捷Momentus XT 750GB最终的成绩已经领先Barracuda 3TB高达70%，仅比广受欢迎的美光Crucial M4 128GB落后38%。限于笔者评测对比数据数量的不足，实际上Momentus XT 750GB的得分已经几乎追平了2010年中低端固态硬盘的成绩。
看混合硬盘启动系统能节省多少时间
接下来进入实际应用测试环节，这部分我们通过考察系统启动速度，系统启动时同时打开办公软件的速度以及单纯的游戏加载速度考察Momentus XT的自动学习能力。
这项测试中，我们是通过从屏幕显示“正在启动Windows”开始到整个桌面及功能全部载入完毕为启动时间来衡量。整个测试过程断开网络，防止安装系统更新补丁的影响。值得注意的是，Windows启动时间和CPU、主板以及驱动加载等因素都有关系，因此不同环境下的测试成绩没有可比性。
同时，该成绩省去了Windows7第一次启动时进行系统性能评估的测试成绩，每次测试采用冷启动方式，以符合真实的使用环境，并排除了内存的干扰。
从成绩来看，Momentus XT在两次测试之后启动时间缩短了73%，我们在测试时可以明显地感觉到几次测试带来的差异，该差异在Windows7进入桌面后在系统功能的载入时间上也有明显体现（比如显示“欢迎”界面就像固态硬盘一样一闪而过）。
针对另一项实际应用环境，同时进一步挖掘Momentus XT的自动学习能力以及程序载入时间，我们进行了在Windows 7启动同时，还启动IE8浏览器、MS Office Word 2007、MS Office Excel 2007、MS Office PowerPoint 2007、MS Office SharePoint Designer 2007、PhotoShop CS4以及Fireworks CS4六款应用软件的时间。将这些软件的快捷方式放入“启动”文件夹，就可以完成在启动Window后自动启动这些软件的操作。
这项测试是在上一次测试之后进行的，因此我们依然可以以单系统启动时间为22s来计算，当然我们依然采用冷启动方式，时间包括了Windows的启动以及软件的启动时间。从成绩来看，虽然曲线变动不大，但是如果除去系统启动，那么对这些软件的加载时间则缩短了几乎一倍！
●重复启动才能体现加速效果绝非鸡肋
笔者的这种测试方式给很多人的直观感受就是我们需要重新启动软件数次才能体现出加速效果，从而显得很鸡肋：谁会在打开电脑之后再关闭然后再次打开呢？
事实上，混合硬盘是利用闪存来做加速而非内存，保存在闪存中的数据是不会丢失的。的确我们可能在第一天打开电脑之后只打开一次QQ而不是关闭再打开，但是当第二天你再次打开电脑打开QQ时，这种加速的效果将会凸显。
“为了体现加速的效果而在使用软件时做出开了关、关了开的动作，这绝对是愚蠢的”，如果你还是报以这种想法，我只能说你的目光太短浅了。
混合硬盘会是主流 但需解决很多问题
●英特尔与希捷有各自的混合加速方案
首先来看英特尔，我们可以在部分Z68主板上看到预搭载了用于智能响应技术的英特尔311固态硬盘。只是缺点在于我们需要安装特定的驱动程序并在BIOS中进行设置。相信随着这项技术的进步易用性也会逐步改善。其实这种情形让我们想起了2007年英特尔在SantaRose平台上搭载的迅盘。只是当时很多人脑中还没有固态硬盘这个概念，而从当时的平台表现来看也不尽人意。
而希捷随着收购了三星的硬盘业务，也更多参与和三星共同参与闪存控制器方面的开发。而且希捷Momentus XT的独特优势在于用户不用进行任何的额外操作即可获得加速体验。目前希捷与多家OEM厂商合作在中高端笔记本电脑中配置了Momentus XT混合硬盘，而英特尔的“智能响应加速”技术在笔记本平台中的部署节奏稍慢。
●采用SLC闪存则可能无法提高产量
混合硬盘能否成为主流，今年可以达到多高的渗透率，很大一部分程度在于产量和价格，而产量又取决于多方面的因素。前面我们已经提到了，目前Momentus XT采用的SLC闪存的产量并不及MLC，一些企业级SSD都开始采用MLC闪存，显然没有产量何谈普及呢？而产量不高短时间内更不会对机械硬盘和固态硬盘构成任何威胁，事实上这种结合两种介质优势的搭配方式，是一种相互促进，绝不是相互威胁。
虽然采用MLC闪存的“缓存专用SSD”看上去比较完美，但是又必须划分更多的冗余空间保证耐久性，削减了其容价比。
●市场需求在变，趋势在变，技术也在变
从消费级市场来看，目前英特尔全新主导的Ultrabook已经全面采用固态硬盘，而需求量越来越高的手机和平板电脑产品也都采用NAND闪存。同时传统硬盘厂商开始宣传集中式网络存储，这更是重新诠释了传统硬盘的地位。本地小容量存储+大容量网络存储，这些似乎和混合存储并不相干。
不过传统型笔记本电脑和台式PC在未来几年内仍有很大需求，上述的存储搭配将会是那些处在科技最前沿的用户的选择。因此笔者相信混合式的硬盘搭配依然能够成为一种主流，但的确在一些技术层面的问题需要完善，到底混合硬盘的发展和普及道路如何，我们仍要看事态变迁。
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