其实已算是希捷第四代混合硬盘
2012年固态硬盘市场的迅速升温下所衬托出来的是机械硬盘市场的冷清,不过2013年则是后者反击的时刻。希捷和西部数据都将于今年重点发力固态混合硬盘产品,首先第一磅中弹已经打出——希捷Laptop Thin SSHD 500GB。
这款产品被广泛地认为是希捷第三代混合硬盘,但如果算上2007年的Momentus 5400 PSD那就是第四代了。只不过当时这款混合硬盘依赖于Windows Vista操作系统的SuperFetch,无法独立工作,转速5400RPM,最大容量不过160GB,后期还有250GB型号,但都仅配备256MB闪存的它成本却也高了不少,总之并未成为令人印象深刻的产品。
混合硬盘的先驱Momentus 5400 PSD系列
希捷在2010年中发布了全新的第二代混合硬盘Momentus XT,容量最大为500GB,机械硬盘部分转速达7200RPM,采用4GB SLC闪存,同时引入Adaptive Memory技术,记录用户的热数据提升系统体验,完全脱离操作系统运行,大大增强了用户的使用体验并简化了部署难度,实际测试效果也有显著增强。
真正的固态混合硬盘Momentus XT 500GB
2011年底希捷推出第三代混合硬盘Momentus XT,容量增至750GB,继续为7200RPM的规格,但闪存部分扩充至8GB。在Adaptive Memory技术(AMT)的基础上还引入了Fast Factor技术,主要包含快速启动(Boot)和闪存管理(Flash Management)。
第二代也可以说是第三代固态混合硬盘Momentus XT 750GB
而刚刚推出的这一代产品,与前两代有着莫大的区别,首先希捷开始重新定义自己的产品线,取消了Momentus XT的命名方式;第二,将机械硬盘的转速降至5400RPM;第三,闪存部分8GB不变,但变为MLC类型;第四,除了9.5mm厚度以外还增加了7mm厚度版本;第五,由原先Momentus XT的五年质保改为三年质保。这样的作法目的何在呢?新一代产品有着怎样的表现呢?
希捷混合硬盘有什么独有技术吗?
很多人觉得混合硬盘只是简单地把SSD和HDD集成在一块,其实不然,否则8GB的闪存容量够你存放什么呢?实际上这8GB空间用户是不能用的,通过Adaptive Memory技术由硬盘自主管理,将你常用的文件存放其中起到加速的作用。
●能学习用户使用习惯的Adaptive Memory技术
这8GB的闪存空间中所存储的数据其实是机械硬盘中数据的一个镜像而非缓存。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的使用频率计算出用户最常用的数据,即“热数据”,然后将这些数据镜像到8GB的闪存中,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,从而就起到加速的作用。
Adaptive Memory技术(以上一代产品为例)
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。希捷SSHD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
虽然这次没有终点提及,但是Fast Factor依然是不能缺少的。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?
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。
Fast Factor技术
为了达成这一目标,希捷在SSHD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,是一种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。
为何闪存由SLC换为更廉价的MLC?
●反复打开一个程序才会获得加速是没有意义的
很多人一直不能准确理解希捷混合硬盘的特性,常常会看到“反复打开一个程序才会获得加速效果”的言论,认为很傻。这种理解很独特,的确没有人会在几分钟之内重复开启同一个应用,但是你把思维拓开一下?你今天上班开机会打开QQ、Office等软件,明天你上班还会打开——这才是正确的理解!
与其说是反复打开一个程序获得加速,不如说是使用越频繁加速越明显
学习用户使用习惯,了解用户每天最常用的软件是什么的工作由Adaptive Memory技术来完成,按照我们以前的想法,这项技术在执行时势必要造成很大的数据写入量,而且数据变动可能会很频繁,所以采用耐久度更高的SLC闪存几乎是必须的。为何这一代产品更换为耐久度低一些的MLC了呢?
●学习用户习惯之后将更多做读取操作而不是写入操作
实际我们仔细分析就可以发现,如果Adaptive Memory技术算法经过更进一步的优化变得更加可靠,那么一旦深刻学习到了用户的每天常使用的软件,这些数据长时间是不会变化的。一段时间之后,更多的操作将会是“读取”而不会再是“频繁地写入”,对闪存耐久度的需求自然降低了。
上一代产品配备的美光SLC闪存
使用MLC比SLC有着更低的成本,这也因此可以使新产品的价格大幅度下降。而提供三年质保而不是Momentus XT的五年,则更是对产品走入主流群体的最好诠释。这两者的结合,更可以大幅度提高新一代混合硬盘的产量,注定会远超过前两代Momentus XT。
新产品的硬件规格为何不升反降?
●固态硬盘带来的对产品线布局的困惑
相比产品本身,希捷本次最大的改变莫过于产品命名方式的调整。此前,希捷的消费类2.5英寸硬盘分为Momentus XT、Momentus 7200、Momentus 5400以及Momentus Thin四条产品线。其中:
Momentus XT为固态混合硬盘,定位最高,可提供最高性能的解决或升级方案;
Momentus 7200为传统机械硬盘,转速7200RPM,9.5mm标准厚度,定位较高;
Momentus 5400为传统机械硬盘,转速5400RPM,9.5mm标准厚度,定位主流用户或笔记本电脑;
Momentus Thin为传统机械硬盘,7mm超薄厚度,定位超薄型笔记本电脑。
希捷现有传统机械硬盘的Momentus系列产品
乍看上去产品布局清晰,没什么问题,但是随着混合硬盘的加入,业内对2.5英寸硬盘的性能和成本关系又产生了新的认识,特别是闪存类型可选范围大,这可以使得混合硬盘的价格不再高不可攀,并逐步向高性能机械硬盘靠拢。
由此而产生的新的问题便是,如果基于Momentus 5400来看,使用Momentus 7200所获得的性能提升而增加的成本,相比直接使用混合硬盘是否划算?经过希捷的测试和实验,最终得出的结论是——不划算。
●5400RPM+8GB组合比单纯7200RPM更划算
起初Momentus XT以追求高性能和高可靠性设计,因此在使用7200RPM硬盘的基础上还配备4GB/8GB SLC闪存,还提供最高等级的五年质保。然而经过两代的发展希捷似乎发现了一种“性价比”更高的方案,如果将机械硬盘部分降至5400RPM,而闪存改为MLC,在成本下降很多的前提下,依靠算法的优化,性能可以不亚于甚至高于前一代Momentus XT,但身价却从“高端混合硬盘解决方案”变为“普罗大众的混合硬盘产品”。
不同产品形式在性能和价格方面的差异
放低身段的全新大众型混合硬盘Laptop Thin SSHD 500GB和Laptop SSHD 1TB拥有了更加亲民的价格,而更为重要的是,这个价格仅比相应的7200RPM传统机械硬盘稍高。所以,为了追求高性能,与其购买7200RPM机械硬盘还不如直接购买全新一代的混合硬盘,而且前者的性能显然不及后者。
●取消Momentus 7200系列势在必行
前面的这些原因就是为什么希捷已经决定将要全面停产桌面型7200RPM的2.5英寸硬盘的原因了,因为5400RPM HDD+8GB MLC这种轻量级的混合硬盘解决方案,拥有“不亚于7200RPM HDD+8GB SLC的性能和仅稍高于标准7200RPM HDD的价格”,使得这两者的定位瞬间尴尬,可谓是一种绝妙的组合。而这也似乎真正打响了混合硬盘的普及之战。
原来的产品命名方式怎么取消了?
●希捷如何简化产品线?
以5400RPM HDD+8GB MLC这种轻量级的混合硬盘解决方案显而易见地使得希捷2.5英寸笔记本硬盘产品线得以大幅简化,它可以完全取代原有的Momentus 7200产品线,也可以代替原有的Momentus XT的存在。最终只保留“HDD(传统机械硬盘)”和“SSHD(固态混合硬盘)”两条产品线即可,而相应的7mm超薄版本加以“Thin”的标示即可。
希捷Laptop Thin SSHD 500GB
那么,希捷一直以来的以“在产品名称中加以转速标示来区分定位”的方式显然也可以取消了,包括笔记本硬盘和台式机硬盘。原因有两点:第一,在混合硬盘的性能优势下,7200RPM HDD相比5400RPM HDD的性能优势已经可以忽略不计;第二,在第一点的基础上,分别代表2.5英寸笔记本硬盘“中高端”和“主流”两种定位的产品以“混合硬盘”和“非混合硬盘”就可以了,讨论转速已经没有意义了。
●为什么取消Momentus品牌?
还有一个奇怪的问题,我们一直在说新一代的产品叫做“Laptop Thin SSHD 500GB”和“Laptop SSHD 1TB”,那么我们熟悉的“Momentus”哪去了?实际上连同台式机硬盘的“Barracuda”也一并被希捷取消。今后的台式机硬盘将简单地被命名为“Desktop HDD”和“Desktop SSHD”。
究其原因,希捷经过市场调查发现,消费者对“Momentus”或“Barracuda”品牌的辨识度并不高,人们在购买硬盘时只会简单地说“希捷1TB、希捷500GB本盘”,如果不加以提示,单独给出“Momentus”或“Barracuda”有些人可能都不知道是什么。
显然,Momentus品牌即将消失
在中国市场,Barracuda所对应的“酷鱼”可能很多人还知道是什么,但是Momentus所对应的“飞鱼”就是稀有名词了。之前希捷还为Momentus XT和Barracuda XT起名为“飞鱼/酷鱼开天系列”更是不为人知。
简化命名势在必行,也许你好奇Desktop HDD或者Laptop SSHD改怎么起中文名呢?其实是没有中文名了。在希捷Datasheet中,这些硬盘将被直接称为“希捷台式机硬盘”、“希捷固态混合型笔记本硬盘”等等。
●消费者有真正关注过这些事吗?
希捷的这种做法也是多方面导致的,一方面硬盘种类混乱,你要对台式机/笔记本硬盘、混合硬盘/非混合硬盘、9.5mm厚度/7mm厚度都分别命名的话,那简直是一件要死的事情。另一方面硬盘作为PC零配件,有多少人会对品牌有深刻印象?即便是“酷鱼”现在也不多叫了。企业没有为自己的产品包装出一个易于记忆易于宣传的品牌,最终全局取消,是否也属无奈呢?
笔者在了解到希捷取消“Momentus”和“Barracuda”标示的时候,有一种莫名的失落感。对于新的命名方式,笔者认为这只是一种简单直接的命名,但也成为最无价值、最无个性的命名。
别来无恙 新产品外观有变化吗?
其实在外观和PCB上,全新Laptop Thin SSHD和前两代Momentus XT几乎都没有本质区别,当然机械硬盘部分从单碟375GB变为单碟500GB,但转速由7200RPM降至5400RPM。我们现在回顾一下其他最关键的部分。
希捷Laptop Thin SSHD 500GB正面和背面
PCB内面包含5个重要芯片
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。另外整个PCB和盘体之间有必要的缓冲垫,中间还有导热固体硅脂。
主控芯片
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。
eASIC控制芯片
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。这颗芯片是希捷SSHD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和Fast Factor技术的成品,负责管理热数据,而闪存管理也全权交由它负责。
东芝8GB MLC NAND闪存芯片
来自东芝的8GB MLC NAND闪存芯片,这一代产品由SLC闪存改为MLC闪存,相信成本会降低不少。
测试软件如何体现混合硬盘的优势?
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。
这个软件如何体现希捷SSHD的特点呢?我们连续进行几次测试就能一目了然了。
第一次测试:一款常规的硬盘
第一次测试,希捷Laptop Thin SSHD 500GB和普通5400转2.5英寸硬盘表现无异,而平均88.3MB/s的读取速度和18.3ms的随机读取时间也处于当前5400RPM笔记本硬盘的主流水准。
第二次测试,随机读取延迟大降
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5.71ms。可以认为希捷Laptop Thin SSHD仅针对随机读取进行优化,目的就是弥补机械硬盘随机读取慢的短板。
第三次测试:随机读取性能向SSD看齐
第三次测试,随机存取时间进一步缩短至0.276ms,已经达到了中等固态硬盘的水平,所有的取样点都在0.3ms的坐标以下,说明Adaptive Memory技术已经学习到了HDTune的测试规律,显然这款软件每次进行随机读取测试时请求的目标是固定的LBA地址,这些地址在被映射到闪存中后,随机操作时间自然大幅度缩短。
第四次测试:随机读取性能向SSD看齐
第四次测试,成绩已经没有明显变化为0.274ms,说明Adaptive Memory技术最快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,将相应数据的映像写入闪存,提升了系统的应用性能。
测试结果证明了希捷Laptop Thin SSHD的最大优势。它可以大大提升硬盘的随机读取速度,但是对持续读取操作并不起作用。
怎样才能充分利用这8GB的空间?
仅配备8GB的闪存空间看似小但其实是有依据的。希捷官方做过一次针对典型的用户使用情况长达5天的测试。测试统计,在5天之内,该用户平均读取数据达19.48GB,但其中9.59GB的数据为一次性读取,其余均为重复读取。
对Adaptive Memory技术来说,它最青睐的是那些长度较小、较零散的数据集,如Office、QQ、电子邮件等等。而对于如图片、视频之类的尺寸较长的文件,即便你经常浏览,也不一定会被Adaptive Memory技术选中。
因此这里面的关键问题在于,硬盘如何平衡这些常被重复读取、大小不一的热数据,使效能最大化?我们使用HDTune的随机存取专项测试进行了探究:
第一次测试:一款常规硬盘
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。
第二次测试:小数据块性能大增
第二次运行,可看到对512Byte、4KB以及64KB长度数据块的随机读取性能均显现出了爆发性的增长,而1MB长度数据块的性能稍有增加但不明显。
第三次测试:1MB数据块性能开始增加
第三次运行,512Byte、4KB以及64KB长度数据块的性能变化不明显但均有少许的降低,而1MB数据块的性能进一步增加。
第四次测试:1MB数据块性能大增
第四次运行,512Byte、4KB以及64KB数据块的性能继续降低,而1MB数据块的性能大幅度增加,从之前的48.4MB/s增加到181.4MB/s!整体随机读取性能也从21.2MB/s增加到169MB/s。
第五次测试:基本达到最优化状态
第五次运行,各个长度的数据块性能又有细微变化但已不明显,整体随机读取性能从169MB/s增加到170MB/s,相信这已经接近最优化状态了。
为何1MB数据块的性能在前三次都没有明显增长而到第四次测试才产生剧烈变化?我们认为这是Adaptive Memory技术的权衡所致:
Adaptive Memory技术优先优化了短长度数据块,对长度较大的数据块采取适当回避的策略。待观察几次后,发现用户对这些长度较大的数据块也有频繁使用的情况,于是进行均衡调度,适度降低短长度数据块的性能以大幅提升大长度数据块的性能,以提升综合随机读取性能。
所以我们看到前三次虽然段长度数据块的性能大幅增加,但是HDTune此项测试的随机长度数据块即综合随机读取性能仍徘徊在21MB/s左右,随着第四次对1MB数据块性能的充分优化,整体性能才得以从21MB/s猛增至169MB/s。
上一代Momentus XT 750GB对1MB数据块没有任何优化
对比上一代Momentus XT 750GB,同样是进行到了第四次测试,512Byte、4KB以及64KB数据块的性能的确增加了,但是1MB数据块的性能始终没有变化,这说明上一代Momentus XT完全不考虑1MB长度数据块的优化,从而导致其综合随机读取性能仍只停留在29MB/s左右。
希捷新一代混合硬盘,显然拥有了更加灵活而聪明的Adaptive Memory技术算法,可以更为高效地提升用户的使用体验,也为5400RPM+8GB MLC在性能上逆袭7200RPM+8GB SLC提供了基础。
写入操作的时候也有加速功能吗?
刚刚我们测试的都是读取操作,那么对写入操作,特别是随机写入操作,希捷Laptop Thin SSHD也有优化效果吗?我们一探究竟:
第一次测试:和普通硬盘无异
第一次测试,希捷Laptop Thin SSHD 500GB和普通5400转2.5英寸硬盘表现无异,而平均88.3MB/s的写入速度处于当前5400RPM笔记本硬盘的主流水准,0.731ms的响应时间则是受到缓存的影响。
第二次测试,没有什么变化
第二次测试,各项数据没有变化,我们使用专项随机读写测试进行。
第一次测试
第一次测试,综合随机写入性能在22MB/s左右。
第二次测试成绩不稳定
第二次测试,综合随机写入性能降至14.7MB/s,显然受到缓存影响,这项测试有很大的不确定性因素。
第三次测试无太大变化
第三次测试,各项测试和第一次相差不多,可以认为是没有写缓冲优化。
希捷不提供写缓冲优化也是必然的,一来如果提供那么8GB空间就明显太少了,而且将严重考察闪存的耐久性能;二来闪存中的不可被用户使用,做写缓冲时完全当做“缓存”使用,一旦遇到断电等情况会造成严重的数据丢失问题。
综合效能混合硬盘比机械快多少?
●PCMark硬盘测试
相对于理论的连续读写测试和随机读写测试,PCMark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。
第一次测试仅为3574分
四次后达到18803分
在PCMark Vantage第一次运行时成绩仅为3574分,和标准的5400RPM 500GB本盘无异,性能不值得一提,仅相当于当前高端3.5英寸桌面硬盘WD Black 4TB的一半。但得益于Adaptive Memory技术的优势,经过四次迭代后成绩达到了18803分,这个成绩反而达到了WD Black 4TB的三倍!而比上一代规格更高的Momentus XT还高了20%,新的算法优化效果显而易见。
PCMark7最终成绩3419分
在PCMark 7的测试中,Laptop Thin SSHD 500GB的成绩最终达到了3419分,反而比Momentus XT 750GB低了一些,应该是不同测试环境带来的差异,即便如此其性能依然比WD Black 4TB高了近60%。
重复打开一个程序是很愚蠢的事?
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常用软件的速度考察Momentus XT的自动学习能力。
这里笔者要再次强调的是,很多人说“重复打开一个程序是很愚蠢的事”,这种理解方法是片面的,其实你每天都在做和昨天差不多的事情,比如你每天都要启动Windows、每天都要打开QQ、打开Office、打开浏览器等。所以为了更好地体现这种使用环境,我们在启动同时加载软件的测试中模拟十天的使用情况,记录每次的启动时间。
第一项测试是全新安装的Windows 7系统启动速度,不启动其余任何软件,使用BootRacer记录“Time to Desktop”的时间,并与三星SSD 840固态硬盘和WD Black 4TB传统硬盘进行对比。
第二项测试时在第一项完成后,在启动的同时加载360安全卫士、Fireworks CS4、Photoshop CS4、Excel 2010、OneNote 2010、Outlook 2010、PowerPoint 2010、Word 2010、WinRAR、暴风影音5、福昕阅读器、腾讯QQ 2013、迅雷7共13款软件,对硬盘有极大的压力。
我们进行十次测试模拟十天中每一天的启动情况,由于我们采用冷启动方式,所以这种模拟是非常可靠的。
在这十天模拟内,第一天启动耗费了152秒,到第三天便减小的48秒,但是第四天之后速度出现反弹变慢,而第八天开始再一次大幅度降低。我们认为这可能是我们的测试方法较为复杂,数据类型众多,使得Adaptive Memory经过了六七次自适应之后才找到了最佳的数据配置。但最终,以32秒的速度相比第一次启动耗时152秒,已经快了太多太多了。
我们取第一、二、五、十天的启动速度和三星SSD 840固态硬盘和WD Black 4TB传统硬盘进行对比,最终虽然还是比前者慢了很多,但是却比后者快了1.4倍,仅用其40%的时间便完成了启动!混合硬盘的优势不言而喻。
总结:SSHD是比SSD更实在的选择
如果对这款Laptop Thin SSHD 500GB固态混合硬盘进行总结,可以得出如下几个要点
1.依靠对Adaptive Memory技术算法的优化和灵活的使用,即便在硬件规格不如上一代的情况下,综合性能依然不亚于甚至超越了上一代产品。
2.新一代混合硬盘提供9.5mm和7mm厚度两种版本,分别面向常规笔记本电脑和超薄笔记本电脑,定位更加精准,也更加主流和大众化。
3.希捷简化了产品的命名方式,取消辨识度不高的Momentus XT,而是很直接地以Laptop SSHD/Laptop Thin SSHD命名,中文名则对应希捷固态混合笔记本硬盘盒固态混合笔记本薄盘,更加便于记忆。
希捷Laptop Thin SSHD 500GB
我们认为希捷在发展了两代Momentus XT之后,终于找到了市场最佳的契合点,借以对软件算法的优化,降低了对闪存耐久度的需求,最终仅通过5400RPM+8GB MLC这样的廉价组合获得了事半功倍的效果,并预示了新一代混合硬盘将拥有更大的产量。
此外,希捷将质保时间由五年降至三年,同事推出7mm厚度版本,体现出了混合硬盘终于走出了前两年Momentus XT高端的身价以及较为尴尬的定位,以更加主流化、普罗大众化的形态出现在我们面前。最终其价格仅会比传统7200RPM笔记本硬盘稍高,这代表2013年,混合硬盘将成为夺人眼球的焦点,并将成为比SSD更加实在的选择!
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