给HDD注活力 希捷首款3.5寸SSHD评测

PChome | 编辑: 孙伟 2013-08-23 05:30:00原创 返回原文

希捷首款3.5英寸固态混合硬盘评测

早在希捷2010年发布真正意义上的第一代2.5英寸固态混合硬盘(以下简称SSHD)的时候,我们就在想,3.5英寸的SSHD什么时候会出现?直到今天,它终于正式到来,虽然看起来有些晚,但却也给当前发展状态有些停滞不前的HDD市场带来了一些活力。

虽然自SSD普及以来,有关是否会取代HDD的争论一直没有停止过。但至少以现在的情况来看,HDD厂商并非本能地排斥这一产品,问题只是何时以什么样的方式切入这个市场。不过在这之前,他们似乎已经找到了一个更合适的切入点,一个可以结合自己的优势又可以与SSD相抗衡的产品,也就是SSHD。

当然,希捷现在已经拥有了从HDD、SSHD到SSD非常完整的存储解决方案产品线,他们身兼不同的市场责任和目标用户群体。比如2.5英寸Laptop SSHD主要面向于笔记本电脑和超薄型笔记本电脑,因为2010年希捷发布第一代SSHD的时候,桌面系统中还没有成型并实用的混合存储方案,2.5英寸SSHD成为了当时为本身空间就很狭小的笔记本电脑,提供的兼顾容量和速度的最合适的选择。

2010年希捷发布的第一代固态混合硬盘Momentus XT 500GB

虽然后来英特尔提出了智能响应技术(SRT),但需要同时在BIOS进行设置并额外安装英特尔的RST驱动程序才可以工作,而SSHD完全不需要用户进行额外的操作,也不需要额外的驱动或者软件支持,与操作系统无关,易用性极佳。

今天SSHD顺延到了3.5英寸台式机硬盘市场,也就是我们要评测的希捷Desktop SSHD 2TB硬盘(ST2000DX001)。虽然台式机用户可以有着更灵活的选择,但随着ITX、AIO等系统的不断流行,包括商用PC,对于紧凑型PC和OEM厂商来说,SSHD易于部署的优点便突显出来了。

当然,以英特尔作为行业标准的制定者来看,加上Wintel联盟在PC领域的统治地位,SRT技术仍有可能成为主导。至少目前来看,SSHD还是可以给予DIY用户一个全新的升级选择。

希捷的坚持,8GB就足够SSHD使用

在原理上,这款Desktop SSHD 2TB和Laptop SSHD之间并没有太大差异。同样基于Adaptive Memory技术实现加速,而且在SSD模块上,两者也同为8GB MLC闪存。

我们先来回顾一下Adaptive Memory技术,它通过跟踪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记录到用户最常用的数据,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而不必通过HDD部分,从而起到加速的作用。

Adaptive Memory技术(以上一代产品为例)

 

此外,希捷在SSHD的闪存当中还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”,这项技术名为Fast Factor,可以让混合硬盘在任何时间都实现最快的系统启动速度。

Fast Factor技术

为什么是MLC而不是SLC?这取决于Adaptive Memory技术算法的精准度。因为“用户常用的文件”是不可能频繁变化的,那么一旦该算法准确的学习到了这些数据,镜像到8GB闪存中的数据也就不会频繁变化,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。

希捷的测试:5天内读取了19.48GB的数据,但其中9.59GB的数据为一次性读取

至于为什么是8GB,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。

外观和拆解:只比常规HDD多两个芯片

其实在外观上,你几乎无法分辨这款Desktop SSHD和常规Desktop HDD有什么区别,事实上HDD部分的确如此,其单碟容量为1TB,采用两碟装设计,总容量2TB,转速7200RPM。

希捷Desktop SSHD 2TB的正面和背面

2TB也是希捷当前Desktop SSHD阵营的最大容量,为什么?高性能小容量存储器和低性能大容量存储器向来是分工明确的两种设备,将两者结合自然也要居于其中。如果更通俗一点的话,我们知道当前市场主流HDD的容量仍为1TB,2TB有趋近主流的趋势,而3TB和4TB仍属于大容量硬盘。

硬盘标签,编号ST2000DX001

大容量硬盘更多被用于数据存储或备份,也就是我们常说的“数据盘”,常用来拷贝数据,而这种应用环境对随机存取响应时间的指标并不敏感。不过市场的需求仍是多样化的,比如在一台紧凑型PC中可能只能容纳一块3.5英寸硬盘的位置,此时硬盘的容量自然越大越好。比如苹果最新一代iMac提供的最大存储选择为3TB Fusion Drive。当然目前众多的外置存储设备也可以提供丰富的选择。

PCB正面

透过整个PCB布局来看,和常规HDD貌似没有太大差异,仔细观察就可以发现希捷SSHD中令人熟悉的eASIC芯片,以及一颗Toshiba的闪存芯片。由于这款硬盘仅为双碟装,厚度并不大,PCB与盘体之间尚有一定距离,因此没有配置缓冲垫,不过主控上的导热硅脂还是不可或缺的。

主控和缓存芯片

来自LSI的主控芯片,负责SATA接口数据传输,读通道和缓存管理。左边的则是来自三星的DRAM缓存。

eASIC控制芯片和Toshiba 8GB MLC闪存

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。

SSHD的本质:提高随机读取相应速度

HD Tune Pro 5.0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。

有经验的朋友已经知道SSHD的特性了,但这里还是要进行几次测试。

第一次测试:一款常规的硬盘

第二次测试,随机读取延迟大降

第三次测试:随机读取性能向SSD看齐

第四次测试:随机读取性能向SSD看齐

结果不言而喻,HDTune的测试显然是有规律可循的,而Adaptive Memory技术也已经学习到了HDTune的测试规律。该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,这些地址在被镜像到闪存中后,下一次的测试随机操作时间自然大幅度缩短,从15ms降低至0.259ms——这正是SSD的优势所在。

不过我们可以发现蓝色的曲线几乎没有变化,这说明这款SSHD对持续读取速度是没有优化的,外圈最高206MB/s,内圈最低93MB/s,平均166MB/s。

数据块的游戏,自适应技术再探讨

我们在《比SSD更实在 希捷第三代混合硬盘评测》文章中评测希捷Laptop Thin SSHD的时候讨论过Adaptive Memory到底如何充分利用这8GB SSD空间的问题。这其中的关键在于,该算法如何平衡那些常被重复读取、大小不一的热数据,使效能最大化?

具体来讲,每一个软件目录下都有许多的文件,我们在使用的时候,很多时候系统并不会调用完整的文件而是其中的一部分数据块,而这些数据块都是长度不一的,比如2KB、4KB或者32KB等。

比如一个大小为50MB的文件,其中部分长度为32KB的数据块可能被频繁读取,而这个数据块就会被Adaptive Memory算法所捕捉到。所以我们的探讨就是围绕这这个问题展开——Adaptive Memory所感兴趣的数据块长度最大是多少?这里,使用HDTune的随机存取测试进行:

第一次测试:一款常规硬盘

第二次测试:512Byte、4KB和64KB数据块请求响应时间大幅缩短

第三次测试:64KB数据块性能进一步提升,1MB数据块性能开始增加

第四次测试:1MB数据块性能进一步增加,其他小尺寸数据块性能已经平稳

第五次测试:1MB数据块性能进一步增加

第六次测试:基本达到最优化状态

结果显而易见,并且和之前的Laptop Thin SSHD的表现极其相似。总结来看就是: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,于是再次进行迭代,大长度数据块的性能也得到优化,最终提升了综合随机读取性能。

所以我们看到前四次虽然短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27MB/s左右,随着第五次对1MB数据块性能的充分优化,整体随机读取性能才得以从27MB/s猛增至170MB/s。这个成绩和Laptop Thin SSHD也十分相近。

PCMark7:SSHD是一家 大幅领先HDD

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。

我们使用PCMark 7测试软件,该软件默认一次完整评估要运行3遍同样的测试,于是很可能在第一次评估完成之后SSHD已经达到最优化状态。

第一次完成之后,得分3357

第二次测试,得分3376,显然已经是最优化状态了

对比Laptop Thin SSHD 500GB的成绩为3419,两款混合盘相差不多

相比之下,常规硬盘希捷Desktop HDD 3TB的PCMark 7得分仅为2249

可以看出,在基于实际应用环境下的测试中,桌面混合硬盘和笔记本混合硬盘之间没有太明显的差异,但都远远领先于传统机械硬盘——SSHD的优势已经不言而喻。此后,我们还会做更多实际应用的测试。

总结:3.5英寸SSHD来的正是时候

新款Desktop SSHD 2TB的特性已经不用多说,通过配置8GB的SSD模块,借助AdaptiveMemory技术,传统3.5英寸HDD变身为SSHD之后获得了显著的性能提升,特别是对于频繁使用的程序,它可以极大地改善用户的使用体验。

我们在文章中讨论了那么多的问题,现在还剩最初的那个问题:为什么希捷选择今天才推出3.5英寸Desktop SSHD?结合我们上一篇对Laptop Thin SSHD的评测结论,你也可以很轻易地得出这个结论:

希捷在前两代SSHD(当时还叫做Momentus XT)中,不断尝试改进算法并寻求最佳的配置组合,最终所找到的正是可以同时兼顾高性能和低价格的契合点——在2.5英寸SSHD中弃用7200RPM+SLC的组合改为5400RPM+MLC的组合,同时质保时间从五年变为三年让SSHD摆脱高端且有些尴尬的定位。

这意味着希捷SSHD产品正式走向成熟,在这个时候,推出3.5英寸的版本扩大产品线,同时价格也将控制在可以接受的范围内,可谓四两拨千斤。六个字总结就是——来的正是时候!

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