别惹小三主流3TB容量硬盘横向测试

1、别惹小三 主流3TB容量硬盘横向测试海量数据：我们有TB级别的硬盘我们生活在一个世界性的经济大下，文化的发展越来越依赖于我们的技术能力。人类近20多年都在数字化自己的知识和内容。因此对比信息时代来临之前，我们的数字存储内容有了爆炸性的增长。总的来说，算上数字存储设备和模拟存储设备。以目前人类的技术可以存储至少295艾字节(exabytes)的信息。这个数字相当于1后面有20个零。换句话说，如果一个bit看做是一颗星星，那么这个数字相当于我们整个的星星个数。这些数据到底有多少?做一个比喻，如果将这些数据装入CD中，相当于约为4040亿张CD。把这些CD叠起来可以到月球上去。虽然你觉得这些数字已经

2、过于庞大了，但是我要告诉你，这些与复杂的人体DNA中所携带的信息量相比，仍然不足1%。2002年被科学家们看做是人类数字化时代的开端，因为从这一年开始，全球数字存储的容量已经超越了过去模拟方式存储信息的总量。而截至到2007年，全球已经有94%的信息是数字形式的，这也就意味着，过去人类发展的14万年期间所留下来的模拟信息量仅仅占到目前全球信息量的8%。看看我们的计算机现在都装了些什么东西?HD高清格式的电影，各种有码无码的长片和短片，15M像素的高清图片，无损的APE音频。最新的高分辨率超精细纹理的游戏。我们所需的磁盘空间，也成指数增长。不过这些都不要紧，如果你以前的老机械硬盘是几百个GB的容

3、量，那么我们现在用的单位都是TB。经过长期的发展，目前的硬盘驱动器的速度已经放慢了，尤其是在近1年半的时间内。除了明显的制程工艺方面的门槛，另一个问题就是硬盘很难超越2TB容量屏障。要想迈过这个门槛，谈何容易。3TB硬盘：想说爱你不容易在硬盘迈向3TB硬盘容量时，遇到了兼容性问题。每当我们提起3TB时，这个问题都会成为焦点话题你的电脑是否支持3TB硬盘。这个问题主要在于MBR主引导区的配置。它是一张表格，记录了默认的操作系统在哪个分区，当电脑启动的时候，就从这个分区开始逐步载入操作系统。如果你的硬盘只有一个分区，我们就没有必要使用MBR。计算机的BIOS将会初始化磁盘的执行代码，并且报告操作系

4、统文件的地址信息。但是，如果我们有多个分区，我们就不能没有MBR。BIOS同时也会将MBR中的信息传送给操作系统。他们会精确的描述每一个分区的始末。问题是，以前的硬盘容量非常小，最初的MBR只能支持224个扇区。那个时候要求每个扇区的格式都采用4K高级格式的话，会非常浪费空间。按照这样的推算，一个采用512字节扇区的硬盘，最大可以支持8.4GB容量的硬盘。此工程师们发明了更加简便的LBA寻址方式。在LBA地址中，地址不再表示实际硬盘的实际物理地址(柱面、磁头和扇区)。LBA编址方式将CHS这种三维寻址方式转变为一维的线性寻址，它把硬盘所有的物理扇区的C/H/S编号通过一定的规则转变为一线性的编

5、号，系统效率得到大大提高，避免了烦琐的磁头/柱面/扇区的寻址方式。在访问硬盘时，由硬盘控制器再将这种逻辑地址转换为实际硬盘的物理地址。在传统的LBA中，一个扇区的容量是512byte字节，而不是bit位。并且每一个扇区需要一个扇区地址。当然，扇区的容量并不都是512byte的。2010年初，西数就掀起了硬盘行业的新标准，他们将扇区的容量扩大到4KB，这样反过来就仅仅需要少量的地址标记空间。因此这样也就能出硬盘碟片上的更多可用空间。然而这一举措，并不能在未来几年内，压榨出太多的额外空间。然而传统的LBA系统只能处理高达2.1TB容量的磁盘空间。因此如果我们还要现有的512B扇区大小的话，我们就需

6、要一个全新的LBA规范，这就意味着，我们需要上升到我们的操作系统底层级别的支持。由此我们需要一个全新的操作系统。LBA的修改似乎看似非常简单，之需要增大LBA的地址长度即可，由此他就可以增加CDB命名面熟区块的长度。CDB是硬盘与PC之间数据传输最为基本的数据格式块。并且它也包含了LBA的信息，可以让磁盘知道从哪里找到所需数据而必要的扇区地址。一个标准的CDB具有10个字节的长途，其中4个用来分配LBA地址信息。然而，随着目前长LBA的出现，CDB的长度要增加到16和32个字节。由此才能容纳下8个字节的LBA信息。3TB硬盘支持：寻求复杂的解决之道最关键的问题是，不是每个操作系统都支持超长位宽

7、的LBA。希捷指出，目前应用广泛的32bit操作系统都不能支持，包括了微软的WindowsXP。根据希捷的测试情况，1TB容量的驱动器，在WindowsXP下仅能够寻找到990GB的容量。而目前的WindowsVista和Windows7的64bit版本操作系统都支持长LBA规范，而部分linux和MacOSX也都有支持。当然你可能认为升级到一个最新的操作系统，并不是什么难事。然而下面我们还要面临讨论更为复杂的问题。为什么现在的单颗硬盘最大仅有2TB呢?目前的操作系统、BIOS控制器、磁盘控制器、和驱动程序等各个环节都是瓶颈。他们将PC硬盘的单颗容量死死的在2TB内。正如我们前面提到的，主引导

8、记录分区表被在2.1TB容量，并且你的主磁盘引导记录，或者是引导扇区都是通过典型的BIOS代码来转发消息的。如果你将一块超过2TB的硬盘设置为启动盘的话，依照现有的BIOS架构规范是无法启动的。由此我们也有了一个全新格式的分区表GUID全球唯一标识符。基于GUID的分区表被称作GPT，它将使计算机具备强大的处理能力，所能寻址的范围要远远大于2TB容量。因为它的威武和强大，也被纳入了Intel的新一代EFI可扩展固件接口系统规范的一部分。新的分区表标准：GUID突破2TB容量大关在需要GUID的时候，可以完全由算法自动生成，不需要一个权威机构来管理。GUID的长度固定，并且相对而言较短小，非常适

9、合于排序、标识和存储。如Word文档，创建一个唯一的标识，GUID值就是这个唯一的标识码。GUID广泛应用于微软的产品中，用于识别接口、复制品、记录以及其他对象。不同类型的对象对应不同的GUID值。例如，一个微软Access数据库使用的是16字节域为复制品创建一个唯一标识。微软的某种GUID值本质、形成GUID值方法以及由于GUID值产生的潜在弊端已经引起了保密性提倡者的关注。1999年3月，美国联邦商务委员会接到要求，对微软的GUID值使用进行调查。使用GUID原因世界上的任何两台计算机都不会生成重复的GUID值。GUID主要用于在拥有多个节点、多台计算机的网络或系统中，分配必须具有唯一性的

10、标识符。在Windows平台上，GUID应用非常广泛：注册表、类及接口标识、数据库、甚至自动生成的机器名、目录名等。GUID的争议争议主要涉及Office97和Office2000文档对GUID值的使用。发现表明，为Office文档产生的GUID值与计算机网卡统一标识值一致。这个事实表明，Office文档，如Word文件或Excel电子数据表，所使用的GUID值对用户是不可见的。有很多报道，文档的作者是可以通过GUID值的查到的，即使作者已经采用特殊方法，他们还是可以被追踪到的。为了回应上述问题，微软已经发布了一个Office97修补版SR2，它了GUID功能的使用，并且还可以将现存文档的GU

11、ID去除。潜在的对Intel处理器序列号的问题与上述GUID值的问题本质是一样的。GUID：全球唯一标识符(GUID)是一个字母数字标识符，用于产品的唯一性安装。在许多流行软件应用程序(例如Web浏览器和播放器)中，都使用GUID。小三简历：HitachiDeskstar7K 30002010年12月，日立环球存储科技公司日前同时宣布，将向全球OEM厂商和部分分销合作伙伴推出3TB、2TB和1.5TBDeskstar7K3000硬盘系列。全新Deskstar7K3000硬盘继续沿用日立卓越的设计，可为视频RAID阵列、家用或商用电脑、高性能工作站和游戏系统提供可靠性、容量、性能以及节能功能的出

12、色组合。7K3000具备64MB高速缓存，采用SATA6Gbps接口，主轴转速7200RPM。这样华丽的配置似乎让我们看到了一头存储猛兽的诞生。日立Deskstar7K3000具有出色的节能功能和较低的热排放，也是目前市场上速度最快和最为节能的7200RPM硬盘产品之一。在PCMarkVantage的测试中，7K3000与前一代Deskstar硬盘相比，性能提高了27%，空置状态下的节能效果提高了9%以上。除了主轴转速7200RPM的3TB硬盘7K3000之外，日立还发布了一款低功耗3TB硬盘。全新日立Deskstar5K3000专为注重节能的系统组装商或OEM厂商而设计，可为友好型电脑提供低

13、能耗和更为安静的运行。日立Deskstar5K3000有3TB、2TB、1.5TB三种容量以及32MB缓存，通过结合日立创新的Coolspin酷冰技术，可打造出性能优化与节能的全新硬盘，散热更好，耗能更低。与Deskstar7K3000相比，Deskstar5K3000可节约能耗高达29%，降低噪音高达14%。3TB的GoFlexDesk中，内置的盘芯是标准的BarracudaXT硬盘。通过接口适配器与进行连接。这块硬盘是一款标准的3.5英寸台式机SATA硬盘。小三简历：SeagateBarracudaXT(下)希捷的BarracudaXT硬盘的主轴转速为7200RPM，这款驱动器配备了32M

14、B的高速缓存。要知道它的高速缓存容量仅仅是希捷2TBBarracudaXT硬盘的一半。由此你也非常清楚了，3TB的BarracudaXT专门针对GoFlexDesk所优化的，因此它并不需要更大的高速缓存。最关键的一点是，这块3TB的BarracudaXT硬盘采用5碟装设计，单碟容量600GB。希捷移动硬盘注册这会儿你肯定要发问了，究竟这块3TB的BarracudaXT硬盘内部采用的是怎样的数据格式呢?根据希捷的，这块3TB的BarracudaXT硬盘其内部采用的是512字节的扇区格式。而GoFlexDesk的适配器则会将其模拟成一个4K扇区格式的驱动器。由此这样可以更好的支持Windows，在

15、磁盘管理中创建3TB容量的大分区。希捷的3TB外置硬盘，采用的是5碟装设计，其单碟容量为600GB。虽然这种简单的增加磁碟个数的方式，可以明显的增加硬盘的容量，但是也会给伺服马达带来更多的负担。西部数据的绿盘主打的市场阶层是低功耗大容量。绿盘在存取速度方面拼不过希捷酷鱼XT，但是功耗方面会有更加的表现。西部数据的3TB绿盘，采用的是单碟750GB容量的磁碟片，整块硬盘仅仅使用了4碟装的设计就达成了3TB容量。由此它目前也可以称之为3.5英寸台式机硬盘中，存储密度最高的装置了。主轴转速是西数的3TB硬盘与希捷3TB硬盘的另一个明显的差异。GoFlexDesk内置的硬盘主轴转速为7200RPM，而

16、西数的3TB硬盘面向节能市场的绿色硬盘。西数并没有对外公布这款3TB硬盘的主轴转速信息，不过有一点是必然的，它显然是一款绿盘，由此必然转速在7200RPM以下。另外，这款硬盘还支持IntelliPower技术。带着强烈的好奇心，我们询问了西数方面得到了更多的设计细节。西数这款绿盘专门针对硬盘的功耗表现进行优化。现在所有比较典型7200RPM转速的硬盘，其功耗在3至5W之间。西数的3TB硬盘，其主轴转速并不可以动态的调节，它在出厂之前就被精确的设置了一个恒定的值。并且这个数值设计的会稍微保守一些。所有新一代西数的绿盘，其主轴转速都会低于6000RPM，但是不会低于5400RPM。这也就意味着，2

17、.5TB容量的硬盘是一个主轴转速，3TB容量的硬盘又是另一个主轴转速。他们出厂的设置会在5400至6000RPM之间。出于兼容性的原因，3TB的西数绿盘，内部采用的是4KB扇区的高级格式，而对外数据仍然是模拟的512字节的传统扇区格式。西数想的比较周到，在其3TB绿盘的零售包中了HighPointRocket620卡。它集成有一颗磁盘控制芯片，通过PCIe总线连接你的电脑，并且可以驱动64bit的LBA。并且可以帮助你主板的EFI在启动的时候正确引导磁盘。但是正如我们上文所提到的，找到一块支持EFI的主板目前还是一件非常困难的事儿。根据西部数据的预计，我们将在2011年第二季度看到主板和磁盘控

18、制器开始大规模支持3TB硬盘。此后西部数据将在3TB绿盘零售包装中停止HighPointRocket620卡。参与测试的硬盘固件版本：从这张对比图表中，我们可以看到，这三款硬盘都未超越了SATAII规范的250MB/s带宽。因此SATA6Gbps接口仅仅能提高突发性能，不能对实际的传输速率带来多大提升。这里我们看到WD的3TB绿盘读取仅有130MB/s，排在了最末。而希捷的3TB硬盘，凭借着7200RPM的主轴转速，达成了155MB/s的速度。我们可以看到WD的绿盘在0.5档位小容量文件的速度最快，一直到4KB档位依然保持着强劲的性能。它继承了WDRE4的传统，我们可以看到许多西数服务器硬盘的

19、身影。但是到了8KB档位，性能明显迟滞了。希捷的XT虽然小容量文件读取没有西数的绿盘快，但是跳过8KB档位之后，性能无敌。日立的3TB硬盘，32KB之前的小容量文件读取技不如人，但是过了32KB档位之后开始发力。顺序写入性能方面，希捷的XT遥遥领先于其他对手，日立的3TB硬盘也是到了32KB档位之后才比较给力。西数的绿盘在使用HighPointRocket620卡之后，性能更有进一步下降。看来这款桥接芯片会对绿盘的性能造成进一步。在平均寻道时间的测试中，我们运行了10分钟的IOMeter读取和写入512字节档位的数据包，总计持续1分钟的时间。每个硬盘驱动器要处理的请求总数都会超越他们的高速缓存

20、容量。所以我们测试的持续相应时间并不依赖硬盘缓冲区的大小。希捷的XT3TB硬盘凭借着7200RPM的主轴转速，又一次赢得了第一。在平均写入寻道时间方面，日立的7K3000更是以微弱的优势排在了第一，但是其平均读取时间是最后一名。而西数的绿盘无论是否接上HighPointRocket620卡，速度都是一样，差别甚微。下面这张图，体现出了一个鲜明的特色，那就是WD的3TB绿盘确实是采用的4K扇区。因为小于4KB的文件包，绿盘的写入速度下降的很明显，当超过4KB档位时，绿盘有明显性能提升。日立的3TB硬盘也不错，但是一过256KB档位，性能下降过于剧烈。未有希捷的XT3TB硬盘，始终保持着高傲而平滑

21、的曲线。西部数据的IOPS情况比较特殊，HighPointRocket620前后的性能差别很小，说明这块转接卡的性能不错，没有造成任何IOPS方面的瓶颈。性能方面，西数的绿盘拼不过具备7200RPM的两款硬盘，这也是可想而知的。IOMark总有出乎意料的结果，在多线程读取方面，WD的绿盘表现非常优秀。虽然单线程时，希捷的TX和日立的3TB勇猛的泡在前面，但是多线程读取时，西数硬盘的性能损失不大。而希捷的XT已经跌入了谷底。如果使用转接卡的话，西数3TB的性能会下降约10%。希捷的XT硬盘，在多线程读取测试中，有很大的问题。随着线程的增多，其性能会有大幅下降。在写入性能方面，这种情况略微有些改善

22、。而同样是的7200RPM的日立硬盘则相对好一些。这里我们看到西数的WD，仍然在4线程测试中，超越了日立，成为第一名。在文件拷贝测试中，我们先在硬盘中建立2个32GB的分区，格式化为NTFS格式。然后将数据从一个分区复制到另一个分区。文件夹内包含了图片、MP3等小文件和和ISO、安装程序等大文件。你应该知道，在内容进行拷贝的时候，事实上是同时运行着2个线程，一个负责读取碟片上的信息，一个负责往碟片上写入数据。PCMarkVantage的磁盘测试，包含了很多小的测试项目，包括：WindowsDefender查毒，游戏性能，图片浏览性能，Vista启动，MovieMaker性能，中能，播放器性能，

23、应用程序装载性能等。整个PCMarkVantage磁盘测试，给了日立的3TB硬盘一个不错的成绩。紧随其后的是希捷的XT硬盘，而西数的绿盘接驳在原生的ICH接口上时，性能表现还算说的过去，接驳在HPT-RP620转接卡时性能损失太大。最后让我们实际跑一些应用程序，Windows整理磁盘碎片和Winrar解压缩。这里我们克隆了一个32GB的磁盘分区，这样可以每个硬盘在进行磁盘碎片整理的时候，都能有同样的数据负载量。同时针对4K高级格式问题，我们这里也做了相应的调整，加入了测试项目。这里我们使用了对其工具，将分区的对其成4K高级格式。硬盘的功耗是一个比较复杂的问题，因为硬盘在日常使用时的状态不一样，因此其所需的功耗也是忽高忽低的，并不是恒定的。在这里，我们考察硬盘功耗的四个方面。启动，考察硬盘在启