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容量vs性能!HDD/SSD/混合硬盘大对比

    泡泡网主板频道8月25日 受机械式物理设计所限,传统HDD一直是PC系统的主要性能瓶颈之一,虽然在半导体技术不断提升下,高性能的SSD逐渐普及,但SSD产品每GB成本高昂,加上技术成熟度仍有待提升,要完全取代传统HDD仍然言之尚早,就在储存设备的世代交替期,结合SSD与HDD特性的Hybrid Drive混合式硬盘,能否为主流PC应用提供高传输、高容量、低延迟的非常好的解决方案?

    HDD:海量的数据储存

    HDD自1956年面市后,现时已是PC内的主要储存装置,基于坚硬盘片为基础,盘片拥有平整的磁性表面,透过硬盘内的马达转动,读写头可在碟面经过它的下方,读取或改变其表面的电磁流值达成数据传取。由于HDD技术不断进步,无论在读写速度及容量均不断上升,生产成本亦不断下降,就算家用PC也能拥有海量的储存容量。

传统HDD受到物理制程,访问速度难以突破

    自90年初主流硬盘容量约在20-40MB ,发展至现今最高达3TB容量,的确能满足了现今海量的新信息时代,但传输速度提升却停滞不前,尽管HDD厂商已使出浑身解数,包括提升读写碟面的密度、加入垂直读写技术、更高速的磁盘转速、更大的读写缓冲存储器、加入NCQ、ACHI等优化读写机制,但HDD的机械式转盘设计拥有物理上的限制,加上散热的考虑,仍然无法跟上PC运算的速度提升。

    传统HDD硬盘机的容量虽能满足了新信息时代,但却成为了运算的主要瓶颈之一,纵使运算应用采用了预测读取分支,尝试把数据预存取至系统内存,尽力避免因等待数据读写造成处理器闲置,但最终仍需要找寻更高速的储存方案,以配合运算技术的发展。

    SSD:未来的PC储存设备?

    传统HDD硬盘技术再难突破,进入以容量竞争时代,技术成熟导致各厂主要以价格作为主要竞争方法,各家大厂纷纷以并购整合求生存,虽然HDD的需求依旧,但毛利已经难再提升,而PC业界也开始转向全新的数据储存解决方案—SSD。

    SSD(Soild State Disk)有别于传统HDD硬盘,采用半导体的NAND Flash闪存技术作为存储媒介,不必考虑机械式的马达起动需要高功耗问题和马达噪声,数据存取速度也较HDD提升了数倍。

    而没有机械式的架构使得SSD防震能力相对传统HDD硬盘更佳,加上低功耗特性使得更它更适合用于移动计算机设备,SSD基本上已成为了PC未来主流储存媒的唯一候补,等待的就是半导体制程进一步成熟。尽管NAND Flash已进入2x nm世代,但每GB容量成本却比传统HDD高出数十倍,储存容量也无法与传统HDD 相比较。

    SLC与MLC的区别

    现在SSD采用的NAND Flash共分为SLC (Single-Level-Cell)和MLC (Multi-Level-Cell)。 SLC的特点是在浮置闸极与源极之中的氧化薄膜更薄,在写入数据时通过对浮置闸极的电荷加电压,然后通过源极,即可将所储存的电荷消除,通过这样的方式,便可储存1个信息单元,这种技术能提供快速的程序编程与读取,但成本高昂主要应用于服务器及工作站中。

    为了降低门坎,现在主流的SSD产品主要采用MLC颗粒,MLC是将两个单位的信息存入一个浮置闸极可变电闸,通过不同电平(Level)的电荷,分别储存的电压控制精准读写,因此MLC通过使用大量的电压等,每一个单元储存两位数据,数据密度比较大,相较SLC架构是0和1两个值,而MLC架构可以一次储存4个以上的值,使得MLC架构可以有比较好的储存密度但速度相对有所降低,但是成本得到了进一步的降低。

    为了提升MLC颗粒的SSD产品速度,控制芯片多采用并行架构,其原理如同RAID 0磁盘阵列,但相对SLC对数据损坏的风险有所加大。同时MLC颗粒寿命亦相较SLC更短,一般而言SLC架构可以存取10万次读入,而MLC架构只能承受约1万次的读入。

    SLC、MLC的SSD产品与传统HDD产品可以说是更具优势,SLC颗粒的SSD性能最高、可靠性佳但售价高昂,MLC颗粒的SSD拥有高性能特性但可靠性较低,HDD低成本高容量但性能低,用户必需按照成本、性能及风险之间作出考虑。

    Hybrid硬盘的出现

    正当HDD在性能上难以实现突破,但SSD产品仍未能在市场上完全普及之际,不少厂商希望在过渡期间推出折衷产品,期望集传统HDD高容量与SSD高性能的优点,其中硬盘厂商Seagate推出了Momentus XT Hybrid Drive混合式硬盘产品,在传统机械式硬盘设计基础上,加入了4GB的SLC NAND Flash闪存。

Seagate Momentus XT Hybrid Drive

    Seagate Momentus XT Hybrid Drive主要通过自家的Adaptive Memory技术把常用的文件纪录并放置在SLC NAND Flash闪存当中,借以提升读取性能,只可惜Momentus XT Hybrid Drive并未受到市场欢迎,主要是产品仅加入4GB SLCNAND Flash,虽然可靠性比采用MLC颗粒要高,但容量根本无法满足加速需求,当数据没有放置于SLC NAND Flash时仍需要读取盘片上的数据,加速效果并不明显,命中率严重偏低。

    其次是4GB NAND Flash仅用于读取之用,写入动作并不会把4GB SLC NAND Flash当作缓存使用,因此在写入性能与一般硬盘机无异,加上测试程序难以直接呈现Adaptive Memory的加速效果,推出后用户反应平平,并没有取得市场青睐。

    Intel Smart Response Technology

Intel Z68新加入了Smart Respone Technology

    有别于Seagate采用单一实体的混合式硬盘解决方案,Intel在Z68芯片组中加入全新Intel Smart Response Technology,用户可以把任何品牌的SSD与HDD结合,把SSD当作HDD的Cache使用, 所有读写均会在SSD中进行,常用的文件会被留于SSD中提升运作速度,不常用的文件会在系统闲置时被写入硬盘中,腾出SSD空间给用作Cache。

    Intel Smart Response Technology的好处是具弹性的设定,可结合任何SSD与HDD产品,并把两者的高性能与高容量的优势结合,用户更可自行设定保留部份SSD容量不用作缓存而直接使用。

    Intel Smart Response Technology可以说是现在非常好的的Hybrid Driver解决方案,但目前只有Intel Z68芯片组支持此一技术,其它平台用家无法享受。

    WareMax CacheHybrid Drive

    台湾WareMax推出全新的WareMax Cache HybridDrive产品,其运行原理与Intel Smart Response Technology相似,而外型与2.5吋硬盘安装架十分相似,PCB上设有WareMax SATALink WM5080A控制芯片,这是一颗SATA 3Gbps规格的控制芯片。

WareMax CacheHybrid Drive

    产品上设有三组SATA接口,对外的左面是连接主板上的SATA接口,对内是用作连接SATA接口的2.5吋SSD固态硬盘,最后是右方的SATA接口用作连接一颗高容量的传统HDD设备。

WareMax SATALink WM5080A 控制芯片

    产品安装方法十分简单,WareMax Cache HybridDrive是硬件Hybrid Drive架构,初次使用时产品需要进行初始化,但不会影响到原本HDD内的数据,因此对已安装系统在HDD内的升级用户,就算升级至Hybrid Drive架构也不需要重新安装系统。

    笔者手上的是工程样本,需要通过Jumper设定进行首次设定,产品会把HDD的CHS、LBA Sectors、容量及File Table等拷贝一份至SSD中,由于SSD将会变成HDD的Cache,因此SSD内的数据均会被删除,用户在使用时注意备份SSD内的数据,完成后将会变成一颗Hybrid硬盘。

左SATA接口连接至主板SATA接口,右侧连接至高容量的HDD硬盘

    据WareMax表示,正式版本不再需要Jumper设定,而且会附带管理工具针对Cache同步化作出定制化的设定,也可指定特定的档案类形式或目录会被放置于SSD内进行,另外工具还提供还原功能,SSD的数据完全抄回HDD中,由Hybrid Drive架构还原至HDD。

    使用测试

    笔者采用已安安装Windows 7 Ultimate x64 SP1操作系统的WD-WCAW30261790 SATA 6Gbps HDD及OCZ Vertex 3 60GB SSD进行测试,初始化所需的时间大约20秒左右,BIOS会认出所安装的SATA设备为WareMax CacheHybrid-SSD,CHS Geometry数值为77825 x 255 x 63、LBA Total Sectors为1250263728,容量为596.17GB与WD-WCAW30261790 HDD设备完全相同。

设备会被侦出为WareMax CacheHybrid-SSD(点击可放大)

WareMax CacheHybrid-SSD仅支持SATA 3Gbps

    虽然WD Cariar Black WD6402AAEX HDD硬盘与OCZ Vertex 3 60GB SSD固态硬盘均支持SATA 6Gbps规格,但WareMax SATA Link WM5080A仅为SATA 3Gbps控制芯片,对于HDD硬盘来说在性能上影响甚微,但却限制了SATA 6Gbps SSD固态硬盘的速度。

    测试平台

    ATTO Disk Benchmark

    ATTO Disk Benchmark是十分常用的储存设备读写性能测试工具,由最小的0.5KB至8MB的封包大小进行连续性读写测试,可以测试出储存设备在不同大小的文件下其性能差异,完成后采用柱状图形显示。由于是采用顺序读写的方式,ATTO Disk Benchmark的结果主要是反映存储设备的理论最高读写表现,测试中选择了256MB测试长度,测试文件大小由0.5KB至8MB。

    WD Caviar Black 640GB HDD

    WD Caviar Black WD6402AAEX是传统HDD产品,虽然支持新一代SATA 6Gbps传输,但受传统HDD受马达与磁头的物理设计所限制,传统HDD的瓶颈性能难以出现明显增长,在文件较小的顺序读写表现,由于传统硬盘加入了64MB Cache设计才不至于太难看,最高读写速度分别为142.7MB/s和131.9MB/s。

    OCZ Vertex 3 60GB SSD

    OCZ Vertex 3 60GB是新一代SSD产品,支持SATA 6Gbps传输,由于SSD采用NAND Flash作为存储媒介,突破了传统马达及磁头的物理限制,采用多通道技术把数据并行储存至各颗NAND Flash中,而且数据可以直接写入和读取,不需要等待碟面转动的延迟,其最高读写速度分别为559.2MB/s和501.7MB/s。

    Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive (4GB SLC NAND Flash)

    Seagate Momentus XT 500GB混合式固态硬盘,转速7200RPM,支持SATA 3Gbps传输,加入了32MB DRAM Cache及4GB SLC NAND Flash,其中32MB DRAM Cache主要用作写入缓存,4GB SLC NAND Flash则用作读取缓存,通过自家的 Adaptive Memory技术把常用的文件纪录并放置在SLC NAND Flash闪存当中,以此提升读取性能。

    从ATTO Disk Benchmark测试所得,Seagate Momentus XT 500GB混合式固态硬盘并没有因为加入了4GB SLC NAND Flash而提升了4K或更细小的文件读取性能,主要是Adaptive Memory技术主要是根据纪录把常用文件放进4GB的NAND Flash,但ATTO Disk Benchmark所创造出来的测试用临时文件却不会被放进4GB NAND Flash之内,因此无法测试出Adaptive Memory技术真实性能,而事实上4GB对现今应用程序及操作系统也实在太少了,命中率也非常低,因此加速能力比较有限。

    虽然同为7200RPM转速,但在硬盘盘片的外围速度越快,采用较小的2.5吋的Seagate Momentus XT 500GB相较用于Desktop的3.5吋HDD,其碟面的外围最高转速也较慢,最高顺序读取及写入速度分别为105.9MB/s和107.2MB/s。

    Intel Smart Respone Technology(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    虽然SSD拥有高性能表现,但是每GB的成本相对传统HDD高出很多,而Intel Z68芯片组中加入Intel Smart Respone Technology,把SSD当作传统HDD的高速缓存,所有写入的数据首先会被写入SSD,并在系统闲置时把并不常用的数据写进HDD,常用的文件会被预先加载到SSD内,结合SSD的高性能与HDD高容量优点,在ATTO测试中采用此Hybrid Drive技术,其性能与SSD差异不大,其最高读写速度分别为530.2MB/s和481.4MB/s,但却大大降低了每GB容量的成本。

    WareMax CacheHybrid Drive(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    其原理与Intel Smart Respone Technology相同,WareMax CacheHybrid Drive的优势是可以支持Intel Z68芯片组以外的平台,但受限于WareMax CacheHybrid Drive所采用的WareMax SATALink WM5080A控制芯片仅为SATA 3Gbps规格,无法发挥OCZ Vertex 3 SSD的顺序读写性能,最高读写速度分别为209.3MB/s和205.6MB/s。

    CystalDiskMark测试

    CrystalDiskMark 3.0.1 x64用于测试存储设备顺序读写、512KB、4KB随机读写及4K顺序读写的性能,相比ATTODiskBenchmark用作测试最高性能的理论值,CrystalDiskMark的顺序读写测试方式并不固定扇区位置,使得它的最高性能理论值更贴近实际表现,采用1GB测试数据大小、以5次测试结果的平均值作为参考标准。

    WD Caviar Black 640GB HDD

    WD Caviar Black WD6402AAEX的顺序读写最高速度分别为138.6MB/s和134.5MB/s,512KB随机读写最高速度分别为52.81MB/s及83.79MB/s,传统硬盘在应付较小的文件,受物理原理的影响性能大幅下降,4K随机读写会大幅下降,最高速度只有0.710MB/s和1.663MB/s,就算在4K 32线程顺序读写性能也只有1.768MB/s与1.629MB/s。

    OCZ Vertex 3 60GB SSD

    OCZ Vertex 3 60GB SSD由于是采用NAND Flash作为存储媒介,因此轻易突破传统HDD的性能瓶颈,其连续读取速度为472.3MB/s,写入速度只有91.3MB/s,主要原因是CrystalDiskMark在测试时加入随机扇区写入,限制了SSD并写入的优势,只有采用颗粒较多的高容量版本才能提升写入速度,从测试中显示无论是连续写入、512KB、4KB的随机写入及4K顺序读写的性能均为90-91MB/s之间。

    由于SSD是直接读取NAND Flash颗粒内的数据,并没有马达与扇区的限制,因此其性能相较传统HDD有明显提升,512KB随机读取高达438.7MB/s,4K随机读写约为36.89MB/s,4K顺序读写则为61.99MB/s。

    Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive (4GB SLC NAND Flash) 

    同样地CrystalDiskMark并没法把4GB SLC NAND Flash的固态硬盘优势发挥,CrystalDiskMark的顺序读写测试速度分别为103.2MB/s和102MB/S,在512K、4K随机写读与4K顺序32线程读写测试,表现与传统硬盘相似,由于Adaptive Memory技术是自动缓存机制,用户无法设定那些文件需要被加速,同时也难以测出其加速命中率与被加速后的增益。

    Intel Smart Respone Technology(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    Intel Smart Respone Technology技术把SSD与HDD的优势结合,如果采用ATTODiskBench测试,其顺序读写其实全交由SSD负责,未能完全反映其真实性能,但CrystalDiskMark加入了随机扇区机制后,部份写入与读取动作仍然会直接写入HDD ,使其性能与真正的SSD出现差距,尤其在4K随机写入时性能更出现明显下降,跌至43.57MB/s,Intel Smart Respone Technology大幅提升了4KB随机读写与4K顺序读写表现,此举将可提升系统的程序执行速度,Intel Z68平台让HDD与SSD结合,在有限的成本条件下提供了高性能与高容量的储存解方案。

    WareMax CacheHybrid Drive(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    WareMax CacheHybrid Drive采用了较聪明的设计,它会在写入同时把工作交予SSD与HDD,并不是单纯让SSD当作高速存缓,因此其连续写入与512KB写入速度相较WD Caviar Black WD6402AAEX、OCZ Vertex 3 60GB SSD及采用Intel Smart Respone Technology技术后的Hybrid Drive解决方案性能更高。

    受限于SATA 3Gbps规格限制,其连续读取速度与512KB随机读取均无法发挥OCZ Vertex 3 60GB的优势,4K随机读写与4K顺序读写性能均不及Intel Smart Respone技术,但已较传统HDD性能表现有明显进步。

    FD Bench Drive Test

    FD Bench是一款用作测试存储I/O与传输性能的测试程序,提供连续读取、写入、随机读取、写入、以及拷贝制文件等功能,测试结果偏向正式应用的模拟情况,相较ATTO DiskBench与Cystral DiskMark偏向测试产品极限性能,FD Bench偏向反正真实使用下的传输性能。

    WD Caviar Black 640GB HDD

    WD Caviar Black 640GB 64MB HDD于FD Bench测试顺序读写速度分别为 121.47MB/s及 125.95MB/s,同时进行连续写入读取下速度为81.48MB/s,随机读写性能分别为29.17MB/s及49.33MB/s,随机读写可以说是传统HDD的弱项。

    吞吐量方面,WD Caviar Black 640GB 64MB HDD约在7000-8500 IOPM之间,主要是受限于传统硬盘的物理特性,具变化的读取动作,其吞吐量将大幅下降至4932 IO/min,传统HDD硬盘工作吐吞量受限于磁盘转速及产品内单一磁头,使HDD的并行写入与读取工作性能,不及采用NAND Flash的SSD能从颗粒中直接读取,而且大部份SSD都采用类似RAID的方式分散写入及读取工作,在吞吐量上HDD绝对是它的最大弱点。

    OCZ Vertex 3 60GB SSD

    OCZ Vertex 3 60GB于FD Bench表现优异,连续读取高达304.7MB/s,随机读写亦高达262.2MB/s和66.9MB/s,性能完全压倒传统HDD。值得注意的是,OCZ Vertex 3 60GB为低容量平价型号,采用较少MLC NAND Flash颗粒数目,并未完全发挥SSD多信道并行写入的优势,以至性能反输传统HDD。

    没有马达及磁头的物理限制,SSD能直接把数据读写,因此工作吞吐量成为了SSD的最大优势,其吞吐量都在12万至41万IO/min,具变化的写入读取动作也高达34524IO/min,传统HDD产品只能望其项背。

    Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive(4GB SLC NAND Flash)

    Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive在FD Bench测试顺序读写为速度分别为88.66MB/s及99.32MB/s,随机读写性能分别为24.76MB/s及45.57MB/s,Seagate采用4GB SLC NAND Flash并没有解决传统HDD在随机读取下表现欠佳的机械式设计物理弱点。

    在IO吞吐量表现方面,Seagate Momentus XT 500GB则有较佳的表现,在读取细小的文件时会进预读取,当下一笔要读取的数据存在于4GB SLC NAND Flash时便不需要再由磁盘中读取,因此在COPY测试、2K、32K、256K的IO吞吐量相较WD Caviar Black 640GB 64MB HDD性能提升近一倍,约在15000-37000 IOPM之间。

    在具变化的读取,由于4GB容量有限加上变量提升缓存的命中率大幅下降,虽然相较WD Caviar Black 640GB 64MB HDD,在IO吞吐量方面多出1000 IOPM,但与SSD表现相距甚远。

    Intel Smart Respone Technology(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

   采用Intel Smart Respone Technology把OCZ Vertex 3 60GB SSD与WD Caviar Black 640GB HDD结合,由于SSD被用作高速缓充用途,其性能与采用OCZ Vertex 3 60GB SSD十分接近,在性能与容量之间提供了非常好的的平衡,值得推荐。

    WareMax CacheHybrid Drive(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    WareMax CacheHybrid Drive为非Z68平台用户提供了Hybrid Drive的解决方案,受限于SATA 6Gbps规格,无法把OCZ Vertex 3 60GB的最高连续读取性能完全发挥,同时也降低了I/O的吞吐量,只有在写入方面由于芯片采用SSD、HDD平衡工作,结果性能相对单纯采用OCZ Vertex 3 60GB或采用Intel Smart Respone Technology性能更高。

    AS SSD Benchmark试测

    AS SSD Benchmark是多样化的存储设备测试程序,除了具备常规的顺序读写测试、4K读写测试、4K-64Thrd多线程并写等极速测试外,还提供了每秒工作吞吐量数值IOPS,还会模拟三种实际应用,包括ISO光盘影像、执行应用程序及执行游戏的性能测试。

    WD Caviar Black 640GB HDD

    WD Caviar Black 640GB HDD 在 AS SSD Benchmark上的表现,大致上与其他测试软件相似,除了在顺序读写速度有较佳表现外,在4K读写测试、4K-64Thrd多线程并写等表现惨不忍堵,512Bytes读写测试主要是测定设备延迟表现,受物理设计所限, 平均延迟高达12.1ms,写入方面由于拥有64MB Cache的协助,因此写入的平均延迟约为2.52ms。

    不过在实际应用下HDD的表现并没有想象中的不济,用作ISO光盘影像时速度达平均速度72.64MB/s,Program与Games分别亦拥有49.81MB/s与60.47MB/s,主要是NCQ的优化下减少了不必要的读取延迟。

    OCZ Vertex 3 60GB SSD

    OCZ Vertex 3 60GB SSD在AS SSD Benchmark读写速度表现,同时在处理细小及随机读写相较传统HDD有绝对性的优势,由于没有马达与磁盘的物理限制,SSD的IOPS的吞吐量明显较传统HDD高出甚多,尤其在512Bytes的测试上,由于数据是直接从颗粒中读取,因此平均延迟值可低至0.1ms。不过在ISO、Program及Game等实际模拟测试中,OCZ Vertex 3 60GB SSD并没有出现大幅度的数字优势。

   Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive(4GB SLC NAND Flash)

    Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive在AS SSD Benchmark测试表现平平,由于只有32MB DRAM Cache使写入的延迟大幅提升,在读取方面由于AS SSD并没有采用重复的随机文件,因此读取时也没有从4GB SLC NAND Flash中表现出来。

    在ISO、Program及Games等实际模拟测试中,笔者故意执行相同的测试超过5次以上,但对于4GB SLC NAND Flash来说,容量根本不足以把ISO、Program及Games所创造的文件进行加速缓存,测试表现并没有反映出Hybrid Drive的优势所在。

    Intel Smart Respone Technology(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    在Intel Smart Respone Technology的Hybrid Drive解决方案,虽然在顺序读写表现上不及SSD,但速度相较传统HDD有明显改善,尤其在4K读写测试、 4K-64Thrd多线程并写等极速测试,SSD的高IOPS特性完全作为HDD的高速缓存,同时也能传统发挥HDD的高容量特性。

    值得注意的是,在512Bytes的延迟测试中,Intel Smart Respone Technology的Hybrid Drive表现与SSD相距甚远,主要原因是随机512Bytes读取时,当数据并不在SSD内便需要在HDD中读取,因此Hybrid Drive的延迟表现,很大程度上取决于SSD作为高速缓存的命中率,SSD的容量较高则命中率较大,平均延迟也会大幅下降,反而相同。

    在ISO、Program及Game等实际模拟测试中,Intel Smart Respone Technology的Hybrid Drive解决方案与OCZ Vertex 3 60GB SSD表现十分接近,只有Program测试所采用的文件比较细小,SSD相比Hybrid Drive有更好的表现。

    WareMax CacheHybrid Drive(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    WareMax CacheHybrid与Intel Smart Respone Technology所采用的 Hybrid Drive原理相近,在顺序读写方面受限于芯片仅支持SATA 6Gbps,未能发挥OCZ Vertex 3 60GB的高速优势,同时AS SSD也揭示了WareMax CacheHybrid所采用的SATALink芯片,其IOPS的吞吐量约在3000-4000IOPS之间,使它在随机读写表现落后SSD与Intel Smart Respone Technology的Hybrid Drive解决方案。

   同样地,WareMax CacheHybrid Drive也存在读取延迟偏高的问题,主要是SSD作为高速缓存并不可能完全命中所需读取的数据,当数据不在SSD内则需要由HDD直接读取,而WareMax CacheHybrid没有命中时所出现的读写延迟,甚至会出现相较传统硬盘更高的读取延迟。

    但在ISO、Program及Game等实际模拟测试中,WareMax CacheHybrid Drive则完全发挥了Hybrid Drive的性能优势,表现与Intel Smart Respone Technology的Hybrid Drive解决方案及OCZ Vertex 3 60GB SSD表现十分接近,远远抛离传统HDD解决方案。

    PC Mark 07测试

    PC Mark 07是针对超过25种不同的Workload分为7个不同大类的综合系统试工具,针对多媒体及游戏应用、影像及图像创作、互联网应用及办公室应用、数学及仿真运算应用与存储设备能力作出评估,其设计考虑了Windows 7操作系统及综合了大部份PC用户的主流应用,其评估结果十分具参考价值。

    WD Caviar Black 640GB HDD

    在相同的测试平台下,采用传统WD Caviar Black 640GB 64MB硬盘的PCMark 7综合得分为2898,系统储存得分则为2159,可以看到传统HDD由于物理设计所限制,造成系统性能上的瓶颈,就算PC其他部份的性能进一步提升,也难以弥补因等待HDD存取所造成的闲置,提升系统储存装置的性能能明显提升系统整体性能表现。

    OCZ Vertex 3 60GB SSD

    采用SSD作为系统储存装置,在测试平台其他硬件不变的情况下,PCMark 7的综合得分提升至4197,整体性能提升超过3成,系统存储得分则提升至5256,成绩提升超过一倍,其中在图像处理、应用程序启动及游戏表现最为明显,反之SSD一直被误认为影片处理及制作有明显优势,但其实影片处理及制作属于顺序读写动作,加涉及处理器运算,HDD与SSD的差异反而没有想象中明显。

    Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive(4GB SLC NAND Flash)

    并不是所有测试程序均能反映Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive的真正实力,而Futuremark推出的PC Mark 7测试是采用真实PC应用模拟的方式进行性能评估,终于4GB SLC NAND Flash的性能被呈现出来,相对WD Caviar Black 640GB HDD,PC Mark 7的综合得分提升至3118,系统储存得分则提升至2592,虽然相对SSD与其它Hybrid Drive解决方案作有一定的性能差距,但也证明了Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive在理论性测试程序下是无法测出其实际增益,只有在模拟真实应用下才有较明显的性能区别。

   可以看到在Windows Defender测试、图片导入测试、启动应用程序及游戏应用的效果均比WD Caviar Black 640GB HDD性能更高,不过在视频编辑方面由于是采用顺序读写再加上文件较大,4GB SLC NAND Flash并没法为Seagate Momentus XT 500GB Hybrid Drive带来明显提升。

    采用SLC NAND Flash颗粒的好处是,其写入次数及可靠性相比MLC NAND Flash颗粒更高,在平衡成本及性能后Seagate采用4GB容量绝对可以理解,期望在半导体制程不断进步及成熟下,Seagate采用量容更高的SLC NAND Flash颗粒,进一步提升Hybrid Drive产品的性能表现。

    Intel Smart Respone Technology(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    结合SSD与HDD的优势,Intel Smart Respone Technology的Hybrid Drive表现令人满意,其PC Mark 7综合得分高达4148,系统储存得分则为5046,与SSD相差并不大,主要原因是Hybrid Drive原理是以SSD作为高速缓存,在解决传统HDD硬盘的性能限制,同时保留了HDD容量成本低廉的优势,在SSD技术尚未成熟的情况下,Intel Smart Respone Technology绝对是不错的存储解决方案,唯一的缺点是现在仅Intel Z68芯片组可以支持此技术,其它平台用户难以享受到。

    WareMax CacheHybrid Drive(WD 640GB HDD+ OCZ 60GB SSD)

    WareMax CacheHybrid Drive的出现,为非Intel Z68平台用户提供了类似的Hybrid Drive解决方案,虽然产品仅支持SATA 3Gbps,无论是IOPS与最高读写的理论值均不及Intel Z68,但其PC Mark 7综合得分亦高达3970,远远抛离传统HDD,更与SSD及Intel Smart Respone Technology的Hybrid Drive十分贴近,证明WareMax CacheHybrid的最高顺序读写速度与IOPS吞吐量,已能满足现今大部分PC运算的加速需求。

    如果单纯针对系统存储设备作为性能考虑,WareMax CacheHybrid Drive得分约为4452,成绩与SSD及Intel Smart Respone Technology存在一定差距,但已比传统HDD提供更高的性能表现,对于非Intel Z68平台用户来说,WareMax提供了低成本、高性能、高容量的存储解决方案。

    编辑评语:

    HDD一直是PC系统中的主要性能瓶颈,只可惜一直没有更好的存储解决方案,尽管各大HDD厂商均针对现有的HDD技术作出研发,但受限于磁盘、马达与磁头物理限制,性能一直无法突破,加上半导体技术不断提升及成熟,SSD取代HDD成为PC系统的新一代主要储存装置只是时间问题,但在SSD仍未完全成熟,加上成本仍然偏高及容量未能满足需要下,在HDD与SSD交替期间,Hybrid Drive将会是非常好的的解决方案。

    Seagate所推出的Momentus XT Hybrid Drive,由于采用价格高昂但相对可靠及稳定的SLC颗粒,在平衡成本与性能的考虑,采用了4GB SLC NAND Flash容量,其性能仅较略胜传统HDD产品,主要是传统HDD厂商考虑到RMA问题及MLC颗粒产品成熟度,因此对于推出一体Hybrid硬盘产品兴致缺乏,虽然SSD价格已不断下调,而且在相同体积下容量已有所提升,传统HDD厂商未来必然趋向Hybrid硬盘产品,集高性能与高容量与新兴SSD产品较劲。

在半导体制程不断进步下,SSD成为PC主要存储只是时间问题

    除了一体Hybrid硬盘方案,Intel Smart Respone Technology把SSD与HDD结合,使Hybrid硬盘解决方案变得简单及更具弹性,提供了低成本、高性能、高容量优点,不同的SSD与不同的HDD设备均可达成Hybrid硬盘架构,其性能更与SSD相距不远并同时提供高容量储存空间,唯一美中不足是暂时只有Intel Z68平台用户受惠。

    由于采用SSD作为读写缓存,SSD的寿命会否因此大幅下降仍然是个疑问,尤其是主流SSD所采用的MLC NAND Flash颗粒写入次数寿命较低,采用容量较低的SSD作为高速缓存,相同位置的重复写入次数亦会变得频繁,尽管大部份PC应用下,读与写的比例约为100:1,但Intel Smart Respone Technology推出时间尚短,暂时虽未有任何问题报告浮现,但不少用户对新技术仍然抱观望态度。

    WareMax Cache Hybrid Drive产品提供了跨平台的Hybrid Drive解决方案,所有采用SATA接口的系统均可支持,其架构与Intel Smart Respone Technology相似,美中不足是产品仅支持SATA 3Gbps,而IOPS性能也较低,如果后续推出SATA 6Gbps规格的方案,或许与Intel Z68有得一搏。■<

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