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市面全部品牌!19块单碟40GB硬盘评测

(感谢《电脑高手》和赵效民特别提供,更详细的内容刊登于五月杂志上)

在组织这个专题时,有不少朋友对我们说,现在再做硬盘的专题与单碟40GB的横向评测,是不是晚了点?的确,我所熟悉的IT媒体最近都做过或大或小的硬盘专题,与他们相比,我们是来晚了,但来得正是时候!

硬盘单碟容量在2001年6月进入40GB时代,如今一年的时间快过去了,如果不出意外,在今年7月左右就可以看到采用60或80GB容量单碟的硬盘,因此目前可以说是单碟40GB最后冲刺阶段也是其巅峰时刻,有些厂商更是在最近又发布了新的单碟40GB的产品,因此现在再去一览全局,肯定尽收眼底。而且在近期所看到的一些专题中,我们也发现了或多或少的错误,它们对读者来说将是一种误导,现在也是到了要进行澄清勘误,作一了断的时候了。所以,我们选择了这一非常好的时机出手,将用更多的样品与更详尽的技术讲解与横向测试为单碟40GB时代划上一个圆满的句号,您也会从此进入硬盘高手行列!

2001年简要回顾

一、 市场

2001年对于桌面IDE硬盘(下文简称IDE硬盘,而IDE等同于ATA,只是IDE在商业界比较常用而已)是动荡的一年。迈拓(Maxtor)终于完成了对昆腾(Quantum)硬盘分部的兼并,业务走上了正轨,但迈拓也为此付出了惨重的代价,全年总亏损达6.46398亿美元。而富士通(Fujitsu)与日本电气公司(NEC)则干脆在2001年退出了这个竞争激烈甚至残酷的市场。IBM在2001年则受到了产品质量传言的困扰,有关75GXP和60GXP返修率的消息,相信很多读者都有耳闻,甚至在国外网上都有很多讨论,一时间IBM硬盘的名声受到了严重挑战,而且IBM还砍掉了5400RPM产品线,但7200RPM又迟迟没有新品出现,所以IBM可谓是2001年最为被动的IDE厂商。虽然IBM硬盘部门的重点不在IDE硬盘上,但从其IBM 2001年度报告中可看出硬盘事业部整体的业绩有明显下滑,并且硬盘事业部也被列为2002年度IBM特别关注的部门(据最新消息,IBM已与日本日立公司合并硬盘业务)。由此可想而知IBM硬盘在2001年的处境。

相比之下,西部数据(Western Digital,简写WD)与希捷(Seagate)则东山再起,前者在7200RPM领域连出重拳,最大容量与最大缓冲区使WD占据了IDE硬盘市场的制高点,5400RPM硬盘也表现良好,其中Protégé廉价硬盘反响很不错,重要的是WD保持着盈利,同时还收购了富士通的IDE硬盘生产线,这都表明WD进入了良性循环的状态。而希捷在2001年的优异表现从上亿美元的盈利就能体现出来,虽然这主要归功于其SCSI产品,但率先发布单碟40GB的产品就是希捷,而酷鱼四代(Barracuda IV)与U6(U Series 6)则分别在IDE高端与消费电子(CE,Consumer Electronics)领域赢得无数好评。
从总体来说,2001年硬盘市场7200RPM与5400RPM产品发展较为平衡,没有出现一头重一头轻的现象,因为两者的分工已经非常明确,前者主攻性能,后者注重成本,用户定位并不冲突,尤其是CE产品的发展为5400RPM 产品打开了新的市场,所以7200RPM取代5400RPM产品的预言并不会在近几年内兑现。

二、 技术

2001年对于IDE硬盘是创新的一年。容量达到单碟40GB就不说了,其他还包括了接口、突破容量限制与新的存储介质。这一年中,迈拓与IBM是两个主角,前者发布了Fast Drives与Big Drives两个新规范,它们将ATA接口速率提升到133MB/s并突破了137GB的逻辑寻址限制,而IBM发布的AFC介质则在GMR磁头之后再次为提升存储密度做出了贡献。另外,WD在2001年内两次推出8MB缓冲区的硬盘,虽算不上什么技术的重大突破,但对ATA硬盘的发展有着不可忽视的影响,因此也成为2001年IDE硬盘市场中的一大亮点。

有关这些技术的进一步讲述详见下文的厂商产品篇。<

在本次横向评测中,产品包括了目前世界上仅存的五家IDE硬盘厂商,下面就将分别介绍,内容包括厂商的基本背景,特有技术与参测产品的大概情况以及相关的专用工具软件信息。厂商介绍的顺序按厂商英文首字母排序。

硬盘结构浅释图

一、 IBMhttp://www.storage.ibm.com/)

厂商背景:IBM的全称为International Business Machines,即“国际商用机器公司”。1911年6月15日创办于纽约,以883.96亿美元的销售额名列2001年全球500强的第19位,为全球最大的计算机公司,由于IBM将商标与员工服装等标志性事物颜色定为蓝色,因而也被业界尊称为“蓝色巨人”。目前只有IBM硬盘分部具备笔记本硬盘、SCSI硬盘与IDE硬盘的全套产品线,实力不言自明。

技术:作为硬盘的创始人,IBM在硬盘业中的地位多数比不上,从1956年9月13日推出新一台硬盘原型RAMAC(Random Access Method of Accounting and Control)开始,IBM一次次走在了硬盘开发的前面,是无可非议的硬盘技术领头羊。比如局部相似最大匹配技术(PRML, Partial Response Maximun Likelihood)、磁阻磁头(MR,Magneto Resistive)和巨磁阻磁头(GMR,Gaint Magneto Resistive)等等,都是由IBM最先开发成功的。对于它们,已经有N多文章介绍了,而且广泛应用在其他厂商的产品中,因此我们只将焦点放在IBM硬盘特有的技术上。

1、 玻璃盘片(Glass Disk Platters):目前除了IBM之外,其他厂商的硬盘都是以铝合金盘片为盘基再覆以磁记录层制成磁盘(注:就整体而言,磁盘等同于盘片),但为了追求更光滑的表面与更高的盘基强度,IBM采用了玻璃盘片作盘基,理论上它将比铝合金盘基有着更好的可靠性与稳定性。有很多人都把75GXP与60GXP的故障原因归咎为玻璃盘片,但IBM的笔记本与SCSI硬盘都使用此技术而没有听说有什么毛病。

2、 真实轨道伺服(TrueTrack  Servo):增加磁道密度是提高磁盘容量的有效手段,但主轴马达在高速旋转时产生的振动将使磁头在定位磁轨时变得困难,尤其是对7200RPM及更高转速的硬盘更为重要。IBM的真实轨道伺服技术通过自我检测与重校准补偿等专利技术来保证高速硬盘在高密度磁盘上寻道的可靠性。

3、 无标识扇区格式(No-ID Sector Format):在一个典型的硬盘中,每个扇区都有一个ID标识区,来记录此扇区的一些必要的信息,如同步信息、好/坏状态、逻辑块编号、重定位指针、伺服标记(存储在磁盘上用于帮助磁头定位的特殊信息)断口、ID本身的CRC校验等。它的存在必将占用磁盘空间,而且如果存储ID的介质发生问题将意味着扇区的资料丢失。为此,IBM将扇区缺陷图(即所有扇区的好/坏状态图)与各数据区磁道格式表(本刊今年第一期中有关迈拓160GB硬盘测试中详细讲解了区域数据记录与数据区的概念,磁道格式则是根据磁道中的伺服标记而产生的数据段断口位置)存储在专用的RAM中(估计就是Firmware占用的缓冲区空间),配合特有的伺服系统进行寻址,从而可以增加磁盘的有效容量并提高了可靠性(ID的安全性不受磁盘介质影响)。

4、 音圈马达阻尼器(VCM Damper):这是IBM为了减少因音圈马达(Voice Coil Motor,控制磁头臂移动寻道的设备)所产生的低频噪音而加入的设计,它采用了专用的弹性材料与形状,据IBM的资料,它可以降低2dBA(A加权分贝)的噪音值。

5、 陶瓷主轴轴承(Ceramic Spindle Bearings):IBM从75GXP系列开始采用的主轴与轴承技术,以陶瓷为材料制作主轴和轴承(仍是滚珠轴承),比金属主轴、轴承更光滑坚固,目的在于减少工作噪音。

6、 磁头加载与卸载(Head Load/Unload):这一技术最早用于对抗震要求更高的笔记本电脑硬盘。以往的硬盘磁头在不加电时都是停放在磁盘最内圈的接触式起降区(CSS,Contact Start Stop),又称Landing Zone。虽然那里不存放数据,但不能完全避免磁头与盘片发生磁撞,进而可能产生碎屑,埋下安全隐患(碎屑可能会散落到数据区与磁头发生碰撞)。另外,由于占用磁盘最内圈还将浪费一定的存储空间。为此,IBM在硬盘底托上设计一个斜坡式的托载区,不工作时磁头就停放在这个托载区而与盘片没有任何的接触,安全与可靠性更好。

7、 驱动器适应性测试(DFT,Drive Fitness Test):IBM的硬盘检测技术,以自监控、分析和报告技术(S.M.A.R.T,Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology)为基础进行功能扩展,可通过专用软件允许最终用户对IBM的桌面与笔记本电脑硬盘的状态进行实时的诊断,对可能面临危险的数据进行抢救。

8、 抗铁磁耦合介质(AFC ,AntiFerromagnetically-Coupled):这是IBM为了提高存储密度而开发的新型存储介质,其利用逆向平行磁性结构(即抗铁磁耦合)来等效出一个更薄的磁性厚度,从而满足高密度存储的需要并保证了稳定性,有关详细信息请见本刊2001年8月号的专文介绍。需要指出的是,很多人都认为Deskstar 120GXP是第一个采用它的硬盘,其实早在2001年3月27日,使用AFC介质的Travelstar系列笔记本电脑硬盘就已上市了。

产品:在Deskstar 40GV之后,IBM停止了5400RPM IDE产品的发展,在IDE硬盘市场上只保留了7200RPM家族,即Deskstar GXP。本次评测的就是其最新的120GXP系列,封装形式与60GXP相比几乎没有变化,以至于不看编号很容易弄混。这款硬盘在国外很早就有测试,而且前段时间也曾因其在对外资料中加入了每月推荐开机小时数引起了不小的骚动,一些国外网站甚至对IBM相关人士作了专访以弄清为什么会有这一指标,因为这会让人对IBM硬盘的连续工作能力表示怀疑。而我们从IBM硬盘代理方面得到的最新说法是,这只是一个推荐,是一种对用户负责的态度,并不表明IBM硬盘有任何缺陷,大家完全可以不关机的使用120GXP。对此,就留给市场去检验吧。值得一提的是,为了更好的保护数据,IBM在120GXP产品中还使用了集成式温度监视器(ITM,Internal Thermal Monitor),它有助于将温度对数据读写的负面影响降到最低。另外,120GXP的生产计划也有中国参与。今年2月28日,IBM与中国长城技术集团签署协议,120GXP系列中的40GB型号将在中国深圳生产,预计第一块中国制造的120GXP将于今年下半年交货,这对中国硬盘产业应该是个好消息,但也有人根据以往的经验对“中国制造”的品质表示担心,在此也希望长城集团不要重蹈覆辙。

120GXP资料上注明每月建议开机333个小时,此项指标现在颇具争议

上边两幅图是60GXP的正背面,下边两幅图是120GXP的正背面,两者几乎没有区别

从60GXP开始,IBM启用了新的产品编号,相对更为复杂,下面就简要介绍一下:

120GXP硬盘电路板的背面图,可以发现缓冲区芯片 

IBM 120GXP编号示意图,请注意其所在位置

软件:IBM提供了丰富的免费硬盘工具软件供用户下载,其中主要包括硬盘安装软件Disk Manager 、硬盘检测与特殊操作软件(如低级格式化、引导扇区擦除、坏扇区修复等)DFT、硬盘功能设置软件IBM Feature Tool等。详细下载地址请访问我们的主页(http://www.cmaster.com.cn)。<

二、Maxtor(迈拓,http://www.maxtor.com/)

厂商背景:迈拓于1982年创立,总部在美国加州米尔皮塔斯,在2001年4月2日宣布完成对昆腾硬盘分部的收购后,按2000年销售额总计成为了当时世界上最大的硬盘厂商。2001年度销售总额约为37.97亿美元。目前产品涉及IDE、SCSI和NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)领域。

技术:与IBM相比,迈拓对整个业界的技术创新并不多,大部分是自己的专用技术,但在2001年,迈拓在IDE硬盘领域大出风头,推出了两个对业界有着重大影响的技术规范,下面就看看目前迈拓硬盘都具备哪些技术特点:

1、 双波处理器(DualWave):

这是很早以前迈拓就在宣传的技术,借鉴SCSI硬盘的设计,采有一枚RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集)处理器负责接口操作,另设一枚DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)负责硬盘内部的信号处理,进一步提高效率。目前各厂商的硬盘控制系统基本都采用这种双处理器设计。

2、 数据保护系统(DPS,Data Protection Systems):原昆腾公司的技术。作用类似于IBM的DFT,配有专用的软件与之接口,对硬盘进行全面检测,预防数据的丢失。以前迈拓自己也有一个的类似技术——MaxSafe,利用硬盘空闲时间对硬盘数据进行高级ECC(Error Checking and Correction,错误检查与修正)校验,如果有错误即纠正并写入新的扇区,从而保护硬盘数据,但这一技术在最近的迈拓产品宣传中已经消失了。

3、 震动防护系统(SPS,Shock Protection Systems):原昆腾公司的技术。目的在于加强磁头臂的定力减少磁头拍击盘片的可能性。迈拓自己曾有类似的ShockBlock技术,但已不再宣传。而原昆腾还有第二代SPS技术(SPS Ⅱ),即在SPS的基础上增加了发生震动时暂时停止数据的写入,等震动停止后再将数据写入磁盘的功能,以进一步提高存储可靠性。目前迈拓只有在CE产品中使用SPS Ⅱ。

4、 安静驱动技术(QDT,Quiet Drive Technology):原昆腾公司的技术。通过降低硬盘工作声响强度与改善声学质量来努力消除硬盘的噪音。后来迈拓公司在此基础上通过使用液态轴承(FDB,Fluid Dynamic Bearing)而开发出QDT+(QDT plus)技术。

5、 大驱动器(Big Drives):

这是Maxtor对ATA硬盘发展的重要贡献,将传统的28位CHS逻辑地址寄存器扩展到48位,突破了传统137GB(GB按1000MB算)的ATA接口容量限制。

6、 快速驱动器(Fast Drives):

这是迈拓公司在Ultra ATA-100接口的基础上独自提高时钟频率而成的新一代接口技术,突发传输率可达133MB/s,因此俗称Ultra ATA-133。

产品:迈拓在IDE领域有很强的实力,7200RPM与5400RPM产品齐头并进。本次测试包括了两大系列——金钻七代(DiamondMax Plus D740X)与星钻三代(DiamondMax D540X),以前单碟40GB的新火球一代已经停产。迈拓硬盘的封装形式分为两种,一种是金属质感的原昆腾风格(如金钻七代),一种是经典的迈拓风格(如星钻三代),因此从外形上就可以确定所属系列。

上边两幅图是D740X的正背面,下边两幅图是D540X的正背面

星钻三代中包括了三个系列——D、K与G,三者的区别如下:

参加本次测试的星钻三代是D与G系列。金钻七代也包括两个系列,主要区别在于滚珠轴承(BB,Ball Bearing)与FDB的使用上。识别方法见下面的编号说明。

迈拓硬盘的编号比较容易识别,具体见下表:

软件:迈拓为用户提供的免费下载软件主要包括:硬盘安装/设置/检测/特殊操作综合工具包MaxBlast Plus,写校验设置工具WVSET,声学(噪音)控制软件AMSET等。详细下载地址请访问我们的主页。<

三、SAMSUNG Electronics(三星电子,http://www.samsunghdd.com/)

厂商背景: 1938年3月三星公司成立于韩国大丘,起初是一家糖业厂商后来逐步转型为一家电子公司。2001年销售总额达到249.66亿美元,是韩国最的电子厂商之一。三星的硬盘事业起步于1989年,当时涉猎面很广,从笔记本电脑硬盘到SCSI硬盘应有尽有,但由于种种原因,最后只集中精力发展IDE硬盘。

技术:三星硬盘在业界的地位相对来说并不高,基本属于技术采用者的角色,不过三星针对硬盘的噪音与可靠性也开发了自己的专用技术。

1、 噪音守卫(NoiseGuard):主要包括三个方面,首先是在顶盖上加装隔音片进一步阻止内部振动的扩散,其次是改进顶盖设计与结构,降低主轴马达产生的噪音,最后是改进主轴马达设计,降低高速运转时产生的振动。

2、 安静寻道(SilentSeek):其原理是通过专用DSP来优化修整音圈马达的驱动波形,平滑磁头臂寻道时的加速度,在降低音圈寻道噪音的同时尽量保证寻道速度不受影响。

3、 内部抗碰撞加固技术(ImpacGuard):主要用来防止磁头与盘片发生碰撞,方法是在每个磁头臂的根部附近做一支撑,加强磁头臂的定力。

产品:三星硬盘带有明显的富士通硬盘的风格,采用已不常见的顶扣盖式设计(不过拉丝银的表面显得很漂亮),而目前其他IDE厂商都采用了底托式设计。因此从中可以很明显的辨别出三星硬盘。三星目前主攻IDE硬盘,产品家族名称为SpinPoint(旋转点),近期更努力抢占中国市场。本次测试我们获得了三星最新产品——P40,代表了目前三星IDE硬盘的最高水平(V40由于市场极为少见,没有参加本次测试)。

P40与V40在编号上比较清晰,具体含义见下表:

三星硬盘的正背面,封装形式在目前看来显得有些与众不同

三星硬盘的编号示意图,请注意编号位置

软件:三星公司为用户提供的免费下载软件主要包括:硬盘安装软件Disk Manager、低级格式化软件ClearHDD、三星硬盘诊断软件SHDiag。详细下载地址请访问我们的主页。<

四、Seagate(希捷,http://www.seagate.com/)

厂商背景:希捷公司于1979年创立,总部位于美国加州Scotts Valley,2001年度下半年6个月的销售额就达到了31.43亿美元,是无可非议的硬盘业界老大。2000年希捷主动从股市退出,成为私人公司,产品主要包括SCSI与IDE硬盘、磁带机与网络存储设备。

技术:希捷公司对技术的开发相当看重,2001年的研发费用高达8.62亿美元。不过,与其他公司一样,其特有技术主要针对于硬盘的保护与噪音的抑制。

1、 3D防护系统(3D Defense System):

包括三个方面,一是采用SeaShell包装可承受1000G的非工作状态下撞击;二是使用SeaShield护盖保护硬盘电路板不受磕碰损坏;三是使用G力保护性机电结构(G-Force)提高硬盘本身在工作与非工作状态下的抗撞击能力。

2、 硬盘诊断:类似于DFT、DPS的硬盘诊断技术,借助于外部专用工具软件SeaTools对硬盘进行安全检测并减少误返修。

3、 数据保护:通过即时ECC校验、断电自动备份与扇区重定位、主动式连续背景缺陷扫描等技术来保证数据的安全可靠。

4、 噪音控制:通过改进元件性能、工艺、调整驱动波形、加装隔音器等多种手段最大幅度降低噪音水平。

5、 液态轴承(FDB):FDB并不是希捷的特有技术,其与昆腾早前的HDB(Hydro Dynamic Bearing,液动轴承)是一回事,据悉,FDB相对BB轴承的成本要高出近10美元,但希捷采用得最为广泛,而且产品价格也不高,早在Medalist Pro时代就使用了FDB。可以说希捷为FDB的成熟、普及与发展做出了不小的贡献。

产品:希捷的酷鱼四与U6硬盘是业界最早发布的单碟40GB的7200RPM与5400RPM产品,至今已有快一年的时间了。而通过U6,可以发现希捷对5400RPM的定位已偏向于CE市场,除了成功打入XBOX主机外,2002年3月20日,日本著名的家用电器厂商东芝(TOSHIBA)还宣布采用U系列80GB硬盘生产DVD硬盘录像机,由此可以看出今后U系列的主要发展方向,这似乎也是5400RPM产品的一个重要出路。

U6硬盘的正面、背面

U6硬盘去掉胶套后的正面与背面

酷鱼四硬盘的正面与背面电路板

酷鱼四硬盘OEM版本的正面与背面电路板

希捷的产品封装非常漂亮,尤其是酷鱼四代,正面金属盖质感很好,造型简洁规整,感觉很酷,背面则是SeaShield护盖,看不到任何电子元件与主轴基座,显得精干利索。U6则套有黑色防滑胶套,像是给硬盘穿了一件外衣,不过背面可通过胶套触摸到电子元件,保护强度不如酷鱼四代。

希捷的产品编号相对比较难懂,没有明确的系列代号,具体含义见下表:

软件:希捷为用户提供的免费下载工具软件主要包括:硬盘安装设置与特殊操作工具DiscWizard和Disk Manager、希捷硬盘诊断工具SeaTools ,详细下载地址请访问我们的主页。

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五、Western Digital(西部数据,http://www.wdc.com

厂商背景:WD公司始创于1970年,总部在美国加州Lake Forest,是历史最悠久的硬盘厂商之一,也是IDE接口的创始者之一。WD公司在1999年退出SCSI市场后主攻IDE领域,2001年下半年6个月销售额为10.15亿美元,并且保持着3300万美元的盈利。

技术:WD公司是一个不擅于宣传的公司,让人能记得住的特有技术屈指可数,其实WD的技术实力是不容小看的,其硬盘性能长期处于高水平肯定有先进技术的支持。

1、 单芯片系统控制架构(i295 System-on-a-Chip):WD硬盘的控制器都是由WD公司自己研制的,通过高度的嵌入式集成与先进的4级流水线设计来保证硬盘的高性能。

2、 数据卫士(Data Lifeguard):类似于DFT的硬盘数据保护与自多监测技术,利用硬盘空闲的时间对硬盘的数据进行安全性检查,并转移濒危数据。同时,可以通过外部专用工具软件对硬盘进行检测和诊断。

3、 第六代缓存涌流技术(CacheFlow6):这是WD独有的硬盘缓存控制技术,通过在缓冲区(Buffer)中建立合并式读写缓存机制来提高硬盘的性能。

WD400EB的正面、背面图

WD800AB的正面、背面图,它们属于WD产品中封装较为独特的产品(WD新产品可能以这种封装形式出现)

产品:WD公司目前主要有四个系列产品,分别是鱼子酱5400RPM系列(Caviar)、鱼子酱7200RPM系列(CaviarXL)、鱼子酱7200RPM系列特别版(CaviarXL SE,即8MB缓冲区的特别版CaviarXL)以及主要面向CE与廉价市场的5400RPM Protégé系列。Protégé的核心技术和元件与Caviar系列一样,只不过减少了一块用于音圈马达控制的永磁铁,并且每一代只集成一张磁盘,分成单双磁头两种型号。另外,在封装形式上也与Caviar不同,减轻了重量,降低了成本。

WD硬盘常见封装的正面、背面 

WD硬盘编号示意图,请注意编号位置

WD在7200RPM领域的产品具有强大的优势,这也与公司的产品策略有关。目前WD在60GB以上容量的7200RPM市场占有73%的份额。与之相比Caviar系列发展较慢,但在今年2月也推出了单碟40GB的大容量型号,终于使WD产品线变成完整坚固,而这四大系列产品也全部参加了本次测试。

WD硬盘封装独树一帜,比如背面的PCB倒置就别具一格,不过这虽然保护了芯片但对于散热不知会否影响。硬盘的正面则有明显的起密封作用的金属溜边包条,显得非常特别。

这就是WD倒置式PCB电路板的真面目

WD产品向来被DIYer所敬畏,敬是指WD的硬盘性能与整体印象不错,畏则是指其编号对于普通用户非常具有欺骗性。因为WD硬盘由于非常注重OEM市场,因此有主次编号之分,而且虽然也有产品代号,但从不公开(WD认为没必要),仍以容量作为主要标识。比如WD800BB这一80GB容量的硬盘,第一代时单碟容量为27GB,现在改用40GB盘片,但主编号仍是WD800BB,这对于用户的选购极为不利,因为这非常有利于JS销售积压的老硬盘。不过,WD公司之所以自己不会乱是因为有子编号,但这个编号长期不被用户重视,这里我们再进行一次讲解,见下表:

注:目前市场上有一批家族代码为CJ的WD400BB硬盘出现,这批货属于某家OEM厂商,也是单碟40GB,与CB的区别在于在加强了静音设计,噪音相对更小。

软件:WD公司供用户免费下载的软件不多,主要就是硬盘安装/检测集成工具包Data Lifeguard,但目前没有运行于Windows 2000/XP的版本,详细下载地址请访问我们的主页。<

六、参测产品简介

现在我们就将本次横向测试的产品规格列表如下,由于某个系列可能多个样品,因此表中只列出系列规格以及部分产品的最早发布时间。除了三星硬盘,其他硬盘报价则取自2002年4月5日的“太平洋电脑网”(http://www.pconline.com.cn/)与“中关村报价网”(http://www.zgcbj.com),三星硬盘价格由其代理商提供。

1、7200RPM单碟40GB硬盘规格一览(公司按英文首字母排序)

(点击放大)

VN编号的120GXP采用的新封装形式

2、5400RPM单碟40GB硬盘规格一览

(点击放大)

3、部分参测产品的推出时间

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本节将重点介绍一些关键的硬盘指标,并结合目前流行的一些相关误区进行必要的技术分析。

一、 硬盘的主要技术指标

1、 每分钟转速(RPM,Revolutions Per Minute):这一指标代表了硬盘主轴马达(带动磁盘)的转速,比如5400RPM就代表该硬盘中的主轴转速为每分钟5400转。

2、 平均寻道时间(Average Seek Time):如果没有特殊说明一般指读取时的寻道时间,单位为ms(毫秒)。这一指标的含义是指硬盘接到读/写指令后到磁头移到指定的磁道(应该是柱面,但对于具体磁头来说就是磁道)上方所需要的平均时间。除了平均寻道时间外,还有道间寻道时间(Track to Track或Cylinder Switch Time)与全程寻道时间(Full Track或Full Stroke),前者是指磁头从当前磁道上方移至相邻磁道上方所需的时间,后者是指磁头从最外(或最内)圈磁道上方移至最内(或最外)圈磁道上方所需的时间,基本上比平均寻道时间多一倍。出于实际的工作情况,我们一般只关心平均寻道时间。

3、 平均潜伏期(Average Latency):这一指标是指当磁头移动到指定磁道后,要等多长时间指定的读/写扇区会移动到磁头下方(盘片是旋转的),盘片转得越快,潜伏期越短。平均潜伏期是指磁盘转动半圈所用的时间。显然,同一转速的硬盘的平均潜伏期是固定的。7200RPM时约为4.167ms,5400RPM时约为5.556ms。

4、 平均访问时间(Average Access Time):又称平均存取时间,一般在厂商公布的规格中不会提供,这一般是测试成绩中的一项,其含义是指从读/写指令发出到第一笔数据读/写时所用的平均时间,包括了平均寻道时间、平均潜伏期与相关的内务操作时间(如指令处理),由于内务操作时间一般很短(一般在0.2ms左右),可忽略不计,所以平均访问时间可近似等于平均寻道时间+平均潜伏期,因而又称平均寻址时间。如果一个5400RPM硬盘的平均寻道时间是9ms,那么理论上它的平均访问时间就是14.556ms。

5、 数据传输率(DTR ,Data Transfer Rate):单位为MB/s(兆字节每秒,又称MBPS)或Mbits/s(兆位每秒,又称Mbps)。DTR分为最大(Maximum)与持续(Sustained)两个指标,根据数据交接方的不同又分外部与内部数据传输率。内部DTR是指磁头与缓冲区之间的数据传输率,外部DTR是指缓冲区与主机(即内存)之间的数据传输率。外部DTR上限取决于硬盘的接口,目前流行的Ultra ATA-100接口即代表外部DTR最高理论值可达100MB/s,持续DTR则要看内部持续DTR的水平。内部DTR则是硬盘的真正数据传输能力,为充分发挥内部DTR,外部DTR理论值都会比内部DTR高,但内部DTR决定了外部DTR的实际表现。由于磁盘中最外圈的磁道最长,可以让磁头在单位时间内比内圈的磁道划过更多的扇区,所以磁头在最外圈时内部DTR最大,在最内圈时内部DTR最小。

6、 缓冲区容量(Buffer Size):很多人也称之为缓存(Cache)容量,单位为MB。在一些厂商资料中还被写作Cache Buffer。缓冲区的基本要作用是平衡内部与外部的DTR。为了减少主机的等待时间,硬盘会将读取的资料先存入缓冲区,等全部读完或缓冲区填满后再以接口速率快速向主机发送。随着技术的发展,厂商们后来为SCSI硬盘缓冲区增加了缓存功能(这也是为什么笔者仍然坚持说其是缓冲区的原因)。这主要体现在三个方面:预取(Prefetch),实验表明在典型情况下,至少50%的读取操作是连续读取。预取功能简单地说就是硬盘“私自”扩大读取范围,在缓冲区向主机发送指定扇区数据(即磁头已经读完指定扇区)之后,磁头接着读取相邻的若干个扇区数据并送入缓冲区,如果后面的读操作正好指向已预取的相邻扇区,即从缓冲区中读取而不用磁头再寻址,提高了访问速度。写缓存(Write Cache),通常情况下在写入操作时,也是先将数据写入缓冲区再发送到磁头,等磁头写入完毕后再报告主机写入完毕,主机才开始处理下一任务。具备写缓存的硬盘则在数据写入缓区后即向主机报告写入完毕,让主机提前“解放”处理其他事务(剩下的磁头写入操作主机不用等待),提高了整体效率。为了进一步提高效能,现在的厂商基本都应用了分段式缓存技术(Multiple Segment Cache),将缓冲区划分成多个小块,存储不同的写入数据,而不必为小数据浪费整个缓冲区空间,同时还可以等所有段写满后统一写入,性能更好。读缓存(Read Cache),将读取过的数据暂时保存在缓冲区中,如果主机再次需要时可直接从缓冲区提供,加快速度。读缓存同样也可以利用分段技术,存储多个互不相干的数据块,缓存多个已读数据,进一步提高缓存命中率。

7、 噪音与温度(Noise & Temperature):这两个属于非性能指标。对于噪音,以前厂商们并不在意,但从2000年开始,出于市场的需要(比如OEM厂商希望生产更安静的电脑以增加卖点)厂商通过各种手段来降低硬盘的工作噪音,ATA-5规范第三版也加入了自动声学(噪音)管理子集(AAM,Automatic Acoustic Management),因此目前的所有新硬盘都支持AAM功能。硬盘的噪音主要来源于主轴马达与音圈马达,降噪也是从这两点入手(盘片的增多也会增加噪音,但这没有办法)。除了AAM外,厂商的努力在上文的厂商介绍中已经讲到,在此就不多说了。至于热量,其实每个厂商都有自己的标准,并声称硬盘的表现是他们预料之中的,完全在安全范围之内,没有问题。这一点倒的是不用担心,不过关键在于硬盘是机箱中的一个组成部分,它的高热会提高机箱的整体温度,也许硬盘本身没事,但可能周围的配件却经受不了,别的不说,如果是两个高热的硬盘安装得很紧密,那么它还能承受近乎于双倍的热量吗?所以硬盘的热量仍需厂商们注意。<

1、 转速与寻道时间:

现在不少人都认为硬盘转速越快寻道时间就越快,但这是最常见的错误认识,事实上寻道速度根本不决定于转速,因为两者的控制设备就不一样。转速是由主轴马达控制,寻道则由音圈马达控制。寻道时间说白了就是体现了磁头臂径向运动的速度与控制能力,音圈马达与相应的伺服系统起着重要作用。另外,磁头的高灵敏度也有助于在高密度磁盘上准确捕获伺服标记,进而快速定位。很多情况下,我们都可以看到5400RPM硬盘的寻道时间与7200RPM硬盘一样(如三星的V40与P40)。之所以有些高速硬盘(如SCSI硬盘)的寻道时间更快,是因为厂商的有意设计,就好像一台Pentium4电脑只配32MB内存让人觉得不平衡一样,厂商也会给高速硬盘配上更快的寻道时间(也意味着更好的元件与更高的成本,显然厂商要根据市场的需要权衡利弊)。实际上,通过上文有关平均访问时间的解释,大家应该明白,提高转速的主用意就是减少平均潜伏期,进而加快整体的访问速度,也许很多人不认同这是它最重要的用意,由此就又引出了下一个误区。

2、 转速与数据传输率:

在很多人的印象和厂商的宣传中,更高的转速的主要用意在于提高数据传输率,但这并不正确。持续数据传输率决定于很多指标,并不光只是转速。当然,有人会说转速更高,磁头单位时间划过的扇区就越多,不错,但前提是线密度一样。线密度可理解为每磁道扇区数(SPT,Sectors Per Track)。低速硬盘完全可以通过提高SPT来加大数据传输率, SCSI硬盘就是追求SPT的典型。事实上,很多厂商在相同单碟容量上对于不同的转速采用了不同的SPT设计,如金钻七的最外圈磁道扇区数为837个,而星钻三代则为896个。有人可能会问,那如何保证容量一致呢?这就涉及到每英寸磁道数(TPI,Tracks Per Inch),它代表了磁道密度。SPT高则TPI就会相应减少,如金钻七为60000TPI,星钻三代则是57000TPI。本次测试最典型的例子是Caviar系列硬盘,WinBench测得的数据传输率与某些7200RPM产品相当。虽然我没有该系列硬盘最外圈SPT资料,但肯定不会低于1000(若转速实为5400RPM),即使转速真的是6000RPM,也在900之上。因此5400RPM硬盘完全可以通过提高33%(7200RPM比5400RPM转速高33%)的SPT来得到相同的数据传输率。

综上所述,7200RPM相对于5400RPM硬盘的最大优势就在于更短的平均潜伏期,进而减少平均访问时间。毕竟转速是死的,5400RPM永远处于劣势。

3、 真正的内部数据传输率:

随着硬盘知识的普及,硬盘DTR这一指标也逐渐被人们所认识,但又出现了新的误区——拿以Mbps为单位的最高内部DTR说事,这其中某些厂商与所谓高手的误导有着不可推卸的责任,后果也是相当严重。由于内部DTR决定了硬盘的实际数据传输性能,所以很多人都在关心硬盘的内部DTR,而厂商也投其所好,在产品资料中基本都公布了最大内部传输率,但多是以Mbps为单位,不少人因此拿这个数值来预测硬盘的性能,甚至分析到接口速率的瓶颈(这些人通常将其换算成MBPS,而目前最高的数值将近80MBPS,离Ultra ATA-100的最大速率已相差不远了)。但是,它恰恰不能通过除8来换算成MBPS,因为这个数值是磁头处理二进制0/1信号(即bit)的纯理论性能,而磁头处理的信号很大部分并不是用户需要的数据(存入的数据都是经过编码的,包含许多辅助信息),因此不能以字节为单位。很多硬盘这一数值都是相当高的,如以前的富士通硬盘,指标很好,但实际性能却是另一码事。完全可以说,这个Mbps值没有什么实际价值,给人的是一种假象。

在硬盘中,真正重要的是内部持续DTR,它分为单磁道瞬间DTR与持续DTR两个指标,单磁道瞬间DTR的计算公式是“512字节×SPT×磁盘每秒所转圈数”或“512字节×SPT÷磁盘转一圈所用时间”,由于磁盘转一圈所用时间一般不能除尽,所以经常用前一种公式。持续DTR的计算公式则为“512字节×SPT×磁头数/总耗时”,其中“总耗时=(磁头数-1)×磁头切换时间+道间寻道时间+磁头数×磁盘转一圈的时间”。磁头切换时间一般在产品的用户手册中有标注,大约在1ms左右。单磁道瞬间DTR表明了硬盘实际上所能达到的最大内部DTR,持续DTR则体现了硬盘真正的数据传输能力。很遗憾的是,目前只有迈拓和IBM提供了内部持续DTR数据,其他厂商仍然用Mbps数值迷惑普通大众。但是,厂商心里是明白的,他们自己也不会混淆概念(只是没事偷着乐),在数据的说法上也是非常严谨,如果你哪天发现厂商公布的内部DTR使用了MB/s为单位,那么这很可能就是我们所真正需要的数据,而不要再用Mbps去除8了。

IBM 120GXP的技术资料,其中有两个内部DTR,我们只需关心第二个

4、 缓冲区容量与性能:

上文说过内部DTR决定了外部DTR的实际表现,但为了将内部DTR对外部DTR的影响降至最低,产生了缓冲区设计。理论上讲,缓冲区越大,即使内部DTR不变,硬盘的性能也会更好,这就好比CPU中的缓存一样。不过,要做到缓冲区容量的增加并提高性能还是有一定难度的。这主要体现在缓存功能管理与数据安全两个方面。缓存功能管理决定了缓冲区智能化与缓存效果,简单的说就是一种管理算法与替换策略,负责这一任务的就是缓存控制器。上文已经讲到目前都将缓冲区做分段处理,并且是动态的,根据数据流情况自动划分。以120GXP为例,在读操作时可最多划分12个数据段(平均容量约155KB),在写操作时数据段可高达52个(平均容量约35KB)。那么怎么去动态的划分区段,怎么去选择最不常用的区段以替换成新的数据,都将影响最终的性能表现。比如区段划分不合理将影响缓冲区空间的利用率和预读效果,数据替换不合理将影响缓存命中率,这样一来说不定与小容量缓冲区性能差不多。讲到这,大家肯定会想到了CPU缓存的算法(比如N路级联与更新策略等),的确两者有相同之处。对于更大容量的缓冲区,肯定就不能照搬小容量缓冲区的缓存管理算法。因此,缓冲区越大性能越好是有前提的,这对厂商的缓存管理技术水平提出了更高的要求。

大容量缓冲区的数据安全性主要是指在突然断电的情况下,缓冲区中的待写数据将如何处理的问题。这方面笔记本电脑硬盘就有了得天独厚的优势,因为有电池为后盾,笔记本电脑硬盘的缓冲区容量已经提升到了16MB。但对于台式机,这是个不小的考验。WD公司在这方面做出了有意义的探索,主要方法是通过将数据暂时保存在最外圈暂存区(因为最外圈的写入速度最快),下次开机再写入原目的地址的方法来保证缓冲区中待写数据的安全,显然这需要特殊的管理机制,也是厂商的自由发挥了。

最后我们再谈谈目前普遍流行的说法——大容量缓冲区对零散数据非常有利,这是很片面的认识。当然,这种说法可以理解,也没有什么根本性错误,但容易误导人们对大容量缓冲区的认识。从分段式缓存结构可以看出,更大的缓冲区理论上可以划分出更多的数据段,能容纳更多的互不相干的小数据块。而这种随机的、不连贯的、小数据量的读取行为在Web服务、数据库服务与日常办公应用中很常见。如在Web服务中,经常出现对一个网页同时有多个请求的情况,而一个网页的大小也就是几十到几百KB的容量,如果缓冲区能缓存更多的页面,那么服务器的表现也会越好。因此大容量缓冲区在这方面的贡献,我们完全肯定。但另一方面,对于大容量,连续读写的数据操作,大容量缓冲区同样能发挥重要的作用。更大的缓冲区此时意味可一次缓冲更多的数据(硬盘会根据数据量将区段合并),即能在相同的时间内向主机或磁头发送更多的数据,而磁头的连续读写扇区的能力更容易发挥。所以,在音频、视频处理等经常用到大数据量连续读写的场合,大容量缓冲区硬盘是非常好的之选。在下面的测试中,大家也会发现8MB缓冲区硬盘相对于2MB缓冲区硬盘的整体优势。<

5、 SCSI与IDE的性能:

在WD1000JB推出时,有些读者就根据其与低端SCSI硬盘的对比测试数据,曲解原文的用意发表了IDE硬盘性能已经可与SCSI硬盘相抗衡的看法,这显然是一种误导。在测试原文中与WD1000JB做对比的是希捷早期万转SCSI硬盘——Cheetah 36XL。单碟容量为9GB,不到1000JB单碟容量的1/3,缓冲区容量为4MB,而WD1000JB则是8MB,但两者的持续传输率基本一致,因此有一定可比性。原文将当时最高配置的IDE硬盘与较低配置的SCSI硬盘作对比的主要用意在于证明8MB缓冲区的作用,并通过测试表明在此情况下最高端IDE的性能完全可以与低端SCSI一争高低,而不是给“IDE性能可与SCSI对抗”这一笼统的错误说法提供论据,因为这种比较是有条件的。从测试成绩上看,Cheetah 36XL全面落后,但这是在单盘情况下。而随着硬盘数量的增多,SCSI共享数据通道的优势将逐渐体现,此时就不是IDE硬盘可比的了,即使你接满4块IDE硬盘也于事无补,况且随着更高单碟容量(如18GB)的万转SCSI与15000转SCSI硬盘的普及,IDE的单盘优势也不明显了。所以SCSI与IDE根本就针对着不同的市场与操作应用。做对比测试的原作者也只是借WD1000JB证明,目前最高端IDE硬盘完全可以在负荷不很繁重的中低端单盘工作站市场一展身手,而不是全面冲击SCSI硬盘,这一点一定要认清楚,不要误解原文作者的用意。

6、 总容量与性能:

如果单碟容量相同,那么总容量的不同就意味着磁头数量(即数据面数,一张磁盘有两个数据面,但有时只用一个,而一个数据面对应一个磁头)的不同,这其中会与性能有什么关系呢?由此就要联系到柱面这一概念,柱面是指硬盘中每张磁盘上编号(位置)相同的磁道集合,硬盘操作时,是从最外圈柱面开始,当该柱面所有磁道用完后,再移至内圈的下一个柱面,而不是先存完一张盘再存一张盘。同系列的硬盘的柱面数是一样的,但每个柱面包含的磁道数要因磁头数而异,计算公式为:磁道数=磁头数×柱面数。如迈拓D740X,20GB型号由于只有一个磁头,所以一个柱面的容量是一个磁道,而80GB型号则是4个磁头,一个柱面的容量就是4个磁道。以最外圈柱面为例,D740X是外圈磁道是837个扇区,按每扇区512字节计算,20GB型号的最外圈柱面的容量为418.5KB, 80GB型号的最外圈柱面容量为1674KB 。也就是说如果连续存储500KB的数据,20GB就要移动磁头进行道间寻道了,但80GB的还不会,只是存在同一柱面内磁头切换的延迟。大家可以这么认为,80GB型号中一个柱面相当于20GB型号中的4个柱面,而同一柱面内的磁道切换速度通常要快于柱面间的切换,对保持数据传输率更为有利。

由此,很多人可能得出结论,同一产品系列中,磁头数越多的型号的连续读写性能越好(如果是零散读写根本不受柱面容量的影响)。这个说法基本正确,但是有忽略的地方。首先,目前的硬盘都采用了区域数据记录,在同一区域内,每磁道扇区数固定,比如D740X分为15个数据区(最外圈还有一个但用于存储系统数据,可不计),最外圈数据区中有2582个柱面,这些柱面的扇区数是相同的,所以即使是20GB型号,也只会在存满1.03GB左右的数据后才转入下一个SPT更少的数据区。而且也有柱面切换速度比磁头切换快的硬盘,D740X就是,因此在这头1个GB的数据区中,80GB的D740X型号性能也许更差。但我们一般使用硬盘都要分区,C盘大概在5-10GB左右,此时20GB的型号已用到了第4个数据区,而10GB的容量在80GB型号中还没有超出第二个数据区,因此就这个分区的整体性能而言,80GB的显然要占优势。从WinBench的硬盘传输率曲线上就能看出这一点, 80GB型号的最高传输率范围覆盖了更多的空间。不过,上面的对比是较极端的,如果是40GB与60GB的型号去对比就不会这么明显,可以说磁头数相差如果在3个以内,性能的差距将非常微弱,但对有的硬盘,即使磁头数相差3个也基本不会有什么差距。

上为D740X-80GB型号的DTR曲线图,下为D740X-40GB型号的DTR曲线图,以10GB容量为界,可发现40GB型号已经用到了DTR更低的第三个数据区,而80GB型号仍处在DTR更高的第二个数据区,理论性能要强于40GB型号

现在再让我们看看另一个例子——酷鱼四,从曲线图上可以看出其第一个数据区占据了1/3多的柱面,也就是说即使是20GB的酷鱼四,在前10GB容量的性能不见得就比80GB的型号差。所以,具体的差别除了要看磁头相差数量还要看数据区的设置。另外,在产品的生产过程中,厂商可能随时进行改进(不仅指Firmware,还包括元件的优化与改良等),往往会出现新的产品比老产品性能更好的情况,比如WD的CaviarXL系列,评测的1200BB是2001年9月的产品(10月才发布单碟40GB的CaviarXL系列),800BB与400BB都是今年一月和二月的产品(Firmware版本没变),后两者的表现与1200BB相比并无劣势。而IBM则为不同磁头数的型号开发了不同版本的Firmware,使得各型号的性能表现都趋于一致。因此,影响容量与性能的可变因素很多。

上为酷鱼四-60GB型号的DTR曲线图,下为酷鱼四-80GB型号的DTR曲线图,即使以20GB容量为界,可发现60GB型号仍在DTR最高的第一个数据区,理论上性能和80GB型号一样

不过,在本次测试中,最大容量型号的表现基本都很出色,尤其是星钻三代160GB与WD1200AB的CC Winstone 2002表现很抢眼,甚至好过一些7200RPM硬盘。

7、 FDB的作用:

FDB马达对于很多人来说是比较新鲜的,在很多公司的宣传中,FDB的作用被定为减少噪音与热量,甚至能提高性能。这么说似乎有道理,但容易产生误导。BB轴承使用圆形滚珠(材料可为金属或陶瓷)作为主轴与基座之间的运动连接/支撑体,由于滚珠加工精确度产生的必然差异,在主轴高速运转中,滚珠之间会发生碰撞而振动,这就是马达(主轴)噪音的主要根源(其他原因还包括轴承装配精度与力矩的平衡),FDB则使用了液态润滑物质代替滚珠,这样就完全消除了因碰撞产生的噪音。但是,主轴的噪音在硬盘整体噪音中的强度比重较小,而且人耳对其远不如音圈马达寻道噪音敏感(因为频率较低),所以FDB的减噪功能确切的说只有在硬盘空闲时(磁盘空转,磁头不寻址)才能体现。另外,对于热量,滚珠之间磨擦肯定是一个热源,但这与马达电机相比也不算什么,而且FDB的效率往往并不如BB,马达功耗可能会更大。第一块使用FDB的IDE硬盘——希捷的“大灰熊”,其热量之高想必是很多老玩家记忆犹新的,而且即使是不用滚珠的音圈马达的热量也很高。因此主轴马达的主要热源并不在轴承。我们在测试中也发现,现阶段FDB并没有体现出对BB的降热优势。

综上所述,大家要对FDB有一个客观的认识,不能盲目听信宣传,认为FDB肯定比BB好(毕竟转速是固定的,性能不会改变)。至少在目前,FDB并没有多大优势,这可能也是为什么IBM与WD仍没有使用FDB的一大原因。

8、 怎么测试硬盘:

看过不少的硬盘横向测试,虽然使用的软件都一样,但其中的测试方法实在不敢认同。硬盘测试有两个方面,一是硬盘本身的性能,另一个是硬盘对整机性能的影响。对于前者,很多测试人员将被测硬盘也当作是系统硬盘,也划出成多个分区。虽然比较符合实际的应用,但不能真正反映硬盘的性能,而真正符合实际应用的测试并不在于硬盘的单独测试上。事实上,最合理的硬盘单独测试方法是,操作系统与测试软件装在另一个硬盘上,被测硬盘单独接在一个硬盘接口,接下来就是分区,此时必须要将全部容量分成一个区才能体现硬盘的综合性能。现在最常用也是最好用的硬盘测试软件WinBench99就是以分区大小来确定测试区域的,包括DTR、访问时间、应用模拟测试等,在DTR测试中以分区的最外圈磁道开始到分区的最内圈磁道终止,所以如果只用头10GB的容量为一个分区,那么测出来的就是这10GB之内的DTR而不是整个硬盘的,这也是为什么有些数据中,结束端比起始端的数值还要高的原因(如果分区容量没有超出数据区,那么很容易因为误差产生这种结果)。另外,如果测试区域很小,则磁头寻道的时间也会限制在更低的范围内(因为寻道的范围也小了),同样有利于得高分,类似的影响也体现在商业与高端测试中。所以,硬盘单独测试时必须进行全分区!至于用什么样的文件系统就不是很重要了,不过FAT32的得分一般都比NTFS的高,但如果测试条件统一,那么都是有说服力的,成绩排名也不会因为文件系统的改变而改变。

现在再说说整机测试。虽然是硬盘横向测试,但要想知道哪个硬盘对整机性能提升最大,就必须动用Winstone系列软件来进行对比测试了,这可以说是对硬盘的性能终极考试,因为WinBench99相对简单,也不是很全面,更容易被厂商钻空,而Winstone就不一样了,硬盘只是其中的一个子系统,但它也会影响最终的成绩。遗憾的是很多硬盘横向测试中都没有这一项,只是简单的跑跑WinBech99就完了。Winstone测试就要在接近真实使用情况的设置下进行,此时就不能用全分区了,因为现实中很少有人这么做。而测试一般都在被测硬盘的C区,所以容量通常为5-10GB。

在经过正确的硬盘单独与整机测试后,我们就能对被测产品性能有一个比较全面的认识和客观的评价了。
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一、 测试平台

二、 测试方法

本次测试选用了Maxtor ATA-133控制卡,该卡使用PCD20269控制芯片,兼容性、稳定性与性能都很出色,在满足Ultra ATA-133硬盘的同时可充分发挥各款硬盘的性能。对比测试实验结果显示,对Ultra ATA-100硬盘(由于工作模式需要硬盘与控制器双方支持,所以并不会因为控制卡而改变工作模式),性能表现与ICH-2南桥相当,读者完全可以放心(鉴于目前大多用户的实际情况,我们没有做硬盘在Ultra-ATA 33/66接口下的兼容性测试)。

1、 硬盘单独测试:硬盘在测试时基本都关闭了AAM功能以保证非常好的的访问性能,但为了考查AAM对性能的影响,我们也在个别硬盘上进行了对比测试。使用HD Tech测试硬盘底层性能,尤其是数据突发传输率,它体现了硬盘接口控制的效率。在数据列表中,我们只列出随机访问时间、平均写入速度、平均读取速度和CPU占用率。之后将硬盘全分区,文件系统NTFS,簇大小为默认值使用,使用WinBench99测试硬盘的商业/高端应用性能、CPU占用率、访问时间和非常重要的硬盘最外圈与最内圈的DTR。

另外,我们还对硬盘的噪音与热量进行了人性化测试,所谓人性化测试并不是学术上严谨的测试,它只是通过手摸耳闻来感受硬盘在工作时的噪音与发热表现,显然不如用仪器测量的准确,但它符合实际的应用环境。因为细微的测量值变化往往不能引起感觉上的变化,此时即使真的是噪音或热量不同,但给人的感觉是一样的,也就是说人性化测试的精确度虽然差,更接近于现实中硬盘给人产生的实际感觉,如果能感觉到不同,那么就可以证明硬盘在实际应用中给人的感受也不同,自然也就得出了相应的评价。

2、 整机性能表现测试:我们使用了经典的整机性能测试软件Business Winstone 2001 1.0与Content Creation Wintone 2002 1.0版。两者通过运行一些常用软件的工作脚本来测试整机的不同性能,它们所针对的应用是不同的,从它们所包括的软件脚本就可以看出来:

从运行脚本中可以看出Business Winstone 2001的商业办软件的工作数据量不大,而且比较分散,不连贯。Content Creation Wintone 2002则偏重于视频与音频数据流的处理,工作数据量大,而且连续性强。因此Business Winstone 2001的得分对硬盘的访问时间相对敏感, Content Creation Wintone 2002的得分对硬盘的DTR有很大的依赖。所以,两者将是对硬盘的全面考验。

测试时,我们将被测硬盘重新建立10GB的FAT32分区(在磁盘管理器中分区,MB容量栏中统一输入10000),为了追求数据的尽量可靠,测试次数为测试软件默认的5次,这比很多主板测试都要严格。此外,我还做了全分区与10GB分区的对比测试实验,发现两者得分基本一样,所以我们认为与实际使用更为接近的10GB分区测试完全能客观地说明问题,请读者们放心。<

1、测试:

本次测试按转速分为两个组,分别列表如下,由于某些产品的型号过长,而本次参测产品已在上文有了详细介绍,因此只标明容量,至于具体型号结合上文一查便知。其中黑反白的单元格代表此数值为该测试项目的非常好的值。另外,由于WD1200JB这一产品非常特殊,出于厂商的定位与市场策略,以及容易购买性(即可普及性),我们将其单独列在一侧,这样更有助于读者的比较。同样由于市场定位的原因,我们也将WD400EB单独列于一侧。

7200RPM组成绩对比如下:

(点击放大)

5400RPM组成绩对比如下:

(点击放大)

从测试的总体情况来看,无论是7200RPM还是5400RPM产品,对工作噪音尤其是寻道噪音都控制得较好,只有仔细听才能比较出差异,而且AAM开关与否对性能影响不大。从星钻三代与酷鱼四代的对比测试中,我们发现因降噪而延长访问时间并没有对硬盘性能造成多大影响,这对于喜欢安静的朋友应该是个好消息。另外,测试中普遍的现象是7200RPM产品发热量都比较大,不同厂商产品相互间的差别并不明显,而且盘数最多的产品发热量也是同系列中最大的。因此对它们的散热问题要予以更多的关注,尤其是使用多块硬盘的用户。5400RPM产品则让人比较放心,而且由于转速更慢,噪音水平也明显好于7200RPM产品。

有关测试的进一步分析见下文的产品点评。

2、获奖:

本次横向测试,我们为每个转速组设立了三个奖项,分别是特别荣誉、非常好的性能和非常好的性价比。通过详细的测试与综合分析,我们决定将它们颁予下列产品:

本次获奖产品不是具体的型号而是一个系列,原因在于我们认为作为以同一单碟容量和技术生产的系列产品之间并没有可比性,重要的是要与其他厂商的同规格系列产品做比较,这样综合起来就可以为读者提供一个更为合理的选购推荐,因为用户对容量的要求并不是统一的。而测试成绩也表明,获奖系列中并不是某个产品突出而是体现着整体优势,读者可以在该系列中自行挑选适合自己的容量型号。有关具体的获奖评述见下面的产品点评。<

在下面的点评中,我们给出了每一系列产品具有代表性的DTR曲线图(一般的,系列中每款硬盘的曲线图都基本一致),个别情况我们会登出两幅作比较说明。另外,我们还给出了各系列的综合量化雷达图,分为性能、售后、噪音、价格、发热五项指标。每项指标最高分为100,某项分值越高代表此项表现越好,最后形成的五边形面积越大,综合指标越高(注:由于试用时间的限制,本次测试无法对硬盘的可靠性进行衡量,更多的是提供性能方面的参考,请读者理解)。

IBM Deskstar 120GXP系列 

120GXP-120GB型号的DTR曲线图,可看出“台阶”更为密集 

首先值得一提的是,120GXP在盘面上划分了31个数据区,这是非常少见的,从理论上讲数据区越多对存储容间的利用也就越合理,传输率下降也越平滑,IBM就是想通过精确量化数据区的SPT来提高硬盘的性能。在测试中,120GXP的性能没有让人失望,继续保持着IBM的应有水准。测试成绩与WD的CaviarXL系列并驾齐驱,各有侧重。由于寻道时间更短时访问速度更快,从而在商业办公领域更胜一筹,并最终与CaviarXL系列一同获得“非常好的性能”奖。不过,120GXP在保持性能的同时,硬盘的温度与噪音控制略显一般,温度表现在7200RPM产品中属中等水平,寻道噪音虽然强度较低但挺清脆(声音频率高),如果是夜深人静时,仍然会比较明显。价格方面,120GXP并不算贵,在市场上很具竞争力。

迈拓DiamondMax Plus D740X系列

D740X系列的性能表现在7200RPM组属中上游水平,综合性能略强于酷鱼四代,D740X的访问速度可以与120GXP有一拼,但在DTR方面处明显的劣势。在温度与噪音方面,AAM设为安静时寻道噪音有下降,关闭时噪音频率不如120GXP高,因为声音频率低,清晰度差一些,所以人耳感觉并不明显。温控方面,D740X的表现不太好,温度较高,而使用FDB的80GB型号并没有体现出对使用BB的40GB型号的优势,甚至更热,这也许与多一张盘片有关。价格方面,D740X系列是目前最贵的7200RPM产品,但这背后有着强大的服务体系。完全可以说,无论从产品包装(精制盒装)、产品说明(附增硬盘安装手册)还是售后服务(有别于其他厂商的三年全国范围的质量联保与快速反应机制),迈拓在国内的表现都是最好的。这其中,作为迈拓总代理的建达蓝德为迈拓产品的本地化和与国际接轨方面做出了不小的努力。最近我们也询问过蓝德的有关人员,他们准备在今年内进一步加大售后方面的投资,让用户买到更为放心的产品(注:DTR曲线图见前文)。

三星SpinPoint P40系列

三星P40-80GB型号的DTR曲线图,前半部的“台阶”下降幅度很小,有助于保持较高的DTR 

作为进入中国硬盘市场,角逐7200RPM领域的新生力量,P40给我们带来一份惊喜。它的性能虽然并没有让我们眼前一亮,但与前辈相比,可谓进步显著。而且在与D740X和酷鱼四的比较中,差距也并不明显。在此基础上,P40噪音方面的表现给我们很深的印象,尤其是噪音,虽没有借助AAM,但凭借着自己的专利技术,P40在7200RPM产品中的噪音是最小的,甚至小于某些5400RPM的产品。发热量表现则和120GXP相当。很适合喜欢安静而又对性能要求不苛刻的用户。其实按照三星的策略,非常注重OEM市场,而从P40的表现看,也符合这一定位。另外,三星硬盘的可靠性近一时期在OEM界的口碑保持得不错,这会不会增强其在零售市场上的竞争力呢?就看市场的回答了。

希捷酷鱼四系列

作为第一个单碟40GB的7200RPM产品,酷鱼四令人尊敬。其数据区的设置同样非常罕见,与其他硬盘相比第一个数据区占据了多得多的柱面,这对盘片的伺服设计将是一个考验,虽然可长时间保持起始DTR,但也造成了后面DTR下降明显的结果。在本次测试中,酷鱼四的性能表现中规中矩,在7200RPM产品组里属中流水平,但它的噪音控制水准相对于前辈有着质的飞跃,工作时噪音达到了P40的水平,是本次测试中最安静的硬盘之一。不过,酷鱼四的发热量很大,在7200RPM组中表现较“突出”。在价格方面,酷鱼四则体现了无可比拟的优势,性价比很高,因此荣获“非常好的性价比”桂冠。另外,我们还针对酷鱼四3.19版本的Firmware进行了对比测试,发现其与3.10版相比,性能有略微提升。

WD CaviarXL系列 

上为CaviarXL-120GB型号的DTR曲线图,下图是40GB型号的DTR曲线图,可见磁头数越少曲线图越好看 

CaviarXL系列给人的感觉是充满体力,性能强劲,这在测试成绩中已经完全体现出来了。不过它的传输率曲线是最难看的,只有400BB还能明显看出台阶状并可推测出为19个数据区,磁头数越多曲线则越难看,这似乎显示着WD内部控制的“个性”(如磁道或柱面转换控制,扇区划分等)。CaviarXL系列的DTR表现令人兴奋,接近了50MB/s,并因此勇夺Content Creation Wintone的测试冠军,相比之下商业应用性能则仅次于120GXP,并最终与120GXP共同荣获“非常好的性能”奖。在温度方面,CaviarXL系列的表现并不是很好,尤其是1200BB,可能是由于三张盘的缘故,发热量比酷鱼四还高,但80与40GB型号的表现较好。至于噪音,则与D740X关闭AAM时差不多(特别为安静设计的WD400BB-32CJA0的降噪优势并不十分明显),只是主轴噪音的频率稍高,如果在安静的环境中,将更容易察觉。价格方面,基本与120GXP相当,性价比较好。

WD CaviarXL SE系列

1200JB的DTR曲线图,剧烈波动的形态似乎预示着其内部独特的设计

如果它像CaviarXL系列那样,是WD的正规的市场零售产品,那么非常好的性能奖肯定别无悬念,8MB缓冲区所带来的好处立竿见影。但到本刊截稿时止,WD仍没有将它“特别版本”(SE的含义)的身份取消。虽然现在市场上已经有现货流通,可官方的说法仍是预定购买。所以,我们在评奖时也不能以一个普通的零售产品看待它。单碟40GB的CaviarXL SE系列目前只有WD1200JB一款,它在WD1200BB的基础上大幅提高了应用性能,同时保持了噪音水平,发热量也有所下降,这也许跟大容量缓冲减少了硬盘寻址的动作有关。至于价格,市场价只比1200BB贵100多元,还能说什么呢?如此优秀的性能,如此的价格再加上如此特殊的官方态度,毫无争议的获得了“特别荣誉”奖。最后,要告诉大家一个好消息,WD将于近期推出40、80、100GB容量的CaviarXL SE系列新成员(都是单碟40GB),请JB信徒们密切关注市场动态。<

迈拓DiamondMax D540X系列

D540X-160GB型号的DTR曲线图,显得非常工整漂亮 

IDE硬盘中的巨人,是第一个突破137GB逻辑寻址限制的硬盘,160GB的最高容量少有,而且它在扩展容量的同时还保持着很好的性能,其中,160GB型号的综合性能已经直逼某些7200RPM产品。这些表现使其获得本组“特别荣誉”奖。不过160GB的型号似乎已经与我们今年第一期评测的型号有了内部改变,即使关闭了AAM访问时间也明显延长,不知是否从此就改用新的标准了。但4D系列仍然保持了较好的访问速度。D540X系列的发热与噪音表现令人满意,相对的,关闭AAM后噪音要比AAM明显一些。价格方面,D540X在5400RPM中价格劣势并不突出,此时完善的售后服务与完整的容量型号就为其增添了性价比的砝码,并最终与WD Caviar系列共获“非常好的性价比”奖,总的来说,它们侧重于两种不同的消费取向。

希捷的U Series 6系列

U6-40GB型号的DTR曲线图,从中可发现外圈数据区的下降幅度似乎不太合理 

酷鱼四的同胞兄弟,40GB时代的元老。在测试中,我们发现U6的重点不在性能,如果以性能说事,它可以说一无是处,这应该与它的市场定位有关。在热量与噪音方面U6控制得较为出色,尤其是噪音是5400RPM中最小的。它的价格在5400RPM产品中也非常便宜,与WD的Caviar系列旗鼓相当,可是由于市场策略的缘故,最高80GB的型号今后将从零售市场消失,再加上性能的原因,其性价比也稍显逊色。

WD Caviar系列 

Caviar系列-120GB型号的DTR曲线图,同样是具有WD个性的“剧烈波动” 

在5400RPM产品组中是无可争议的性能冠军,因此也毫无异议地获得“非常好的性能”奖,其DTR曲线表现与CaviarXL如出一辙。与其他产品相比,Caviar的访问速度与DTR表现十分出众,不知其转速是否真的高于5400RPM。在Content Creation Wintone综合应用测试中,Caviar的表现令人惊讶,完全可以与7200RPM产品相抗衡。即使是在商业应用测试中也不输给某些7200RPM产品,性能优势非常突出。在热量和噪音方面,Caviar表现也不错,只是噪音略大。至于售价,Caviar也非常有竞争力,与U6不相上下,结合其出众的性能,再次获得了 “非常好的性价比”奖。

WD Protégé系列

Protégé系列40GB型号的DTR曲线图,从中可见第一个数据区跨度很大有助于保持起始DTR 

Protégé系列的表现应该是最出乎人们预料的,简化的部件设计并没有使性能下降,相反在5400RPM组中处上游水平,完全可以与Caviar系列一较高低。从DTR曲线图上可发现其盘片的磁道设计与Caviar系列不一样,第一个数据区的柱面数更多,这对性能的提高显然有帮助。而且由于只有一张盘的原因,发热表现很好,噪音则比Caviar更小。在价格方面,同等容量也比Caviar稍低,性价比也非常突出,但考虑到容量型号的局限性和WD官方的不以零售市场为主的市场策略,与“非常好的性价比”奖失之交臂。<

当你看到这个专题时,单碟60GB与80GB的产品也整装待发了,它们将以更低的成本提供相同容量的产品,而且接口形式也将发生变化。在很多公司今年下半年的新产品系列中,都有Serial ATA(串行ATA)接口的可选型号,虽然仍以并行ATA为主打产品,虽然Serial ATA在其中只是一个选项,但也意味着一个新时代的真正到来,这是今年IDE硬盘最大的技术性转变。与之相比,其他技术的进步是相对次要的。然而,现有的单碟40GB的产品在年内并不会消失,它将占据年内大部分的市场,因此年内装机的朋友少不了对它们的关注。本次专题希望能借此机会,从技术解析、误区消除等多方面加深大家对硬盘的正确理解,而横向测试只是作为导购性辅助内容存在,因为它是有条件的对比,更有时效性的限制,但一些本质的东西却不会因时间而改变。所以,正确理解与认识一个事物才是最重要的,这也是《电脑高手》制作本专题的最大愿望——能给您提供永久性的帮助!

附注:什么是AAM?

AAM是自动声学(噪音)管理子集(AAM,Automatic Acoustic Management)的英文缩写,是由希捷公司在1999年提出的一个技术规范。旨在通过调节专用寄存器值来控制硬盘的寻道行为,进而改变寻道噪音表现。从降噪原理上讲,AAM是通过改变音圈马达的驱动信号锐度(即驱动信号变化的快慢)来控制寻道时的加速度,降低音圈尾端与限位片的碰撞强度——这是寻道噪音的主要来源。很多厂商的寻道降噪技术也都是以此为出发点而开发的。

从ATA-5规范第三版开始,加入了AAM寄存器设置。也就是说现在凡是符合ATA-5规范的硬盘都有AAM寄存器。AAM使用的是一个8位寄存器,有00-FFh(十六进制)共256个数值,但对我们普通用户起作用的就是以下范围的数值(括号中为十进制数值):

有人可能认为这里的FEh就是关闭AAM,其实关闭AAM需要单独一个指令控制,这里的FEh是指在打开AAM的情况下尽量保证寻道性能,效果基本上与关闭AAM时一样。

Feature Tool的AAM设置界面,非常直观

普通的用户如何查看硬盘的AAM设置,或者怎么去改变设置值呢?IBM的Feature Tool工具软件是个好帮手,只要硬盘支持AAM,不管是哪个厂商的都可以使用,建议大家试试。
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