深度解析混合硬盤的誘惑

藍(lán)色

對(duì)于那些熱愛(ài)DIY的普通玩家來(lái)說(shuō)，除了傳統(tǒng)機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤外，其實(shí)還有第三種方案可供選擇：它就是固態(tài)混合硬盤，混合硬盤在成本和性能之間更加均衡，1TB容量的混合硬盤不過(guò)499元，單從價(jià)格來(lái)看它的確頗具吸引力。

混合硬盤有兩種工作方式，第一種工作方式是將獨(dú)立的SSD作為緩存。這個(gè)緩存相當(dāng)于降低速度的內(nèi)存，使用時(shí)的速度提升很顯著，用起來(lái)相當(dāng)過(guò)癮，使得整個(gè)機(jī)械硬盤擁有接近固態(tài)硬盤的使用感受?；旌嫌脖P的另一種工作方式是SSD緩存記憶技術(shù)，它把SSD作為記憶緩存，并非全盤接收全部活動(dòng)的數(shù)據(jù)，而是有選擇性的預(yù)存數(shù)據(jù)，因此它的使用壽命更長(zhǎng)，相對(duì)來(lái)說(shuō)也更加安全。

縱觀目前的硬盤市場(chǎng)，大體上由機(jī)械硬盤、固態(tài)混合硬盤、固態(tài)硬盤形成了三足鼎立之勢(shì)，對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)，我們對(duì)機(jī)械硬盤固然是熟悉得不能再熟悉了，而固態(tài)硬盤則以優(yōu)異的讀寫性能獲得“性能發(fā)動(dòng)機(jī)”的美譽(yù)，兩者間的速度高下很顯然是能夠輕易感知的。而最近推出的新一代混合硬盤，的確有點(diǎn)士別三日的感覺(jué)，但是否能讓人刮目相看呢？我們不妨來(lái)一同探究，看看混合硬盤的誘惑究竟在哪里。

有關(guān)機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤的選擇，曾鬧出這么一個(gè)笑話：“窮人和富人的區(qū)別，窮人用1TB機(jī)械硬盤，富人用1TB固態(tài)硬盤?！焙翢o(wú)疑問(wèn)，這表明了兩類硬盤間巨大的價(jià)格差異（當(dāng)然，兩者間的性能差異同樣巨大）。事實(shí)上，對(duì)于那些熱愛(ài)DIY的普通玩家來(lái)說(shuō)，其實(shí)還有第三種方案可供選擇：它就是固態(tài)混合硬盤，混合硬盤在成本和性能之間更加均衡，1TB容量的混合硬盤不過(guò)499元，單從價(jià)格來(lái)看它的確頗具吸引力。

對(duì)此，業(yè)內(nèi)專家也曾預(yù)言固態(tài)混合硬盤將取代機(jī)械硬盤，看來(lái)這并非空穴來(lái)風(fēng)。固態(tài)混合硬盤在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生，它具備機(jī)械硬盤的容量?jī)?yōu)勢(shì)，同時(shí)還兼顧了固態(tài)硬盤的性能優(yōu)勢(shì)，并且它的價(jià)格也顯得較為平易近人。固態(tài)混合硬盤如此“德才兼?zhèn)洹?，無(wú)疑使它成為不少消費(fèi)者關(guān)注的焦點(diǎn)，下面，我們就來(lái)具體介紹混合硬盤的工作原理，并探討、分析它的諸多優(yōu)勢(shì)之處。

若僅從外觀來(lái)看，混合硬盤和傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤沒(méi)有太大差異，甚至，兩者的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)也沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。混合硬盤與機(jī)械硬盤的主要分別在于硬盤的PCB基板，混合硬盤在電路中加入了SSD閃存部分，從拆解下來(lái)的PCB基板可以看到，混合硬盤的PCB上集成了閃存和主控芯片，因此它的PCB基板尺寸更大（對(duì)比傳統(tǒng)機(jī)械硬盤），顯得電子元件更為密集。

工作方式一：SSD緩存加速技術(shù)

混合硬盤有兩種工作方式，第一種工作方式是將獨(dú)立的SSD作為緩存。這個(gè)緩存相當(dāng)于降低速度的內(nèi)存，使用時(shí)的速度提升很顯著，用起來(lái)相當(dāng)過(guò)癮，使得整個(gè)機(jī)械硬盤擁有接近固態(tài)硬盤的使用感受。

其實(shí)，SSD緩存加速技術(shù)應(yīng)用得很普遍，比如我們見(jiàn)過(guò)的英特爾智能加速技術(shù)、SSD廠家生產(chǎn)的SSD緩存盤等均采用此項(xiàng)技術(shù)。它們將SSD依附在機(jī)械硬盤上，用戶通過(guò)手動(dòng)或者程序自動(dòng)把SSD建立一個(gè)加速緩沖區(qū)，為主體的機(jī)械硬盤提供緩存加速服務(wù)。

混合硬盤看上去很美，但這種技術(shù)有兩個(gè)致命的地方：首先，數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠性不夠理想，SSD需要緩存全盤接收的活動(dòng)數(shù)據(jù)，而且需要快速擦寫退出那些不用的數(shù)據(jù)，會(huì)快速消耗SSD P/E的壽命值；其次、緩存和內(nèi)存一樣在關(guān)機(jī)之后數(shù)據(jù)消失。

工作方式二：緩存記憶技術(shù)

混合硬盤的另一種工作方式是SSD緩存記憶技術(shù)，它把SSD作為記憶緩存，并非全盤接收全部活動(dòng)的數(shù)據(jù)，而是有選擇性的預(yù)存數(shù)據(jù)，因此它的使用壽命更長(zhǎng)，相對(duì)來(lái)說(shuō)也更加安全。

緩存記憶技術(shù)的工作原理是把頻繁使用的各種應(yīng)用、數(shù)據(jù)預(yù)存到SSD緩存，這個(gè)緩存具備學(xué)習(xí)和記憶功能，且它預(yù)存的數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)殛P(guān)機(jī)而消失。

希捷是最早把SSD緩存記憶技術(shù)應(yīng)用到混合硬盤中的，至今已三年有余。最新一代的希捷3.5英寸混合硬盤的架構(gòu)和工作原理不變，硬盤容量擴(kuò)大到1TB/2TB/4TB等三種規(guī)格。接下來(lái)，我們就來(lái)分析3.5英寸混合硬盤的內(nèi)部構(gòu)造和相關(guān)工作原理。

希捷3.5英寸1TB混合硬盤拆解

希捷的3.5英寸盤體和普通硬盤基本一致，主要差異是背部的PCB板，我們從上圖可以看到，它多出了一個(gè)海力士8GB SLC閃存和主控芯片。8GB的SLC閃存芯片主要是通過(guò)Adaptive Memory技術(shù)實(shí)現(xiàn)自我學(xué)習(xí)，這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上是一種自學(xué)習(xí)算法，它能夠?yàn)樽畛Ｓ玫膽?yīng)用程序和頻繁操作的文件提供類似SSD的響應(yīng)。Adaptive Memory選擇性地拷貝最頻繁讀取的數(shù)據(jù)，以及檢索至閃存比較費(fèi)時(shí)間的數(shù)據(jù)，協(xié)助閃存和機(jī)械硬盤之間的通信與數(shù)據(jù)智能交換。

希捷的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是：“FAST Factor閃存管理”，它通過(guò)主控芯片可無(wú)縫集成硬件、固件和高速NAND閃存，同時(shí)能夠在各種各樣的配置條件下，通過(guò)任意操作系統(tǒng)和任意驅(qū)動(dòng)程序，維護(hù)任意系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)快速的應(yīng)用加載和類似SSD的總體系統(tǒng)響應(yīng)速度。

希捷將FAST Factor和Adaptive Memory兩項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合，能夠創(chuàng)建即時(shí)響應(yīng)、即時(shí)啟動(dòng)和即時(shí)滿意的用戶體驗(yàn)。

另外，即使用戶關(guān)機(jī)，保存在混合硬盤閃存中的數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，除非進(jìn)行格式化或碎片整理。和傳統(tǒng)硬盤一樣，用戶仍然需要對(duì)混合硬盤進(jìn)行磁盤碎片整理，但這會(huì)讓閃存中通過(guò)“學(xué)習(xí)”保存下來(lái)的緩存清零，因此對(duì)于這樣的硬盤用戶最好降低碎片整理的頻度。

三大陣營(yíng)

接下來(lái)，我們向讀者展示三種不同形態(tài)的硬盤，為了方便性能對(duì)比，我們以1TB容量為基準(zhǔn)線，并列舉各自不同領(lǐng)域的代表性產(chǎn)品。它們分別是1TB固態(tài)硬盤；1TB固態(tài)混合硬盤和1TB的傳統(tǒng)機(jī)械硬盤。

三星840 EVO 1TB固態(tài)硬盤

參考價(jià)格：3599元

SSD固態(tài)硬盤的工作原理和磁盤陣列有相似的一面，它并不是單純一塊硬盤。它通過(guò)至少兩個(gè)以上的閃存芯片組成，SSD廠家設(shè)計(jì)算法由主控芯片對(duì)閃存并行讀寫控制。endprint

三星840 EVO 1TB SSD是目前單塊家用SATA SSD中容量最大的頂級(jí)產(chǎn)品，它采用400MHz頻率的三核ARM主控，最先進(jìn)的10nm級(jí)閃存，以及1GB獨(dú)立緩存。它的性能介于“三星840 PRO”和“840系SSD”之間。

3.5英寸希捷1TB固態(tài)混合硬盤

參考價(jià)格：499元

固態(tài)混合硬盤顧名思義，就是機(jī)械硬盤與固態(tài)硬盤的結(jié)合體。混合硬盤一般采用了8到16GB的閃存顆粒來(lái)保存“熱”數(shù)據(jù)，而磁盤才是最為重要的存儲(chǔ)介質(zhì)。固態(tài)混合硬盤中的閃存僅起到了緩沖作用，將更多的常用文件保存到閃存，減小尋道時(shí)間，提升效率。

新近上市的希捷1TB混合硬盤是此類硬盤中的佼佼者，它具備新酷魚1TB硬盤的盤體，8GB SSD模塊，而價(jià)格只要499元，可謂是平易近人。參考前面展示的硬盤外觀圖，可以看到，1TB普通硬盤和混合硬盤在結(jié)構(gòu)上是非常相似的。

3.5英寸西部數(shù)據(jù)1TB傳統(tǒng)機(jī)械硬盤

參考價(jià)格：340元

家喻戶曉的機(jī)械硬盤看似普普通通，給人的感覺(jué)也很中古，但實(shí)則為科技含量?jī)H次于CPU的高科技產(chǎn)物。機(jī)械硬盤的核心是磁盤碟片，輔于馬達(dá)伺服機(jī)械結(jié)構(gòu)，正式這種運(yùn)作方式制約了機(jī)械硬盤的讀寫速度。

本次入列的機(jī)械硬盤是來(lái)自西部數(shù)據(jù)的單碟1TB藍(lán)盤，在目前的1TB機(jī)械硬盤中，它的性能排名第三。西部數(shù)據(jù)1TB藍(lán)盤采用單碟1TB技術(shù)、伺服馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為7200RPM，并具備64MB緩存。

性能對(duì)比

對(duì)于這3款各具特色的硬盤，它們間的性能高下自然是我們關(guān)注的重點(diǎn)，在這一環(huán)節(jié)，Benchmark軟件當(dāng)然不能缺席，測(cè)試軟件能非常直觀地體現(xiàn)出讀寫性能的差異。另外，我們還嘗試加入了一些常用軟件的測(cè)試項(xiàng)目，來(lái)模擬實(shí)際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)，以期能更真實(shí)地反映不同硬盤技術(shù)間的性能差異。下面，我們就進(jìn)入3類1TB硬盤的性能對(duì)比環(huán)節(jié)。

注：此次測(cè)試平臺(tái)為英特爾i5-3570K處理器和技嘉Z77主板組成，基本屬于主流偏上的配置，可以滿足大部分主流用戶參考。

CrystalDiskMark

CrystalDiskMark（一般縮寫為CDM）是一款簡(jiǎn)單易用的硬盤性能測(cè)試軟件，其測(cè)試項(xiàng)目非常全面，涵蓋連續(xù)讀寫、512K和4KB數(shù)據(jù)包隨機(jī)讀寫性能，以及隊(duì)列深度（Queue Depth）為32的情況下的4K隨機(jī)性能。隊(duì)列深度描述的是硬盤能夠同時(shí)激活的最大IO值，理論上，隊(duì)列深度越大，實(shí)際性能也會(huì)越高。

在基礎(chǔ)的讀寫速度對(duì)比中，三星1TB SSD的讀寫速度一騎絕塵，優(yōu)秀的性能表現(xiàn)毫無(wú)懸念地全面領(lǐng)先固態(tài)混合硬盤和機(jī)械硬盤。在這項(xiàng)測(cè)試中，3.5英寸的希捷1TB混合硬盤和西數(shù)單碟1TB藍(lán)盤均不占優(yōu)勢(shì)。我們不禁要問(wèn)，固態(tài)混合硬盤是靠什么具備固態(tài)硬盤的性能？答案就是SSD模塊的記憶功能，固態(tài)混合硬盤并不是以讀寫速度見(jiàn)長(zhǎng)。

HDTune尋道時(shí)間對(duì)比

HD Tune是一款硬盤性能診斷測(cè)試工具。它能檢測(cè)硬盤的傳輸率、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)存取時(shí)間、CPU 使用率、健康狀態(tài)，溫度及掃描磁盤表面等。另外，還可詳細(xì)檢測(cè)出硬盤的固件版本、序列號(hào)、容量、緩存大小以及當(dāng)前的傳送模式等。

所謂尋道時(shí)間，通俗一些的解釋就是一款磁盤產(chǎn)品從得到命令到找到數(shù)據(jù)的時(shí)間，傳統(tǒng)機(jī)械硬盤由于復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，從得到指令以后，驅(qū)動(dòng)磁頭臂，盤片旋轉(zhuǎn)等都要耗費(fèi)大量的時(shí)間，所以平均尋道時(shí)間幾乎都在11ms以上，萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的服務(wù)器SAS硬盤最快也只能達(dá)到5ms左右，過(guò)長(zhǎng)的尋道時(shí)間會(huì)嚴(yán)重影響磁盤的執(zhí)行效率，在這方面，SSD因?yàn)闆](méi)有機(jī)械結(jié)構(gòu)，所以無(wú)疑具有非常領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)。

從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，憑借SSD模塊的記憶功能，希捷1TB混合硬盤在數(shù)據(jù)尋址時(shí)間測(cè)試中所表現(xiàn)出的效率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了西部數(shù)據(jù)單碟1TB藍(lán)盤，性能僅稍稍落后于三星840 EVO 1TB SSD。這也為固態(tài)混合硬盤在執(zhí)行軟件、游戲時(shí)得以高效運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

Windows 7開(kāi)機(jī)時(shí)間

在實(shí)際應(yīng)用中，開(kāi)機(jī)時(shí)間是大家關(guān)心的熱門話題，不難發(fā)現(xiàn)，很多所謂的性能優(yōu)化軟件都會(huì)十分討巧地內(nèi)置了開(kāi)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間監(jiān)控。在本次測(cè)試中，我們使用“金山衛(wèi)士開(kāi)機(jī)助手”進(jìn)行Windows 7系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)間計(jì)算。

從測(cè)試結(jié)果可以看到，3.5英寸希捷1TB固態(tài)混合硬盤的首次啟動(dòng)時(shí)間與普通硬盤沒(méi)有差別；但執(zhí)行第2次啟動(dòng)時(shí)，固態(tài)混合硬盤即可達(dá)到SSD的性能水平，開(kāi)機(jī)啟動(dòng)耗時(shí)僅為17秒；當(dāng)執(zhí)行第3次啟動(dòng)時(shí)，開(kāi)機(jī)時(shí)間進(jìn)而減至15秒，性能提升還是相當(dāng)顯著的。

軟件應(yīng)用PK：Photoshop啟動(dòng)時(shí)間

在分析了Windows 7操作系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間之后，我們?cè)賮?lái)測(cè)試應(yīng)用程序的啟動(dòng)時(shí)間，看看固態(tài)混合硬盤是否也能在這一環(huán)節(jié)起到一定的加速作用。對(duì)此，我們選擇了流行的Photoshop CS軟件進(jìn)行測(cè)試，計(jì)算應(yīng)用程序啟動(dòng)所需要的時(shí)間。

在Photoshop制圖軟件啟動(dòng)測(cè)試中，固態(tài)硬盤和固態(tài)混合硬盤的速度優(yōu)勢(shì)都非常突出，3.5英寸希捷1TB混合硬盤的啟動(dòng)速度甚至趕上了應(yīng)用SSD的系統(tǒng)。對(duì)比西部數(shù)據(jù)單碟1TB藍(lán)盤，固態(tài)混合硬盤和固態(tài)硬盤大致可節(jié)省超過(guò)6秒的啟動(dòng)時(shí)間。需要注意的是，固態(tài)混合硬盤雖然能顯著優(yōu)化大、中型軟件的啟動(dòng)時(shí)間，但它需要用戶多次啟動(dòng)軟件，然后記錄該軟件的熱數(shù)據(jù)，才能達(dá)到最佳的優(yōu)化效果。

《Crysis3 孤島危機(jī)》加載時(shí)間對(duì)比

游戲載入的快慢通常會(huì)顯著影響用戶的使用體驗(yàn)，下面我們就將對(duì)大型3D游戲的加載速度進(jìn)行測(cè)試，分析3.5英寸1TB機(jī)械硬盤、固態(tài)混合硬盤以及2.5英寸1TB SSD的實(shí)際執(zhí)行效率差距。

孤島危機(jī)系列游戲已經(jīng)不能用一款普通的游戲來(lái)形容它了，除了是一款出名的FPS游戲之外，它更多的是用來(lái)測(cè)試各種高端顯卡等硬件設(shè)備的測(cè)試工具，也有著“硬件危機(jī)”之稱。所以當(dāng)《孤島危機(jī)3》一經(jīng)推出便受到了廣大玩家的追捧，更是將能夠流暢運(yùn)行最高畫質(zhì)下的《孤島危機(jī)3》當(dāng)成一種炫耀的標(biāo)準(zhǔn)。endprint

在《孤島危機(jī)3》載入時(shí)間測(cè)試中，當(dāng)?shù)?次加載游戲數(shù)據(jù)時(shí)，3.5英寸希捷1TB混合硬盤和西部數(shù)據(jù)單碟1TB藍(lán)盤所消耗時(shí)間均在19-20秒?yún)^(qū)間，固態(tài)混合硬盤的性能并沒(méi)有與普通機(jī)械硬盤之間拉開(kāi)距離。當(dāng)?shù)?次加載游戲之后，希捷1TB固態(tài)混合硬盤的游戲加載速度有了大幅提升，它的消耗時(shí)間甚至趕上三星840 EVO 1TB 固態(tài)硬盤，達(dá)到了SSD的應(yīng)用效果。

《使命召喚6》游戲加載時(shí)間對(duì)比

對(duì)于喜歡第一人稱射擊游戲的玩家來(lái)說(shuō)，使命召喚第四代《使命召喚4：現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)》至今恐怕還令人記憶猶新，它以出色的畫面表現(xiàn)與真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)氣氛渲染贏取了無(wú)數(shù)玩家的好評(píng)。作為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的續(xù)作《使命召喚6：現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)2》，在研發(fā)過(guò)程便被眾多玩家所期待。和前面的《孤島危機(jī)3》相比，《使命召喚6》則屬于輕度應(yīng)用的3D大型游戲。SSD、固態(tài)混合硬盤之間容易拉開(kāi)啟動(dòng)時(shí)間的差距。

測(cè)試中，當(dāng)首次加載游戲時(shí)，3.5英寸希捷1TB固態(tài)混合硬盤的加載時(shí)間較之西部數(shù)據(jù)單碟1TB硬盤略快，此時(shí)固態(tài)混合硬盤與機(jī)械硬盤間尚未拉開(kāi)性能差距。當(dāng)執(zhí)行到第3次游戲加載后，3.5英寸希捷1TB固態(tài)混合硬盤逐漸發(fā)揮出SSD的應(yīng)用效果，由系統(tǒng)桌面到進(jìn)入游戲的時(shí)間也逐漸縮短，可見(jiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中，固態(tài)混合硬盤與機(jī)械硬盤的有著截然不同的執(zhí)行效果。

總結(jié)

后PC時(shí)代什么最重要？答案無(wú)疑是速度。在這個(gè)快節(jié)奏的生活環(huán)境中，人們對(duì)于電腦的速度有著更高的要求。然而，CPU無(wú)論如何再升級(jí)、顯卡無(wú)論如何再提升，對(duì)于我們?nèi)粘Ｊ褂糜?jì)算機(jī)都已經(jīng)沒(méi)有太大的幫助，性能過(guò)剩使得大家越來(lái)越開(kāi)始關(guān)注硬盤性能，因?yàn)樗呀?jīng)是目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中絕對(duì)的瓶頸。

在固態(tài)硬盤突飛猛進(jìn)的同時(shí)，作為存儲(chǔ)業(yè)的巨頭希捷開(kāi)始推出基于傳統(tǒng)硬盤和固態(tài)硬盤之間的折中產(chǎn)品，也就是我們目前看到的混合硬盤，而新產(chǎn)品的問(wèn)世無(wú)疑提供了一個(gè)性價(jià)比更均衡的存儲(chǔ)解決方案，同時(shí)也給用戶帶來(lái)了更多的選擇。

從測(cè)試結(jié)果可以看到，希捷3.5英寸固態(tài)混合硬盤對(duì)實(shí)際應(yīng)用軟件和游戲能起到有效的加載優(yōu)化作用。由于日常的計(jì)算機(jī)操作僅須訪問(wèn)很小一部分的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，因此主機(jī)需要的大部分常用數(shù)據(jù)將按要求存放于固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備中。在這種情況下，系統(tǒng)性能得以大幅度改善，因?yàn)閿?shù)據(jù)存放、讀取和提交給主機(jī)所花費(fèi)的時(shí)間顯著減少了。

機(jī)械硬盤如果不增加容量（比如今年擴(kuò)大到10TB），還保持低價(jià)，恐怕也是窮途末路。作為廠商而言，未雨綢繆，發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)的真空地帶，推出適銷對(duì)路的產(chǎn)品也是審時(shí)度勢(shì)的做法。如今大容量SSD價(jià)格尚高，選一塊價(jià)格低廉的混合硬盤的確是不錯(cuò)的選擇。499元1TB的容量，這個(gè)價(jià)錢僅比機(jī)械硬盤貴一點(diǎn)-和西部數(shù)據(jù)黑盤相當(dāng)，但固態(tài)混合硬盤的性能絕對(duì)是可圈可點(diǎn)，其立竿見(jiàn)影的加速效果更是令人印象深刻，突出的性能優(yōu)勢(shì)絕非普通機(jī)械硬盤可相提并論?！鮡ndprint