【突破2.1命运之轮！三厂商3TB硬盘横评】-硬盘大讨论论坛-ZOL中关村在线

突破2.1命运之轮！三厂商3TB硬盘横评

 

 楼主 发表于 2011-04-01 10:03:19

 

    硬盘的速度早已进入了TB级时代，从1TB到2TB，再到如今的3TB。不过，从2TB到3TB，并不是简单提升一个TB容量的概念。因为传统32位的MBR分区最高只能支持2.1TB容量的分区，而BIOS+MBR的方式已经沿用了几十年，把这个2.1TB的限制称之为“命运之轮”，并不夸张。

    因此，其实3TB硬盘的出现可以意味着一个新旧的交替，不仅是传统MBR向GPT分区的转变，还意味着32位系统向64位系统的转变，以及传统BIOS向UEFI的转变。所以，3TB硬盘的意义，我们称之为突破“命运之轮”。

    在进入正式的内容之前，我们有必要花一点时间，来简单了解下MBR和GPT分区的意义。

    MBR，全称是Master Boot Record，直译过来叫主引导记录，是电脑开机后访问硬盘时所必须要读取的首个扇区。主引导扇区记录着硬盘本身的相关信息以及硬盘各个分区的大小及位置信息，是数据信息的重要入口。

    MBR包含一个64个字节的硬盘分区表，每个分区信息需要16个字节，对于采用MBR型分区结构的硬盘，最多只能识别4个主要分区，一个分区所支持的最大的容量为2.1TB。

    GPT的全称是GUID Partition Table，直译全局唯一标识分区表。最早是Windows Server 2003中的一种新型磁盘架构，作为Intel EFI计划的一部分引入，基于64位系统，与传统的32位磁盘分区完全不同。

    GPT允许每个磁盘最多128个分区，支持最高18EB的分区大小。可以看到，GPT出现之后一段时间，硬盘容量瓶颈不会在于分区方式，而在于Windows系统支持的容量大小，以及NTFS文件系统（每个分区限制256TB）。

 

BIOS的继承者：UEFI

 

    采用传统BIOS的主板对GPT分区支持不好（通常情况下不能作启动盘），需要EFI系统的主板才能对GPT提供良好的支持。EFI全称是Extensible Firmware Interface，直译可扩展固件接口。EFI源于Intel Itanium平台。传统BIOS技术的发展缓慢，自从PC兼容机厂商通过净室的方式复制出第一套BIOS源程序，BIOS就以16位汇编代码、寄存器参数调用方式、静态链接以及1MB以下内存固定编址的形式存在了十几年。

华硕主板的UEFI界面

    虽然由于各大BIOS厂商近年来的努力，有许多新元素添加到产品中，如PnP BIOS，ACPI，传统USB设备支持等等，但BIOS的根本性质没有得到任何改变。这迫使Intel在开发新的处理器时，都必须考虑加进使效能大大降低的兼容模式。

    然而Itanium并没有这样的顾虑，它是与x86系列完全不同的64位新架构，系统固件和操作系统之间的接口都可以完全重新定义。Intel将其定义为一个可扩展的，标准化的固件接口规范。基于EFI的第一套系统产品的出现至今已经有五年的时间，如今，Intel试图将成功运用在高端服务器上的技术推广到市场占有率更有优势的PC产品线中。

微星主板的

    EFI是用模块化、C语言风格的参数堆栈传递方式，动态链接的形式构建的系统，较BIOS而言更易于实现，容错和纠错特性更强，缩短了系统研发的时间。它运行于32位或64位模式，乃至未来增强的处理器模式下，突破传统16位代码的寻址能力，达到处理器的最大寻址。

    EFI利用加载驱动的形式，识别及操作硬件，不同于BIOS利用挂载真实模式中断的方式增加硬件功能。EFI在概念上非常类似于一个小型操作系统，并且具有操控所有硬件资源的能力。

    EFI由Intel开发，由UEFI论坛来推广与发展。在新一代Sandy Bridge平台主板中，UEFI已经得到了较为广泛的推广。而传统BIOS+MBR的方式，正在逐渐被UEFI+GPT的方式取代。

 

3TB最佳搭档：UEFI主板和64位Win7

 

    讲到这里，相信大家都清楚，硬盘从2TB到3TB，是容量的一小步，却是PC技术前进的一大步。要想完美使用3TB的硬盘，你最好是采用64位windows7系统，加上UEFI的主板。如果你还在用老旧的XP，放弃吧，守旧不是什么好习惯，尤其是PC领域。

使用MBR分区，就会出现这种情况，两个未分配的容量区域

要想分一个3TB左右的区，需要转换成GPT

    当然，使用BIOS+MBR，并非不能使用3TB硬盘，只要Windows 7这样比较新的系统，识别出3TB容量是没有问题的。只是，你无法将3TB容量放到一个分区里，只能把硬盘分为一个2.1TB的分区和一个大约800GB的分区（硬盘厂商容量计算方式和Windows系统容量计算方式的差异笔者就不重复了）。下面我们以希捷的3TB硬盘来说明这个问题。

转换之后就没有障碍了

一个整3TB硬盘所分的区

    在Windows 7系统里，使用3TB硬盘还算正常，如果你还不肯放弃XP系统，笔者只能说：悲剧了。关于3TB在Windows XP下的应用问题，我们留待后文再讲。下面我们先来看看，三大主力3.5吋硬盘厂商——希捷、西数和日立各自的3TB硬盘产品。

 

希捷：Barracuda XT 3TB

 

    这次测试的希捷桌面级3TB并非7200系列的一款，而是Barracuda XT系列的产品。3TB版本编号ST33000651AS，采用了最新的SATA 6Gb/s的传输接口，因此标称最大外部数据传输率为600MB/s。缓存容量则达到了64MB，转速依然是7200rpm，平均延迟时间4.16ms。

接近传统酷鱼的造型

    之前希捷有推出过4096KB扇区的硬盘，不过由于目前的寻址方式的限制，这样的硬盘依然要靠模拟为512KB扇区的方式来工作。这次的Barracuda XT扇区并非之前的4096KB而是512KB，可能是出于目前应用范围的考虑。

SATA 6Gb/s的接口，不过硬盘目前的瓶颈在于内部传输率

    3TB版本的Barracuda XT标称持续传输率是149MB/s。

 

西数：3TB绿盘

 

    西部数据的3TB硬盘属于Caviar Green系列，绿盘，编号WD30EZRS。这款硬盘的缓存为64MB，采用SATA 3Gb/s的接口。转速方面，仍然是WD的“IntelliPower”，按照WD的说法，这一技术是“实现转速、传输速率及缓存算法的精确平衡，可以大大降低功耗和提供稳定的性能。”经过实测，其实IntelliPower的硬盘转速都在5400rpm的水准。

    比较有特点的是，西数的3TB硬盘随盘附赠一个PCI-E×1的SATA RAID卡，这是为了避免SATA驱动无法识别2.1TB以上硬盘的情况。该卡搭载Marvell SATA控制器，具备两个SATA接口，简化3TB硬盘使用难度。

3TB绿盘附带的SATA RAID卡

    这款硬盘支持32位的windows7，不支持32位的Windows XP。

 

日立：Deskstar 7K3000

 

    虽然已经被西数收购，不过目前日立的存储产品仍然是照常运转，日立的Deskstar 7K3000就是3TB的产品，编号HDS723030ALA640。

    这款产品采用了SATA 6Gb/s接口，缓存容量64MB，标称持续传输率为165.6MB/s。这款硬盘也无法支持32位的Windows XP。

 

测试平台和测试说明

 

    由于这三款3TB硬盘中，有两款都用到了SATA 6Gb/s接口，所以我们需要一个原生的SATA 6Gb/s平台。目前最合适的自然是Intel P67芯片组的主板了。

    笔者选择了华硕的P8P68主板来作为测试平台，该主板除了具备Intel P67芯片组提供的SATA 6Gb/s接口外，还具备板载芯片提供的SATA接口。

华硕P8P67主板

Intel i7-2600K CPU

    测试软件方面，这次我们主要采用主流的CrystalDiskMark和ATTO Disk Benchmark来测试硬盘的读写能力等数据。而之前常用的HD Tune和HD Tach对于新硬盘的适应能力有待观察，成绩仅作为参考。

 

CrystalDiskMark：希捷日立性能接近

 

    Crystal DiskMark是一款比较主流的硬盘基本性能测试工具，通过五次测试取平均值，因此拥有较高的准确率。这次笔者进行了常见的1000MB数据量的测试，对与传统硬盘来说，读写能力的数据更有意义。

希捷3TB

日立3TB

西数3TB

    就测试的读、写部门来看。希捷的Barracuda XT 3TB以微弱优势领先，日立的7K3000以不到5MB/s的微小差距紧随其后，两者基本可以看成处于同一水平线。西数的3TB绿盘由于转速限制的关系，性能要稍微落后一点。

 

ATTO Disk Benchmark读写

 

    ATTO Disk Benchmark是一款用来测试硬盘性能的工具，可以设置写入文件块的大小和数据总量。文件大小设置为从0.5KB至8192KB，总数据量设为256MB。

希捷3TB

西数3TB

日立3TB

    这项测试来看，仍然是希捷Barracuda XT 3TB性能占优，而日立的7K3000位居第二，落后Barracuda XT大约10MB/s左右，而WD 3TB绿盘仍然是和这两款产品有一定性能差距。

 

HD Tune/HD Tach基准读写测试

 

    HD Tune和HD Tach是较为传统的硬盘性能测试软件，对于传统硬盘的测试有一定的参考意义。这里我们来看看读写的成绩。

    这项测试主要是测平均数据传输率，读取和写入来看，日立和希捷的3TB差不多位于同一水平线上。希捷的硬盘性能略微领先，而西数的还是由于转速的原因性能不那么突出。

 

平均访问时间和CPU占用率

 

    曾经，平均访问时间是衡量传统硬盘一个非常重要的指标，由于SSD的出现，这一指标的改进相对来说变得不再那么显眼。

    其实，这个指标希捷的3TB成绩是相对最不好的，而日立和西数的成绩则是差不多。但反映到实际性能上，希捷3TB的读写能力反而最强，这也从一个方面说明这个指标对于个人硬盘来说不再那么重要了。

希捷3TB

日立3TB

西数3TB

    就CPU占用率来说，三款硬盘也处于比较接近的水平：3%以下。希捷3TB相对CPU占用率最高，西数其次，日立最低。

 

XP测试：3TB悲剧地变800GB

 

    测试完硬盘的基准性能之后，下面我们要进入一个比较重要的环节：Windows XP的3TB应用测试。前文已经讲过，3TB虽然是存储的一小步，确是PC的一大步。其中一个很重要的方面，就是老旧的32位Windows XP，可以淘汰了。

    由于西数和日立3TB并不支持Windows XP，下面我们还是以希捷3TB硬盘为例，来讲讲在传统32bit Windows XP系统里，3TB硬盘的安装使用问题。

    首先，Windows XP安装的时候，默认最大只能识别800GB硬盘，也就是默认状态下，多余的大概2.1T容量打了水漂。

只能识别出越800GB的容量

进入系统后识别的大约800GB容量

    如上图所示，进入WinXP后，系统能识别的最大容量为大约800GB。目前笔者拿到的3TB硬盘包括希捷、西数和日立的三款。希捷有在Win XP下使用的解决方案；西数和日立都只支持32位的Win 7，不能支持32位Win XP。而希捷的解决方案是安装Discwizard软件。

Discwizard软件的安装界面

安装完成后，1.3TB的空间能显示出来，大约还有800GB的空间无法显示

Discwizard的解决方案是模拟为SCSI接口的扩展分区

 

模拟SCSI分区解决问题

 

    我们看到，如果将希捷3TB硬盘作为主盘，那么第一个主分区最大大约800GB，第二个分区最大约1.3TB。剩下的大约800GB，Discwizard会用模拟SCSI硬盘的形式，造一个扩展分区。

最终的形态会是这个样子

    如果我们用测试软件来测试着几个分区的读写性能，模拟SCSI的分区性能和默认分区性能有所区别。

    其实，到这里已经可以说明，对于3TB硬盘来说，WinXP系统使用非常不便。即便有厂商推出了解决方案，也无法发挥硬盘的最大能力，是一种浪费。

 

测试总结：新的时代到了

 

    就性能层面来看，3TB并没有给我们带来太多的惊喜。从这次三大厂商的三款3TB来看，受限于传统机械硬盘的结构限制，性能比起以前已经很难有较大的突破了。我们看到，这次测试里，注重持续传输性能的希捷Barracuda XT 3TB，实测持续传输率能突破160MB/s的读写水平，这已经相当好了。日立的7K3000 3TB紧随其后，两者基本处于同一水平线。

    西数的绿盘系列一向是注重环保和功耗的产品，转速上的原因，导致性能和前两款产品比较略有下降。不过，便宜的价格，买到大容量的产品，也是西数绿盘的特点。

    今天有了SSD的出现，已经有不少玩家将SSD作为系统盘，而将传统的大容量硬盘作为一个性价比高的存储方案。现在的3TB硬盘，非常合适作为这个大容量的存储方案。

    IT业的发展是超越想象的，曾经看似不可突破的领域，也许因为某项技术的突破，会在一段时间有着爆炸式的发展。在传统硬盘这个领域，2.1TB的BIOS+MBR命运之论终于被突破了。正如文章开始阶段讲的，这是容量的一小步，却是PC的一大步。

    容量的突破，伴随着SNB+UEFI的到来，意味着GPT分区+EFI的时代已经开始了。同时，经过漫长的岁月，32位系统正在逐渐为日益成熟的64位系统所取代。64位windows7在应用上的优势正越来越多地凸显出来，相信采用64位系统的人会更多。