前言 在过去的十多年中,我们关于大容量硬盘的需求在不断的稳定增长。就在不久前,容量为2GB的硬盘被认为是远远超出我们的需求的,但是越来越新的操作系统和应用软件现在就需要超过800MB的空间,这样一个2GB的硬盘很快就会被装满,显然是不能满足现代社会的需求的。幸运的是,硬盘制造商们在满足日益增长的存贮空间的需求上做的非常的漂亮。今天,您将可以买到一款25GB容量的大硬盘,它拥有先进的存贮技术,非常高的数据密度,因此不论在性能上还是容量上都比以前硬盘产品好得多,而这样的硬盘与三年前的那种2GB的硬盘价格是相同的。
随着硬盘技术的成熟及其产品的降价,现在当人们选择硬盘的时候,就需要考虑两个选择,IDE和SCSI。SCSI因为拥有比IDE硬盘更短的搜索时间和更高的硬盘转速,因此它总是能够在高端硬盘家族的舞台中上扮演精彩的节目。SCSI硬盘的接口比IDE的来得先进这是它的一个优势因素,目前IDE硬盘最先进的大约概就是ATA100了,ATA100的最大外部数据传输率为100MB/s;而SCSI则拥有像Fibra Channel(光纤通道)这些更先进的接口,这使其最大外部数据传输率可以远远超过IDE硬盘。另外SCSI可以一次同时与多个硬盘进行访问和交互(而IDE一次只能与一个硬盘进行通道传输),并且SCSI拥有支持多个硬盘的能力(IDE可以支持4部设置而SCSI依靠它的多面接触卡可以支持7到15 个设备)……,基于SCSI的这些优点,SCSI总是那些超级用户的首选。但尽管SCSI对IDE而言拥有许多的优势,但是其自身还存在一个最主要的缺点,那就是SCSI系列昂贵的价格,一般来说它是是同等大小的IDE的系统价格的两到三倍。
所以除非您一定需要4个以上的驱动设备,或者需要同时与多个设备进行连接、访问和交互,就象一台服务器或是高质量图形或是视频编辑工作站一样,对大部分的人来说高昂的价格往往是无法令人接受的。当然如果您有足够的理由,比如您无法忍受不能使您的机器达到最大的执行性能,那么您的选择就是SCSI了。不过在使用一块或两块硬盘时,可能还要加上一个DVD和CD播放器,IDE显示出来的性能往往比一部分昂贵的SCSI要好。
不过我们在过去的一年里不难发现IDE和SCSI的硬盘性能都有不少提高。在最近一段时间关于IDE硬盘的性能改进中,我们可以发现诸如更高的数据密度,更短的寻道时间,达到了7200 RPM的硬盘转速和增加的Ultra ATA 66 标准接口等项目。这使得IDE硬盘仍非常具有竞争力,特别是对小型商务用户和家庭使用者。在这里我们给出关于IDE硬盘的一个综述,同时我们会将一些内容与前几个月月我们所叙述的关于SCSI的问题进行一些对照。在我们给出更多的内容前,首先让我们回顾一下IDE硬盘和在过去的几年中它所经历的变化和改进。
IDE硬盘的演变史与ATA/66
IDE作为硬盘接口技术最早是从1988年发展起来的,当时它被尝试用来巩固非SCSI硬盘的标准接口。在那以前,很多制造商追随的都是CDC的接口设计技术,但是他们经常要做一些关于所有权的设计修改,而这造成了机器兼容性的问题。对工业而言却需要一个标准的接口技术,因此成立了我们所知道了CAMC,并且通过公式规范了ATA标准。在早先的时候,ATA的接口面对的是控制器而IDE面对的是当前的硬盘。这是因为当时还有两个被提议的标准,XT IDE和MCA IDE标准。而这两个标准都没有得到工业上的广泛支持。同时基于ATA IDE规范的普及,及两种接口标准迅速的消逝,到了今天,ATA/IDE已经成了业内的统一标准。
最近,Ultra ATA/66标准已经成为今天的主流,这个标准调用的是40-pin Molex power connector,支持+5V dc, +12V dc,还有一种40-PIN的数据控制信号电缆。同样的,IDE主构造的通道可以支持两路设备。尽管这种构造采用的是标准模式的基础,但是不同的修订版本还是做了细微的变化,而这些变化主要是针对IDE电缆上的实际信号设计而言的。需要注意是最早的ATA标准规定可以支持两个设备或是一条通道。后来出现的EIDE规定可以同时支持4部设备或是两条通道。虽然Ultra ATA/66规定了可以调用80 PIN的IDE线路,但只有40 PINS可以完全的用来进行数据交互和信号控制。另外最新的IDE硬盘标准为Ultra ATA/100,此新型IDE硬盘接口技术允许最大的外部数据传输率达到100MB/s,从而进一步缩小了硬盘在整个电脑系统中的瓶颈效应。
我们下面来看一下一些主要的ATA标准的修正和一些比较重要的调整
| 类型 | 特性 | 存取周期 | 数据传输率 |
| PIO Mode 0 | ATA | 600 ns | 3.3 MB/sec |
| PIO Mode 1 | ATA | 383 ns | 5.2 MB/sec |
| PIO Mode 2 | ATA | 240 ns | 8.3 MB/sec |
| PIO Mode 3 | ATA-2 | 180 ns | 11.1 MB/sec |
| PIO Mode 4 | ATA-2 | 120 ns | 16.6 MB/sec |
| Ultra DMA 33 | Ultra ATA | 60 ns | 33 MB/sec |
| Ultra DMA 66 | Ultra ATA66 | 30 ns | 66 MB/sec |
| Ultra DMA 100 | Ultra ATA/100 | - | 100MB/sec |
三、Ultra ATA/66
现在市场上的许多IDE硬盘都是按照最新标准设计的ATA/66硬盘,它性能超过三年前Ultra ATA/33的标准。由于ATA规定了向后兼容属性,所以新的Ultra ATA/66硬盘可以使用在以前的旧系统上。同时,旧的PIO和Ultra ATA/33硬盘与Ultra ATA/66 部件是兼容的。如果你需要你的Ultra ATA/66的硬盘拥有相配的速度,那么你需要使用80 pin的IDE线路,而不是40 PIN的那种原始线路。
PIN指定与IDE线路是相同的,在Ultra ATA/66速度下信号质量的保证成为了主要关心的问题。不过需要指出的是事实上你的系统需要你使用新的80 PIN的线路,或者是旧的40 PIN线路,这是在启动你的Ultra ATA/66模式前就需要做好的。不过对于Ultra ATA/66操作而言你最好使用正确的80 PIN的线路,只有这样才能正常体现出Ultra ATA/66带给你的系统性能上的提升。
在比较高的数据传输速度下,数据线路间的交互和冲突被称为自由错误信息交互。为了使数据信号能够正确无误的从我们的硬盘传输到控制器上,Ultra ATA/66标准加入了一种新的接地线路,每一条数据线都有一条这样的线路与其组成一对。这40条接地线路仅仅有一端是连接着的,另一端是断开的。这样做是为了防止可能存在的地面绝缘环的缺陷。如果你使用40-PIN的线路表标准来配合你的Ultra ATA/66的硬盘,你的硬盘将只能保持Ultra ATA/33的速度。
在传输数据前,控制器将分析数据线路的工作状态。为了确保交换正确的数据,控制器必须等待数据的进入同时保证这些数据达到各自稳定地状态。这其实就是我们所知道的setup的过程。随着40条额外的线路的加入,setup的过程将可以被减半,因为现在我们使用的是80的线路。setup过程的减半可以说是Ultra ATA标准中的最新最重要的一个变化和改进。
在我们现在所叙述的文章中,我们所要涉及的是25GB甚至更大容量的硬盘,我们要讨论的是基于这些大容量硬盘条件下的Ultra ATA/66的标准及其相关设备条件。
市场上的主流硬盘
| 硬 盘 |
| 硬盘 | 转速 | 数据缓存 | 平均寻道时间 | 容量 |
| IBM Deskstar 25GP | 5400 RPM | 2 MB | 9 ms | 25 GB |
| IBM Deskstar 34GXP | 7200 RPM | 2 MB | 9 ms | 27.3 GB |
| Maxtor Diamond Max 6400 | 5400 RPM | 2 MB | 9 ms | 27 GB |
| Quantum Fireball Plus KX | 7200 RPM | 512 KB | 8.5 ms | 27.3 GB |
| Seagate Barracuda ATA | 7200 RPM | 512 KB | 8 ms | 28.5 GB |
| WD Expert WD273BA | 7200 RPM | 2 MB | 9 ms | 27.3 GB |
上述表格中的硬盘使用的都是我们所提及的Ultra ATA/66的接口,他们之间的主要差异就是转速、缓存、平均寻道时间和容量。当然,这些硬盘间也存在其他的区别,但是上面列出的项目是硬盘生产商在宣传他们的产品时提到的最主要的一些指标和性能。
下面先让我们先来分析一些这些基本指标的意义:
转速:就如我们给它的定义一样,转速描述的是硬盘中那个大转轮的转动速度。所有的人都知道,转速越高的硬盘越能高速的进行数据的读取、分析和处理工作。而且高转速可以有效的降低硬盘的反应时间,使硬盘可以迅速的做出反应。硬盘的反应时间指的是硬盘中的转轮的工作情况。反应时间是硬盘转速的一个最直接的反应指标。5400RPM的硬盘拥有的是5.55 MS的反应时间,而7200RPM的可以达到4.17 MS。反应时间是由硬盘将利用多长的时间完成第一次的转轮旋转。如果我们确定一个硬盘达到120周旋转每秒的速度,那么旋转一周的时间将是1/120即0.008333秒的时间。如果我们的硬盘是0.0041665秒每周的速度,我们也可以称这块硬盘的反应时间是4.17 ms(1ms=1/1000每秒)
缓存:缓存在我们的电脑中就象一块缓冲器一样将一些数据暂时性的保存起来以供读取和再读取。当我们把数据存取在硬盘中的时候,硬盘将通过多种不同的运算法则来帮助确定哪一个数据或那些数据将是下面将使用和交互的,这个过程就是将数据读入缓存的过程。当数据被一部分一部分的读入缓存后,下面进行的就是数据的具体处理工作了。
寻道时间:最基本的寻道时间指的是搜索数据端头的时间。搜索时间的单位是毫秒,现在我们所使用的高级硬盘完成数据的搜索只需要7-11 毫秒。需要指出的是,如果硬盘的其他参量是基本对等的,那么硬盘的搜索将作出非常好的效果。搜索是从一条磁道的数据头到另一条磁道的数据头进行着的,所以硬盘上的数据如果是过于分散的或者是没有一定次序的将影响硬盘的搜索。
容量:硬盘的容量可以说是我们最关心的问题了。大容量的硬盘可以存贮更多的数据。容量的单位我们一般用兆(MB)来表示,当然现在的硬盘都是用GB来作为单位的了。我们买的硬盘有些是已经做好了格式化的,不过有些是尚没有格式化的。但是显然不管怎么说,在面对一块几百兆的硬盘和一块上了GB单位的硬盘时,我们当然选择大容量的硬盘。这里我们还想说一些单位的换算问题,1024个字节的容量我们称为1KB,1024KB我们又称为1MB,依次类推下去不难发现你的硬盘到底可以存贮多少数据了吧。
硬盘接口:现在几乎所有的硬盘采用的都是Ultra ATA/66的接触面技术,这种接触面可以使您的硬盘最大限度的与系统进行数据交互并保持最好的精确率。我们前面所提及的各种因素都是硬盘性能指标不可缺少的,最大速率的数据交互取决于很多因素:硬盘转速,缓存容量和搜索时间等等。面对我们想保持数据的传输精确率问题的时候,我们显然会选择Ultra ATA/66的硬盘设计。
总之,选择硬盘的时候,很多因素我们都需要考虑进去,不过最主要的三个因素可能是价格,容量和硬盘性能了。而后两者往往是我们先进行比较和测试的,至于价格,只要是满意的,适合您的,我想您一定会愿意出钱买下来的。我们在这里对硬盘的情况做了一个综述,下面我们再看看硬盘的一些实际性能指标。
市场上常见硬盘性能横比
五、评测
此次我们参加测试的就是上面所述的那六款硬盘,测试平台如下:
操作系统为Windows 98、Windows NT 4.0(安装Service Pack 6)、Windows 2000。Win98系统中硬盘采用FAT 32的文件系统,Windows NT 4.0使用NTFS文件系统,而因Windows 2000支持两种格式,所以我们决定采用两种平台来比较测试的不同的系统平台下硬盘及电脑系统的性能。因为我们选择的那六款硬盘均支持ATA66接口类型,因此的测试中我们使用ATA66专用接口电缆(即40芯、80针的电缆)来安装硬盘,所有的测试都的支持Ultra ATA66的协议下进行。
至于硬件系统配置,我们选择Celeron 500处理器,主板为Intel 810E。之所以选择此系统配置,因此种配置更具有普通性。I810e主板中整合有显卡及Ultra ATA/66控制器。同时810E还支持SDRAM内存类型。我想大部份用户若想的低价位的基础上获得得最好的系统性能,那上面的I810E+Celeron 500也将是一个非常不错配置方案。
完整的系统配置如下:
CPU:Celeron 500 MHz
主板:Intel CA810E主板,支持Ultra ATA/66
内存:128MB PC100 SDRAM
使用有40芯、80针硬盘接口电缆
Windows 98操作系统
Windows NT 4.0(SP6)操作系统
Windows 2000 (硬盘采用FAT32文件系统)
Windows 2000 (硬盘采用NTFS文件系统)
Ziff Davis Winstone 2000 CC
Ziff Davis Winstone 99
Ziff Davis Winbench 99
Adaptec Threadmark 2
每款硬盘都按预定的文件系统进行分区与格式化,为了能得到较准确的测试分数,我们对每一项测试均支持5次,然后取其平均值作为比较的基准。
六、测试成绩
操作系统:Windows 98 SE 普通商业应用磁盘性能测试(Business Disk Winmark 99)--数据传输率测试 | Western Digital Expert 27.3 | | | Business Disk Winmark 99 | | 硬盘 | 数据传输率 | | IBM Deskstar 34 GXP | 4.70 MB/sec | | Western Digital Expert 27.3 | 4.60 MB/sec | | Seagate Barracuda ATA | 4.40 MB/sec | | Quantum Fireball Plus KX | 4.30 MB/sec | | IBM Deskstar 25GP | 4.00 MB/sec | | Maxtor DiamondMax 6400 | 3.90 MB/sec | |
从上面测试分数大家可看出,7200RPM 的IBM Deskstar 34GX性能最好,它领先于其它几款硬盘位于首位,竞次的是西部数据的7200RPM的EXpert 27.3GB,从上面大家也能发现转速为5400RPM的那两款硬盘(IBM DEskstar 25GP及Maxtor DiamondMax 6400)的得分比7200RPM的硬盘低多了。可见转速为7200RPM的性能确实比转速为5400RPM的硬盘高出许多。因此大家现的的购买硬盘时最好买转速为7200RPM的,而不要选择5400RPM硬盘,当然如果你确实有经济上的限制,那就没得说了。
操作系统:Windows 98 SE 高端应用磁盘性能测试(High End Disk Winmark 99)--数据传输率测试 | Western Digital Expert 27.3 | | | High End Disk Winmark 99 | | Drive | Transfer Rate | | IBM Deskstar 34 GXP | 15.80 MB/sec | | Western Digital Expert 27.3 | 15.80 MB/sec | | Seagate Barracuda ATA | 15.40 MB/sec | | Quantum Fireball Plus KX | 15.20 MB/sec | | IBM Deskstar 25GP | 12.60 MB/sec | | Maxtor DiamondMax 6400 | 11.70 MB/sec | |
从上面的测试数据大家也可以看出,的高端应用中IBM 的Deskstar 34GXP再次领先,当然的与它并驾并驱的还有一款就是西部数据的Expert 27.3GB硬盘。的高端应用 中,5400RPM的硬盘的局限进一步暴露出来,其得分远远低于7200RPM的硬盘。
磁盘性能测试结果(2)
操作系统 Windows 98 SE 磁盘数据传输率传输率测试(Disk Transfer Test Winmark,Inner Tracks) | Western Digital Expert 27.3 | 磁盘数据传输率测试(Disk Transfer Test Winmark,Outer Tracks) | Western Digital Expert 27.3 | | | | Disk Transfer Tests Winmark | | Drive | Outer Tracks | Inner Tracks | | Seagate Barracuda ATA | 28.10 MB/sec | 18.50 MB/sec | | Western Digital Expert 27.3 | 23.80 MB/sec | 14.80 MB/sec | | IBM Deskstar 34 GXP | 23.40 MB/sec | 14.70 MB/sec | | Quantum Fireball Plus KX | 23.00 MB/sec | 14.70 MB/sec | | Maxtor DiamondMax 6800 | 18.90 MB/sec | 11.70 MB/sec | | IBM Deskstar 25GP | 15.60 MB/sec | 9.20 MB/sec | |
此项测试得到的成绩或许让你感到惊讶吧!希捷新酷鱼硬盘(Barracuda ATA)居然超过IBM的Deskstar 34GXP及西部数据的WD273BA,而位于第一。这是由于希捷的此款新酷鱼硬盘是将SCSI全面移植到IDE上而得到的产品,因此其平均寻道时间的这六款硬盘中最小,这也带来了他最高的磁盘数据传输率。
另一点大家也可以看到就是5400RPM硬盘的磁盘数据传输率比7200RPM硬盘小多了,特别是IBM的Deskstar 25GP居然比Seagate 的Barracuda ATA慢了快一半。呵,看来5400RPM硬盘的毛病真是多多哟!
操作系统:Windows 98 SE 测试项:Business Winstone 99 | Western Digital Expert 27.3 | | | | Business Winstone 99 | | Drive | | | IBM Deskstar 34 GXP | 22.80 | | Western Digital Expert 27.3 | 22.70 | | Quantum Fireball Plus KX | 22.60 | | IBM Deskstar 25GP | 22.60 | | Seagate Barracuda ATA | 22.50 | | Maxtor DiamondMax 6800 | 22.20 | |
此项为ZD Business Winstone 99测试,它主要测试硬盘的运行一个办公软件时性能,因此对硬盘要求并不高,它测试的可以说是硬盘中低端领域内的应用性能。此次IBM的Deskstar 34GXP再次领先于其它几款硬盘,而让我感到意外的是IBM Deskstar 25GP的测试成绩居然比Barracuda ATA还高,可见25GP比较适用于中低端应用(如日常办公应用等)。
操作系统:Windows 98 SE 测试项:Content Creation 2000 | Western Digital Expert 27.3 | | | Content Creation 2000 | | Drive | | | Seagate Barracuda ATA | 25.00 | | IBM Deskstar 34 GXP | 24.90 | | Western Digital Expert 27.3 | 24.90 | | Quantum Fireball Plus KX | 24.80 | | IBM Deskstar 25GP | 23.90 | | Maxtor DiamondMax 6800 | 22.90 | |
此项测试为ZD Content Creation 2000,ZD Content Creation主要是模拟典型的在线发布信息应用,在此项测试中希捷的新酷鱼硬盘再次领先,当然IBM 的Deskstar 34GXP及WD的Expert 27.3GB硬盘与其差不多。而5400RPM的硬盘在此项测试中再次显现出了局限性。
操作系统:Windows SE Adaptec Treadmark (数据传输率测试) | Western Digital Expert 27.3 | Adaptec Treadmark (CPU占用率测试) | Western Digital Expert 27.3 | | | Adaptec Threadmark | | Drive | Transfer Rate | CPU Utilization | | Western Digital Expert 27.3 | 12.20 MB/sec | 37.00 % | | IBM Deskstar 34 GXP | 12.17 MB/sec | 36.90 % | | Quantum Fireball Plus KX | 12.01 MB/sec | 35.10 % | | Seagate Barracuda ATA | 10.91 MB/sec | 30.10 % | | IBM Deskstar 25GP | 9.82 MB/sec | 30.00 % | | Maxtor DiamondMax 6800 | 7.82 MB/sec | 24.60 % | |
此项进行得是Adaptec Treadmark 2.0测试,它能进行硬盘的数据传输率及CPU占用率的测试,具体的测试数据从上面可看出;WD Expert 27.3、IBM Deskstar 34GXP及Quantum Fireball Plus KX的得分都差不多,数据传输率都在12.00MB/s以上;CPU占用率上迈拓的DiamondMax 6800最小, 而7200RPM的硬盘普遍比较高,比5400RPM的硬盘高出不少,如WD 的EXpert 27.3GB那款比Maxtor 的DiamondMax 6800高出近50%。
六、测试成绩(四) 操作系统:Windwos NT 4.0(硬盘使用NTFS) 普通商业应用磁盘性能测试(数据传输率测试项) | Western Digital Expert 27.3 | | | Business Disk Winmark 99 | | Drive | Transfer Rate | | Quantum Fireball Plus KX | 5.50 MB/sec | | Western Digital Expert 27.3 | 5.50 MB/sec | | IBM Deskstar 34 GXP | 5.40 MB/sec | | Maxtor DiamondMax 6800 | 5.40 MB/sec | | Seagate Barracuda ATA | 5.10 MB/sec | | IBM Deskstar 25GP | 4.30 MB/sec | |
在Windows NT 4.0的操作系统下,昆腾硬盘取代WD及IBM而位于第一,有一点令我们感到意外的就是7200RPM的希捷新酷鱼硬盘(Barracuda ATA)在NT 系统下居然掉到了迈拓的DiamondMax 6800之下。看来,希捷应该在Windows NT 系统下的硬盘性能有更深入的研究。
操作系统:Windwos NT 4.0(硬盘使用NTFS) 高端应用磁盘性能测试(数据传输率测试项) | Western Digital Expert 27.3 | | | High End Disk Winmark 99 | | Drive | Transfer Rate | | Seagate Barracuda ATA | 14.60 MB/sec | | Quantum Fireball Plus KX | 14.40 MB/sec | | Western Digital Expert 27.3 | 13.90 MB/sec | | IBM Deskstar 34 GXP | 13.80 MB/sec | | IBM Deskstar 25GP | 10.30 MB/sec | | Maxtor DiamondMax 6800 | 10.30 MB/sec | |
在高端应用磁盘性能测试中,Seagate新酷鱼再次领先,其它几款7200RPM硬盘表现均与Seagate 差不多,而5400RPM比7200RPM的硬盘差多了。
磁盘性能测试结果(3)
操作系统:Windows NT 4.0(硬盘使用NTFS文件格式) Content Creation 2000: | Western Digital Expert 27.3 | |