經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，機(jī)械硬盤的性能似乎遇到了前所未有的瓶頸。與此同時(shí)，SSD的迅猛發(fā)展更讓機(jī)械硬盤倍感壓力。為此，傳統(tǒng)機(jī)械硬盤廠商希捷開(kāi)始積極求變，推出混合硬盤產(chǎn)品SSHD來(lái)應(yīng)對(duì)這一局面。

早在2007年，希捷便發(fā)布了名為Momentus 5400 PSD的第一代混合硬盤，但是它依賴于Windows Vista的SuperFetch機(jī)制，無(wú)法獨(dú)立工作，而且加速的效果并不明顯。隨后，希捷在2010年發(fā)布了第二代混合硬盤Momentus XT，得益于閃存的發(fā)展，同時(shí)將“SuperFetch硬件化”，實(shí)現(xiàn)了完全脫離操作系統(tǒng)運(yùn)行，大大簡(jiǎn)化了用戶混合硬盤的部署難度。

近日，希捷在北京發(fā)布了第三代混合硬盤，希捷稱之為SSHD，包括3.5英寸的臺(tái)式機(jī)、2.5英寸的7mm和9.5mm筆記本電腦兩大類SSHD產(chǎn)品。2.5英寸筆記本電腦SSHD有500GB（7mm）和1TB（9.5mm）兩種容量可選，單碟容量為500GB。3.5英寸臺(tái)式機(jī)SSHD則有1TB和2TB兩個(gè)容量，采用最新的單碟1TB盤片設(shè)計(jì)。本期CHIP將對(duì)希捷Laptop Thin SSHD 500GB（以下簡(jiǎn)稱SSHD 500GB）產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)的解析和測(cè)試，并與傳統(tǒng)機(jī)械硬盤系統(tǒng)、純SSD系統(tǒng)等多種存儲(chǔ)方案進(jìn)行對(duì)比，分析其優(yōu)劣勢(shì)。

簡(jiǎn)化的產(chǎn)品命名

從希捷發(fā)布的SSHD系列產(chǎn)品的命名方式上我們可以發(fā)現(xiàn)，希捷并沒(méi)有延續(xù)上一代的Momentus的命名，實(shí)際上連同臺(tái)式機(jī)硬盤使用的“Barracuda”也一并被希捷取消。今后的臺(tái)式機(jī)硬盤將簡(jiǎn)單地被命名為“Desktop HDD”和“Desktop SSHD”。

究其原因，希捷經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，消費(fèi)者對(duì)“Momentus”或“Barracuda”品牌的辨識(shí)度并不高，人們?cè)谫?gòu)買硬盤時(shí)只會(huì)簡(jiǎn)單地說(shuō)“希捷1TB臺(tái)式機(jī)硬盤、希捷500GB筆記本電腦硬盤”，如果不加以提示，單獨(dú)給出“Momentus”或“Barracuda”，許多人甚至都不知道是什么產(chǎn)品。中文名稱方面，Desktop HDD或者Laptop SSHD將被直接稱為“希捷臺(tái)式機(jī)硬盤”、“希捷固態(tài)混合型筆記本硬盤”。另外，值得注意的是希捷本次發(fā)布第三代SSHD的同時(shí)，宣布不再生產(chǎn)7 200r/min的筆記本電腦硬盤，SSHD將直接取代之前的7 200r/min筆記本電腦硬盤。

SSHD規(guī)格解析

SSHD的全名為固態(tài)混合硬盤，本文測(cè)試的希捷SSHD 500GB屬于超纖薄系列（Laptop Thin SSHD），希捷官方稱之為固態(tài)混合筆記本電腦薄盤。它基于Momentus Thin 500GB筆記電腦本硬盤制造，并采用SATA 6Gb/s高速串口，支持本機(jī)命令隊(duì)列功能（NCQ）和命令排序，采用64MB DDR2緩存。

在外觀和PCB方面，全新的Laptop Thin SSHD和前兩代Momentus XT區(qū)別不大，硬盤采用翻轉(zhuǎn)式PCB設(shè)計(jì)，重要的元器件均設(shè)計(jì)在PCB的背面，可以大大減少因PCB上的元器件損壞導(dǎo)致的硬盤故障。

機(jī)械硬盤部分的主要參數(shù)方面也有所變化，如從單碟375GB變?yōu)閱蔚?00GB，實(shí)現(xiàn)單盤單碟設(shè)計(jì)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，磁頭數(shù)減半也可以有效降低生產(chǎn)成本。雖然碟片轉(zhuǎn)速由7 200r/min降至5 400r/min，但是由于盤片磁密度較高的原因，即便是在較低轉(zhuǎn)速下的性能依然可以達(dá)到甚至超越上一代高轉(zhuǎn)速的產(chǎn)品，而5 400r/min的低轉(zhuǎn)速有利于降低硬盤故障率，提高產(chǎn)品的可靠性和壽命。

高速緩存方面，硬盤采用了東芝24nm的8GB MLC NAND閃存芯片，這一代產(chǎn)品由SLC閃存改為MLC閃存。據(jù)希捷稱，該硬盤采用了獨(dú)特的SSD緩存記憶技術(shù)，既能保證閃存壽命，同時(shí)又能降低成本。

SSHD核心技術(shù)解析

SSHD的核心技術(shù)包含“Adaptive Memory”和“FAST Factor閃存管理”兩大部分。它們均集成在硬盤的ASIC主控中，希捷進(jìn)一步改善前兩代SSHD的算法，在第三代SSHD上有新的變化。

Adaptive Memory技術(shù)

很多人覺(jué)得混合硬盤只是簡(jiǎn)單地把SSD和HDD集成在一塊，其實(shí)不然，因?yàn)槭聦?shí)上硬盤上8GB的閃存容量存放不了多少信息。實(shí)際上這8GB空間用戶是不能直接調(diào)用的，而是通過(guò)Adaptive Memory技術(shù)由硬盤自主管理，將用戶常用的文件存放于其中起到加速的作用。

這8GB的閃存空間中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)其實(shí)是機(jī)械硬盤中數(shù)據(jù)的一個(gè)鏡像而非緩存。它通過(guò)記錄LBA地址的信息，可以根據(jù)用戶的使用習(xí)慣和對(duì)文件的使用頻率計(jì)算出最常用的數(shù)據(jù)，即“熱數(shù)據(jù)”，然后將這些數(shù)據(jù)鏡像到8GB的閃存中，進(jìn)行自適應(yīng)優(yōu)化。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行讀取操作時(shí)，就可以直接從閃存中調(diào)用數(shù)據(jù)，從而起到加速的作用。

即使硬盤被格式化之后，通過(guò)Adaptive Memory技術(shù)學(xué)習(xí)到的數(shù)據(jù)訪問(wèn)習(xí)慣依然會(huì)被保存在閃存當(dāng)中不會(huì)消失，而這也是它和高速緩存最大的區(qū)別。希捷SSHD進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，任何數(shù)據(jù)都要經(jīng)過(guò)64MB的DRAM緩存，而哪些數(shù)據(jù)將被寫入NAND閃存中，則由Adaptive Memory技術(shù)所決定，而這也最終會(huì)決定這些數(shù)據(jù)被讀取時(shí)是從硬盤載入還是從閃存載入。

Fast Factor技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)將SSD和HDD的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，以加快應(yīng)用程序訪問(wèn)速度，以及提高啟動(dòng)速度，并提升總體的系統(tǒng)性能。它包含兩項(xiàng)特性——快速啟動(dòng)（Boot）和閃存管理（Flash Management）?？焖賳?dòng)特性旨在讓SSHD能夠?qū)崿F(xiàn)非?？焖俚睦鋯?dòng)速度，可以將啟動(dòng)時(shí)間縮短到傳統(tǒng)機(jī)械硬盤的35%，無(wú)論是一天啟動(dòng)數(shù)次還是數(shù)天啟動(dòng)一次都不會(huì)受到影響。

為了達(dá)成這一目標(biāo)，希捷在SSHD的閃存當(dāng)中劃分出了一個(gè)固有的分區(qū)用來(lái)長(zhǎng)期保存系統(tǒng)啟動(dòng)所需要的引導(dǎo)文件，目的是為了防止其他使用頻繁的文件將系統(tǒng)啟動(dòng)文件從閃存中“擠出來(lái)”。這種做法顯得非常明智，這使得Fast Factor技術(shù)可以讓混合硬盤在任何時(shí)間都能實(shí)現(xiàn)最快的系統(tǒng)啟動(dòng)速度，大幅度改善使用體驗(yàn)。

閃存管理特性主要提供硬件、固件和高速NAND閃存之間的無(wú)縫集成，保證數(shù)據(jù)的完整性，是一種讓固態(tài)混合硬盤能夠很好地運(yùn)作而增強(qiáng)可靠性和穩(wěn)定性的一種改良措施。

SSHD性能實(shí)際測(cè)試

HD Tune Pro 4.60是一款功能全面的硬盤測(cè)試及診斷工具，是基于數(shù)據(jù)包拷貝的測(cè)試軟件，默認(rèn)使用的是64KB數(shù)據(jù)包以測(cè)試硬盤的連續(xù)讀寫性能。通過(guò)測(cè)試曲線可以很清晰地看到硬盤從外圈到內(nèi)圈的數(shù)據(jù)讀寫性能表現(xiàn)以及隨機(jī)存取和突發(fā)速率性能的情況。

這個(gè)軟件如何體現(xiàn)希捷SSHD的特點(diǎn)呢？我們連續(xù)進(jìn)行幾次測(cè)試就能一目了然了。

從HD Tune的讀寫性能上看，希捷SSHD 500GB的第一次測(cè)試符合普通機(jī)械硬盤的所有特征，而平均88.3MB/s的讀取速度和18.3ms的隨機(jī)讀取時(shí)間也處于當(dāng)前5 400r/min筆記本電腦硬盤的主流水準(zhǔn)。第二次讀取測(cè)試中的尋道時(shí)間縮小為6ms左右，可以認(rèn)為希捷Laptop Thin SSHD僅針對(duì)隨機(jī)讀取進(jìn)行優(yōu)化，目的就是彌補(bǔ)機(jī)械硬盤隨機(jī)讀取慢的短板。第三次讀取時(shí)速度已達(dá)到最高狀態(tài)，硬盤的尋道時(shí)間降低到0.264ms，其他讀寫速度符合普通機(jī)械硬盤的特征，已經(jīng)達(dá)到了普通SSD的水平。

Adaptive Memory技術(shù)已經(jīng)學(xué)習(xí)到了HDTune的測(cè)試規(guī)律，顯然這款軟件每次進(jìn)行隨機(jī)讀取測(cè)試時(shí)請(qǐng)求的目標(biāo)是固定的LBA地址，這些地址在被映射到閃存中后，隨機(jī)操作時(shí)間自然會(huì)大幅度縮短。測(cè)試結(jié)果表明，希捷SSHD可以大大提升硬盤的隨機(jī)讀取速度，但是對(duì)持續(xù)讀取操作并不起作用。

PCMark Vantage是一款模擬日常工作、游戲、生活運(yùn)行的測(cè)試軟件，我們將使用它的硬盤測(cè)試項(xiàng)目，它們包括使用Windows Defender、《Alan Wake》游戲、圖像導(dǎo)入、Windows Vista啟動(dòng)、視頻編輯、媒體中心使用、Windows Media Player搜索和歸類以及多個(gè)程序的啟動(dòng)性能，它的得分能夠很大程度地體現(xiàn)硬盤綜合性能。

第一次測(cè)試中SSHD 500GB得分僅為3 545分，和標(biāo)準(zhǔn)的5 400r/min 500GB筆記本電腦硬盤性能無(wú)異。但得益于Adaptive Memory技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)3次測(cè)試后成績(jī)達(dá)到了18 116分，性能暴增5倍，達(dá)到了接近于純SSD系統(tǒng)的水平，新的算法優(yōu)化效果顯而易見(jiàn)。

總結(jié)

在經(jīng)歷了兩代Momentus XT的試水之后，希捷終于找到了市場(chǎng)最佳的契合點(diǎn)，通過(guò)對(duì)軟件算法的優(yōu)化，降低了對(duì)閃存耐久度的需求，最終僅通過(guò)5 400r/min+8GB MLC這樣的廉價(jià)組合獲得了事半功倍的效果。與同容量的普通機(jī)械硬盤相比，SHDD的價(jià)格大約貴了30%，但是對(duì)于動(dòng)輒比同容量機(jī)械硬盤貴10倍的SSD來(lái)說(shuō)，SHDD的價(jià)格算得上十分低廉了。

總體來(lái)說(shuō)，希捷SSHD 500GB讓用戶不必通過(guò)犧牲容量或增加高額的成本的方式獲得更高的性能，為用戶在許多應(yīng)用中獲得接近于SSD的速度，同時(shí)具有機(jī)械硬盤的容量，如此高性價(jià)比的產(chǎn)品勢(shì)必將掀起存儲(chǔ)界的一番熱潮。