硬碟提速指南:除了SSD,你還有這些選擇
當我們升級電腦時,為什麼通常會下意識地優先升級 SSD 固態硬碟?
這個問題的答案很大程度上與計算機的數據處理機制有關。由於計算機 CPU、內存和硬碟之間存在著數據處理的性能鴻溝,所以數據傳輸能力相對羸弱的硬碟本身就容易成為拖累計算機速度的短板(實際上內存這種易失性存儲器引入計算機系統也是與硬碟數據傳輸的速度無法滿足 CPU 的數據吞吐需求有關),尤其是在 CPU 和內存的運算和數據處理能力大幅提升的背景下。所以,「上 SSD」往往就成了解決計算機性能瓶頸最簡單粗暴的方法。
因為相比於 SSD 固態硬碟,傳統的 HDD 機械硬碟的速度實在是不盡如人意。
HDD 硬碟是以磁碟的形式存儲數據,在數據進入硬碟緩存(Cache)之後需要通過磁頭尋道對數據進行讀寫,所以 HDD 硬碟的讀寫速度很大程度上受尋道速度也就是硬碟轉速的影響,但是這種物理尋道的數據讀寫方式顯然存在數據傳輸速度上限。
而相比於 HDD 機械硬碟,SSD 固態硬碟採用的 NAND Flash 形式的存儲顆粒,主控晶元通過固定的通道對存儲顆粒進行讀取、擦除和寫入,排除了物理尋道對速度上限的限制,所以 SSD 能夠達到遠高於 HDD 的底層帶寬,比如採用 PCIe 協議的固態硬碟的傳輸速度一般可以達到 1000MB/s 以上。
SSD 固態硬碟既然速度遠高於 HDD 機械硬碟,那麼為什麼主流 PC 產品為什麼不採用全 SSD 的硬碟配置?
主要原因在於價格和容量。如奧大利奧在《挑選固態硬碟前,你需要知道這些》一文中所提到的,SSD 固態硬碟單 GB 的價格接近 2 元,而 HDD 硬碟的價格只有 0.2 元 / GB,將近 10 倍的價差很大程度上沖抵了 SSD 的速度優勢。而且,相比於 HDD 動輒 TB 級別的硬碟容量,即使更新了 3D NAND 工藝提升了單條容量,SSD 的硬碟容量還是偏小。
其實如果想要在速度、容量和價格之間取得平衡,除了苦等 SSD 降價,你還可以試試下面兩種提速方法。
丨混合硬碟 SSHD:整體更換硬碟可選方案
顧名思義,SSHD 混合硬碟是結合了 SSD 固態硬碟和 HDD 機械硬碟的混合產品。在大容量 HDD 機械硬碟的主體之外,SSHD 混合硬碟加入了傳輸速度更快的 SSD 固態硬碟,將常用的文件數據存儲在傳輸速度更快的 SSD 硬碟中而不是 HDD 硬碟中。因為內存直接從 SSD 硬碟中讀寫常用文件,所以日常使用中 SSHD 會有非常明顯的速度提升。
SSHD 的優勢顯而易見:中和了 SSD 和 HDD 的速度、容量、價格,既保證了數據讀寫速度,又擁有更大的容量和更低的價格。比如,希捷發布的內部包含 128MB SSD 緩存檔的 1TB 混合固態硬碟,既有著比傳統 HDD 機械硬碟更快的傳輸速度,又有著遠低於 SSD 固態硬碟的價格(Amazon 售價僅為60 美元左右)。
Seagate 1TB SSHD 混合硬碟(圖片來源:FlickrKenming Wang)
需要注意的是,SSHD 混合硬碟需要整體更換替代現有的硬碟,而且雖然包含了 SSD 和 HDD 兩組硬碟,但是作為硬碟整體,存入 SSHD 中的數據是無法被手動指定存放在 SSD 或者是 HDD 硬碟中的,SSHD 的主控晶元將決定高頻和低頻數據分別的存入路徑。
丨英特爾傲騰內存:保留既有硬碟可選方案
SSHD 既兼顧了硬碟的傳輸速度,又兼顧了硬碟容量和價格,在現階段 SSD 消費級產品價格居高不下、容量無法取得突破的大背景下是比較廉價高效的 SSD 替代方案。但是如果不希望整體淘汰 HDD 硬碟,你還可以選擇英特爾出品的傲騰內存。
傲騰內存基於英特爾和美光之前聯合研發的 3D XPoint 存儲介質開發。和 SSHD 一樣,傲騰內存同樣是將高速存儲空間用作緩存存儲以為 HDD 等硬碟進行加速;和 SSHD 不同的是,傲騰內存是單獨的非易失性緩存內存,不需要與 HDD 硬碟進行物理連接,所以也就無需整體替換既有的硬碟。
傲騰內存使用主板的 M.2 介面接入存儲系統,佔用 PCI-E × 2 帶寬。作為緩存檔,傲騰內存橋接系統內存和 HDD 硬碟,系統內存優先通過傲騰內存讀寫 HDD 硬碟數據。由於傲騰內存的 3D XPoint 介質傳輸速率遠高於 HDD 磁碟,而且寫入數據不需要和 SDD 一樣先擦除既有數據,所以內存直接讀寫傲騰內存中緩存的 HDD 文件時能夠獲得非常大的速度提升。
事實上,由於傲騰內存採用的 3D XPoint 介質傳輸速度遠高於 SSD 的 NAND Flash 顆粒(英特爾和美光的官方數據稱 3D XPoint 的理論傳輸速度超過 NAND 1000 倍,實際環境測試顯示為 10 倍左右),所以採用 3D XPoint 存儲介質的傲騰內存甚至可以為採用 NAND Flash 介質的 SSD 固態硬碟提供緩存加速。
3D XPoint 之所以可以獲得比 NAND 更高的傳輸速度,可能與其完全與 NAND Flash 的位存儲晶體管完全不同的架構有關。雖然英特爾和美光沒有披露太多的 3D XPoint 的技術細節,但是業界普遍猜測 3D XPoint 採用的是新的相變存儲器方案。
根據官方數據,16GB 版本傲騰內存持續讀取速度最高為 900MB/s,持續寫入速度最高為 145MB/s;4K 隨機讀取最高為 190000 IOPS,4K隨機寫入最高為 35000 IOPS。32GB 版本持續讀取速度為 1200MB/s,持續寫入最高為 280MB/s;4K 隨機讀取為 300000 IOPS,4K 隨機寫入是 70000 IOPS。
之所以能夠達到如此高的傳輸速度,除了 3D XPoint 介質本身的速度讀寫速度優勢,傲騰內存的學習能力也至關重要。英特爾稱,傲騰內存的「自適應系統加速」會主動學習內存對數據讀取的習慣,優先存儲系統經常調用的程序文件,由此獲得基於用戶使用習慣的個性化緩存加速方案--一定程度上可以將此理解為,傲騰內存的加速能力會隨著用戶使用時長的增長而加強。
英特爾稱,傲騰內存不管是對日常場景抑或是遊戲、視頻剪輯都能夠提供非常明顯的加速效果,在傲騰內存的緩存下,台式機日常任務處理速度將提升高達 2 倍,遊戲載入速度提升高達 3.9 倍,而大型媒體文件的打開速度提升高達 3 倍。
顯而易見,如果主板的 M.2 介面充沛,傲騰內存相比於 SSHD 混合硬碟有著先天的優勢,首先採用 3D XPoint 介質的傲騰內存相比於 SSHD 的內置 SSD 硬碟傳輸速度更高,而且傲騰內存不需要整體淘汰既有的 HDD 硬碟,所以價格方面也更為靈活。不過總的來說,SSHD 和傲騰內存的提速思路是基本一致的,都是利用緩存的方式為 HDD 硬碟提速。在 SSD 價格和容量暫時無法獲得大的突破的背景下,這類結合了 SSD 的速度優勢和 HDD 容量 / 價格優勢的產品是非常廉價高效的硬碟提速方法。
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