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超另类 西数160GB猛禽硬盘全球独家评测

2009-05-12 09:11    IT168网站 来源:IT168网站  作者: IT168评测中心 Lucifer 编辑: 盘骏

  【IT168评测中心】很多玩家,乃至普通用户也应该听说过,WD(Western Digital,西部数据)的Raptor在桌面级别硬盘中算是一个异类:它们都是10000RPM转速的SATA硬盘,由于桌面级别硬盘绝大多数都属于7200RPM,因此Raptor一直都是桌面硬盘中性能的佼佼者,受到游戏玩家和追求极致性能的用户的喜爱。


WD1500ADFD,也就是第二代Raptor:Raptor X

  在一年之前,也就是2008年4月初的时候,WD发布了第三代的Raptor,也就是VelociRaptor,和前代不同的是,VelociRaptor是2.5英寸外形,也就是业界欲主推的SFF(Small Form Factor,小外形因子),这个尺寸其实和笔记本常用的硬盘的一样——在宽度上。和笔记本硬盘不同的是,这种高性能的2.5英寸硬盘的厚度要厚一些,此外,和笔记本硬盘式是从便携方向考虑而设计不同,WD的VelociRaptor(及SFF硬盘的主导者的Savvio系列硬盘)采用2.5英寸外形因子是从性能作为考虑方向的。


披着3.5英寸马甲上阵的VelociRaptor : WD3000BLFS

  由于采用了较小的外形因子,2.5英寸高性能硬盘的盘片直径也比较小,磁头移动距离(或者说,磁臂转动角度)比较小,因而寻道时间较短,再配合高转速带来的低潜伏期,这种硬盘可以提供很快地随机I/O能力——比3.5英寸的传统企业级硬盘还要快,在对2.5英寸的Seagate Savvio系列硬盘的测试当中,很鲜明地表现了这一点。

披着新3.5英寸马甲的另类VelociRaptor:WD1600HLFS硬盘

  如果说猛禽是桌面硬盘中的另类的话,那么我们今天评测的对象WD1600HLFS就是另类中的另类:它非常特别,它特别在哪里呢?下面就听我们一一道来。

窥视企业级市场 最新Raptor硬盘评测

万转SATA企业硬盘VelociRaptor再测试

SAS 6Gbps 希捷Savvio 10K.3硬盘首测

兼收并蓄 SATA与SAS技术分析

 

另类VelociRaptor:WD1600HLFS猛禽硬盘
 
 
初代VelociRaptor:WD3000BLFS硬盘,黑色外套叫做Ice PAK

  我们收到的另类猛禽硬盘来自DELL戴尔送测的最新一代图形工作站:T5500。这是基于Nehalem-EP平台的最新产品,DELL明显对其寄予了厚望,配置了不少独特的配件——现在我们评测的这款硬盘就是。


另类VelociRaptor:WD1600HLFS猛禽硬盘


初代VelociRaptor:WD3000BLFS硬盘

  这款另类猛禽硬盘的表面很清楚地写着VelociRaptor几个大字,和初代VelociRaptor一样,它具备了一个2.5英寸转3.5英寸的散热外套,学名叫作IcePAK,不过时隔一年,这个外套也具有了进化。初始版本的IcePAK仅仅是一个尺寸转接架+散热片的作用,转接之后的VelociRaptor并不能应用到标准的SATA/SAS背板上:位置不对,根据我们以前的分析,这是一个故意的设计,现在的IcePAK已经改了过来,我们可以看到,新版本的猛禽外形就和通常的SATA接口一样,可以直接用在3.5英寸热插拔SAS背板上,也就是说,可以直接应用到标准服务器上面。


WD1600HLFS猛禽硬盘:Ice PAK上的标准SATA接口

  除了近年来开始进入企业级市场之外,猛禽系列硬盘主要仍然是作为唯一的万转SATA桌面硬盘来使用,主要是面向需求高性能的工作站用户和桌面发烧友用户。


WD1600HLFS猛禽硬盘

初代VelociRaptor:WD3000BLFS硬盘

  硬盘表面带有WWN(World Wide Name,全局名),这个是SAS硬盘上独有而SATA上没有的特性,因此虽然这些猛禽接口都是SATA,但是它们本质上是一个SAS硬盘——别以为披上了马甲别人就认不出来了!

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万转SATA企业硬盘VelociRaptor再测试

兼收并蓄 SATA与SAS技术分析

  除去外形的差别之外,新的WD1600HLFS与老版本的VelociRaptor差别在哪里呢?是容量吗?


三代Raptor规格对照表


VelociRaptor的三种标准容量:74GB、150GB、300GB
BLFS后缀:2.5英寸外形因子(不带IcePAK的封装,初代VelociRaptor带IcePAK)
HLFS后缀:横向散热筋3.5英寸IcePAK封装(就是现在的这个样子)

  不错,容量方面确实是其怪异的地方,据笔者所知,VelociRaptor发布之后,只具有两个容量:150GB和300GB,分别是单碟和双碟的版本,容量160GB的确实没有见过。

WD1600HLFS猛禽硬盘:它是旧产品还是新产品?

  它是VelociRaptor里经过改良、磁密度提升的新一代单碟产品吗?那么仅仅比150GB VelociRaptor相比提升的容量(10GB)也太少了点——难不成它是单碟320GB的最新型号然后只使用了一个记录面?和初代VelociRaptor发布已经经过了一年,新一代Raptor发布的日期又到了么?要知道第二代Raptor X可是存在了两年,有必要这么快推出新产品么?

测试平台、测试环境
测试分组
类别
WD VelociRaptor SpecialSeagate Savvio 10K.3WD VelociRaptor
处理器子系统
处理器
Intel Core 2 Extreme QX9650
Intel Core 2 Extreme QX9650
Intel Core 2 Duo E7200
主频3.00GHz3.00GHz2.53GHz
FSB/QPI1x FSB
333MHz
1333MT/s
10.67GB/s
1x FSB
333MHz
1333MT/s
10.67GB/s
1x FSB
266MHz
1066MT/s
8.53GB/s
L2 Cache
2x 6MB2x 6MB3MB
L3 Cache
   
主板
主板型号
ASUS P5Q-E
ASUS P5Q-E
ASUS P5B Deluxe
北桥芯片组(MCH)
Intel P45Intel P45Intel P965
内存
2GB DDR2 800 SDRAM x42GB DDR2 800 SDRAM x42GB DDR2 800 SDRAM x4
系统磁盘子系统
磁盘控制器
LSI MegaRAID SAS 8708ELP RAID Controller
LSI MegaRAID SAS 8708ELP RAID Controller
Intel ICH8R AHCI Controller
磁盘控制器规格
PCI Express x4
LSI1078 SoC
500MHz ARM
128MB RAM
8x SAS 3Gbps
NCQ
RAID 0/1/5/6
PCI Express x4
LSI1078 SoC
500MHz ARM
128MB RAM
8x SAS 3Gbps
NCQ
RAID 0/1/5/6
AHCI /w NCQ
6x SATA 3Gbps
磁盘控制器设置
PCI Express x4 @ P45
NCQ
SAS 3Gbps
RAID 5
PCI Express x4 @ P45
NCQ
SAS 3Gbps
RAID 5
AHCI /w NCQ
SATA 3Gbps
磁盘控制器驱动
LSI MegaRAID R3.6
3.9.0.64
LSI MegaRAID R3.6
3.9.0.64
Intel Matrix Storage Manager
8.2.0.1001 x64
磁盘
Seagate
Cheetah 15K.6
ST314656SS x3
Seagate
Cheetah 15K.6
ST314656SS x3
Seagate
Barrucuda 7200.10
ST3320620AS
磁盘规格
15000RPM
146GB
SAS 3Gbps
16MB Cache
15000RPM
146GB
SAS 3Gbps
16MB Cache
7200RPM
320GB
SATA 3Gbps
16MB Cache
磁盘设置
SAS 3Gbps
50GB系统分区
SAS 3Gbps
50GB系统分区
SATA 3Gbps
20GB系统分区
测试磁盘子系统
磁盘控制器
Intel ICH10R AHCI ControllerLSI MegaSAS 3041E-R
Intel ICH8R AHCI Controller
磁盘控制器规格
AHCI /w NCQ
6xSATA 3Gbps
PCI Express x4
4x SAS 3Gbps
AHCI /w NCQ
6x SATA 3Gbps
磁盘控制器设置
AHCI /w NCQ
SATA 3Gbps
PCI Express x4 @ x4 IOH
AHCI /w NCQ
SATA 3Gbps
磁盘控制器驱动
Intel Matrix Storage Manager
8.8.0.1009 x64
LSI MegaSAS
1.28.3.64
Intel Matrix Storage Manager
8.2.0.1001 x64
磁盘WD
VelociRaptor
WD1600HLFS
Seagate
Savvio 10K.3
ST3900603SS
WD
VelociRaptor
WD3000BLFS
磁盘规格
2.5"
10000RPM
160GB
SATA 3Gbps
NCQ
16MB Cache
2.5"
10000RPM
300GB
SAS 6Gbps
NCQ
16MB Cache
2.5"
10000RPM
300GB
SATA 3Gbps
NCQ
16MB Cache
磁盘设置
SATA 3Gbps
NCQ
SAS 3Gbps
NCQ
SATA 3Gbps
NCQ
软件环境
操作系统
Microsoft
Windows Vista Ultimate x64 SP1
Microsoft
Windows Vista Ultimate x64 SP1
Microsoft
Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition SP2 x64
测试软件
HD Tach RW 3.0.1.0
Iometer 2006.07.27
HD Tach RW 3.0.1.0
Iometer 2006.07.27
HD Tach RW 3.0.1.0
Iometer 2006.07.27 

  测试使用了笔者的台式机,并使用了南桥芯片组ICH10R的AHCI磁盘控制器,它支持NCQ功能。

测试对象:另类VelociRaptor WD1600HLFS硬盘,10000RPM,160GB,16MB Cache


对比:初代VelociRaptor WD3000BLFS硬盘,10000RPM,300GB,16MB Cache


对比:Seagate Savvio 10K.3

 


Intel Matrix Storage Console
 

Everest
 

PCMark05
 

PCMark Vantage x86

 


PCMark Vantage x64

  PCMark05的得分是10239,PCMark Vantage的得分则是6477/6466(x86/x64),这是一个很高的得分,作为对比,希捷1.5TB硬盘的PCMark Vantage得分是5295(x64),日立1TB E7K1000企业级硬盘得分是5312,WD1600HLFS明显高出不少。

 


WD1600HLFS硬盘

  曲线有些不寻常,是一条直线,而不是通常的一条曲线——这一点下面再谈,这里先看WD1600HLFS的性能测试结果:最外圈读写达到了130MB/s,平均读写则在107MB/s,随机访问时间6.5ms,2.5"硬盘的传输速率通常不是非常高,这一点和桌面7200RPM硬盘大致持平,2.5"硬盘突出的地方是随机访问时间,WD1600HLFS 6.5ms的测试成绩不仅远比3.5"桌面7200RPM硬盘的13ms~14ms要低,比起通常的2.5" 10000RPM硬盘来也要低,见下:


VelociRaptor WD1600HLFS vs VelociRaptor WD3000BLFS

  首先我们来分析一下曲线:可以看出,WD3000BLFS的是一条“曲”线,而WD1600HLFS是一条“直”线,再仔细看的话,它们最外圈的速率是差不多的,而最其它地方则不同,刚开始的些许地方WD3000BLFS更快一些,而更多的地方WD1600HLFS要快一些,幅度大概在10MB/s左右。


ZBR(Zoned Bit Recording)磁盘扇区结构示意图
 
  Zoned-bit recording(ZBR 区位记录)是一种物理优化硬盘存储空间的方法,此方法通过将更多的扇区放到磁盘的外部磁道而获取更多存储空间(与软盘的所有磁道都同样多的扇区相比),也称为zone-bin recording,zone recording,zone-density recording或者multiple-zone recording。
  所有的硬盘驱动器都是由一些磁盘片组成。在每个磁盘片中,数据存放的物理位置呈同心圆状,这些同心圆称为磁道。每个磁道上包含若干扇区。每个扇区存储的数据容量是一致的。磁道的周长与同心圆的直径成正比。在早期的硬盘驱动器和历史悠久的软盘当中,所有的磁道包含的扇区数目都是一样的,按照固定的圆心角辐射出去,就可以简单的将各磁道的扇区数进行统一。这样,在磁道边缘的扇区弧长就要大于内部的扇区弧长,因而其磁记录密度就要比内部磁道的密度要小。最终,导致了外部磁道的空间浪费。
  为了有效利用外部磁道空间,让所有的磁道扇区存储数据密度一致,就需要保证所有扇区的弧长一致。这样就要根据磁道的半径来重新分配扇区数目。 Zoned0bit recording 方法通过将磁道分组(这种磁道组称为zone)实现了这一目标。内部磁道的扇区数目较少,外部磁道的扇区数目较多。这样,外部磁道和内部磁道的存储空间利用率都相等,充分利用了整个硬盘的空间。
  使用ZBR的结果就是:现代硬盘的传输速率曲线是一个阶梯形下降的曲线(横坐标是与圆心距离;横坐标是容量的话,下降更厉害);通常,在ZBR的每一个Zone分区内,内外磁道的扇区数仍然是相同的,外部磁道仍然有一些空间浪费,并且,越靠近磁盘内圈,这个浪费就越明显(因而,传输曲线是向下弯的,内圈的平均记录密度比外圈低)。理想化的存储方式是所有磁道都具有不同的扇区数,或者说,将ZBR方式的Zone细化到单条的磁道,这样得到的硬盘的传输速率是一条直线(横坐标是与圆心距离;横坐标是容量的话,仍然会有下降:外圈容量较大,内圈容量较小)。
  对于不采用ZBR(早期硬盘和软盘)的磁盘来说,所有磁道的扇区数都一致,所以在坐标系上其传输速率是一条直线(从外面到里面,容量递减,线速度递减):横坐标是与圆心距离的时候是水平直线,横坐标是容量的时候是一条向下的斜线。

  没错,从最外圈传输速率可以看出WD1600HLFS和WD3000BLFS实际上的结构是一样的:一样的碟片直径。只是它们记录构造不同,实际上,通常的硬盘采用了ZBR(Zoned Bit Recording)方式,相同的Zone内传输曲线是一个平直的阶梯,而从外圈Zone到内圈Zone向下弯曲。WD1600HLFS不同,是一条比较直的向下的斜线,因此它应该是没有采用ZBR方式的硬盘,内外圈磁道的扇区数量都是一样的(因此,磁记录密度是越往内圈越高的),因此,其整体传输速率比ZBR方式的要高一些。

  此外,从最内圈的传输速率来看,WD1600HLFS比正常ZBR版本VelociRaptor高出并不多,因此最内圈磁道的位置应该是没有变化的,联系到另类版本的WD1600HLFS比对应正常版本WD1500HLFS的容量高出不多(10GB,约7%),因此我们猜测,WD1600HLFS的磁道密度比WD1500HLFS要低,也就是说,磁道数量要少一些,更少的磁道数量会提升磁头寻道的性能,最终我们会看到,WD1600HLFS具有较好的随机访问能力——就和我们测试的结果那样。

  因此我们现在清楚了,WD1600HLFS是150GB VelociRaptor WD1500HLFS的变异型号,在物理结构上是一样的,不过扇区划分的形式有些不同:没有采用ZBR记录方式。或许有些人看到寻道性能上的提升认为WD1600HLFS是WD3000BLFS屏蔽内圈磁道导致的,从这里来看,这个说法不太成立,需要屏蔽掉的容量太多了。寻道上的提升应该是道密度的降低而达到地。

  也就是说:WD1600HLFS是WD1500HLFS的不同记录构造的产物,这个记录构造是在低级格式化的时候完成的,由于采用了特别的扇区划分方式,WD1600HLFS的单碟密度略微提升到了160GB,并获得了传输速率和寻道能力的提升。WD1600HLFS的最大记录密度要比正常版本的WD1500HLFS要高。现代硬盘的低级格式化都是出厂时完成的,并且记录密度保留有一定的余地。WD1600HLFS是DELL的特供产品,能具有这样异常的特色也就不难以理解了。


VelociRaptor WD1600HLFS vs Savvio 10K.3 ST9300603SS

  Savvio 10K.3的传输速率要高一些,不过寻道上WD1600HLFS要快一些。实际上,WD1600HLFS比WDBLFS也要快一点点。

  HD Tach等工具可以测试出磁盘传输速率曲线,然而无法衡量出他们有多“快”,这里常用的指标是IOps,每秒操作数。可以这样理解:系统向硬盘发出一个块读取或者写入的命令,而硬盘完成这个命令返回,就叫做完成了一个IO。IOps就可以衡量硬盘实际干活的快慢。

  我们仍然使用了Iometer 2006.07.27来获得其IOps参数大小,这个参数可以代表一个磁盘子系统在单位时间内可以完成多少操作。有些时候,连续传输速率很快的硬盘其IOps却不高,这表明其实际上干不了太多的活。


Iometer 2006.07.27理论性能测试:512B连续IOps

 


Iometer 2006.07.27理论性能测试:512B随机IOps

 


Iometer 2006.07.27理论性能测试:64KB连续MBps

 


Iometer 2006.07.27理论性能测试:64KB随机MBps

  采用了特别构造的WD1600HLFS的随机性能非常强,大约比正常的WD3000BLFS高17%左右。

 


Iometer 2006.07.27应用性能测试:文件服务器

 


Iometer 2006.07.27应用性能测试:网站服务器

 

Iometer 2006.07.27应用性能测试:数据库服务器

 

Iometer 2006.07.27应用性能测试:工作站 

  WD1600HLFS确实具有强劲的随机处理能力,比WD3000BLFS强10~20%左右,比Savvio 10K.3 SAS强10%左右。

  【IT168评测中心】专门供应DELL的VelociRaptor WD1600HLFS不同于正常的WD VelociRaptor,它采用了非常另类的磁构造:没有采用通常的ZBR(Zoned Bit Recording)记录方式,因此具有比原版VelociRaptor更高的磁记录密度,最终具备了独特的160GB单碟容量(正常VelociRaptor是单碟150GB),并具有更快的传输速率和更快的随机寻道时间,WD1600HLFS可以说是近乎完美。

披着新3.5英寸马甲的另类VelociRaptor:WD1600HLFS硬盘

  除了性能之外,WD1600HLFS仍然具有VelociRaptor如RAFF旋转震动补偿、Ramp Load/Unload磁头装载、PWL(Pre-emptive Wear Leveling,损耗储备,以保证100%负载环境下不间断工作)、10-15的不可恢复错误率(普通硬盘是10-14)以及140万小时的MTBF,性能和功能都让人满意,其缺点是正规途径可能难以买到。


披着3.5英寸马甲上阵的VelociRaptor : WD3000BLFS
实际上,它有一个另类的兄弟:WD3200HLFS,表现和WD1600HLFS一样

窥视企业级市场 最新Raptor硬盘评测

万转SATA企业硬盘VelociRaptor再测试

SAS 6Gbps 希捷Savvio 10K.3硬盘首测

兼收并蓄 SATA与SAS技术分析

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