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揭开硬盘测试软件失效谜团 硬盘分区对性能影响有多大

发布时间:2013-04-15 06:44:31 来源: 作者:

一键之差 双碟2T硬盘测速有高低

近期硬盘价格狂跌,2TB硬盘只要520元,读者小A按捺不住诱惑买了一块希捷真双碟2TB硬盘作为仓库盘。为了测试它是双碟装和三碟装,小A将整个硬盘划分成一个大区,使用HD Tune测试软件测速,将测试图片放在网上求鉴定。

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
小A使用HD Tune测试“全盘”读取性能

热心读者小C正好有一块希捷真双碟2TB硬盘,于是他把HD Tune测试图贴在网上和小A的做对比。结果把小A吓了一跳。原来小C的硬盘读写速度比自己的快不少。小A心里犯嘀咕:“难道我买了三碟装的希捷2TB硬盘?”

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
小C使用HD Tune测试硬盘前沿40GB区域的读取速度

于是小A第二天找商家理论,商家确认硬盘无损之后,苦口婆心把希捷真双碟2TB硬盘的特征逐一和小A讲解,小A当即在网上核对相关特征,他买的硬盘确实是双碟装。细心的小A发现小C只测试了40GB,难道是硬盘分区办法不对?

小A、小C所列数据图都是真实的,商家也没有作假,没人有错。只是当中一个环节是地道的真实谎言:小C因为一键之差所导致,他按了HD Tune“快捷行程”,此项目和硬盘分区有直接联系:“快捷行程”测试的正是硬盘前沿40GB区域。

产品:Barracuda 2TB 7200转 64MB SATA3(ST2000DM001) 希捷 硬盘 回到顶部阅读

HDD致命缺点:读写速度前高后低

机械硬盘特殊的结构导致它的读写速度呈现前高后低的抛物线走势。即硬盘磁头越往内圈方向走,它的读写速度越慢。因此小C使用HD Tune测试2TB硬盘的最前面40GB区域是读写速度最快的区域。


真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
机械硬盘的磁头由外往内运动

由于硬盘主轴是以恒定角速度运转,盘片的最外圈周长较之最内圈周长要长得多。因此磁头在最外圈时运转,要比在最内圈时运行走过的距离要长很多。假设最内圈与最外圈磁道的扇区数相同,必将造成极大的存储空间的浪费。

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
磁头位于盘片磁道内圈,此区域的读写速度最慢

为此,硬盘厂商开发了ZDR技术(Zone Data Recording),即区域数据记录技术。从磁盘的最外圈到最内圈划分出若干个区域。每个区域内的每磁道扇区数一致,但靠内的区域比外侧的区域的每磁道扇区数要少,从而可以根据不同的磁道长度来合理设定扇区数量,以达到充分利用磁盘的存储空间的目的。

硬盘厂商为了避免磁头向内跨区域读写时造成传输率下降过大而影响整体性能,划分最外圈的每磁道扇区数正好是最内圈的一倍,与持续传输率的变化基本成比例。所以磁盘旋转的时候,越在外圈的线速度越大,读取的扇区数就越多,传输率就越高。

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
希捷真双碟2TB硬盘的磁道外圈、中部、内圈的读取速度

HD Tune测试软件的“额外测试”项目验证了这一点,希捷真双碟2TB硬盘的磁道外圈读取速度为171MB/秒,中部为175MB/秒,内圈为93MB/秒。

我们了解机械硬盘内/外圈产生读写速度差距的原因,下面我们试验分析网友所反应的ATT0(测试最大读写速度)、CDM软件(测试持续读写速度)为何测试不出明显性能差距,难道测试软件有误?或者因为测试软件操作不当所造成?

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硬盘对半分区 最大读写速度对比

HD Tune可以测试整块硬盘或者硬盘前40GB区域,但是无法指定具体分区测速。因此不少读者选择“ATTO Disk Benchmark”、“CrystalDiskMark”硬盘测试软件,这两款软件分别测试最大读写速度、持续读写速度。

注: “ATTO Disk Benchmark”简称ATT0,“CrystalDiskMark”简称CDM。


真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
2TB硬盘分为前半区931.45GB、后半区931.44GB

笔者将希捷真双碟2TB硬盘对半进行分区,其中前半区为931.45GB、后半区为931.44GB。我们使用ATT0以及CDM软件对两个分区进行测速。

● ATTO Disk Benchmark

 

  ATTO Disk Benchmark是一款优秀且免费的磁盘基准测试软件,支持对稳定性/突发性传输速率进行读写测试,适用于常规硬盘、RAID、USB闪存盘、移动存储卡等产品的读写性能测试。

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
2TB硬盘前半区F盘 ATTO成绩:读189.4MB/秒 写187.2MB/秒

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
2TB硬盘后半区G盘 ATTO成绩:读184.2MB/秒 写184.1MB/秒

编辑点评:我们使用ATT0软件对希捷真双碟2TB硬盘的前/后半区进行测试对比。两大硬盘分区的最大读写速度差距大同小异,其中前半区略高,后半区落后3-5MB/秒。

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硬盘对半分区 持续读写速度对比

● CrystalDiskMark

  CrystalDiskMark(CDM)是一款简单易用的硬盘性能测试软件,但测试项目非常全面,涵盖连续读写、512K和4KB数据包随机读写性能,以及队列深度(Queue Depth)为32的情况下的4K随机性能。队列深度描述的是硬盘能够同时激活的最大IO值,队列深度越大,实际性能也会越高。


真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
2TB硬盘前半区F盘 CDM成绩:读186.7MB/秒 写184.2MB/秒

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
2TB硬盘后半区G盘 ATTO成绩:读182.6MB/秒 写182.2MB/秒

编辑点评:我们使用CDM软件对希捷真双碟2TB硬盘的前/后半区进行测试,所得对比结果与ATTO相似。

笔者的测试结果与网友反应情况吻合,我们可以排除测试软件故障以及操作不当原因。为什么会出现这种情况,我们还得从这两款硬盘测试软件的工作原理分析。

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揭秘:测软为何无法反应分区影响

无论是ATT0还是CDM软件,它们测试的硬盘区域并没有覆盖整个分区,而是指定硬盘分区的前沿区域的某个部分,用户可以小范围调整测试区域部分的容量长度。


真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
CDM软件默认测试1000MB区域

比如CDM软件,我们使用默认设置测试,指定希捷2TB硬盘的后半区G盘,那么CDM软件测试的是第931GB-932GB之间的1000MB空间。因此CDM测试的持续读写速度仅比前半区F盘略低。

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
CDM软件默认测试256MB区域

ATT0的工作原理和CDM相似,它的测试区域更为狭小,默认设置的测试区域仅为256MB。那么ATT0软件测试的其实仅仅是第931GB-932GB之间的256MB区域,其测试结果和前半区F盘大同小异。

用户一般针对硬盘设置2-6个分区,最后一个区域的容量越小,那么越能体现硬盘内圈对性能的影响。

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巧设分区 测试软件显现性能影响

ATT0和CDM测试软件无法对超过4GB的硬盘分区或者整个硬盘进行测速,那么是不是无法反应硬盘分区和性能之间的关系。办法还是有的,我们只要从外圈的硬盘区域开辟一个较小的分区,使得ATT0和CDM测试软件能够测试该硬盘分区。


真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
2TB硬盘的最后一个分区仅分7.42GB,此时ATT0、CDM可以起到作用

为此笔者将希捷真双碟2TB硬盘分成容量为1855.47GB的F盘以及7.42GB的G盘。我们将使用ATT0、CDM软件测试G盘。

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
ATT0测试G盘的最大读写速度:读98.3MB/秒 写106.1MB/秒

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
CDM测试G盘的持续读写速度:读98.23MB/秒 写99.20MB/秒

我们通过ATT0、CDM对硬盘空间狭小、且是最后一个分区的G盘进行测试,G盘的最大、持续读写速度均与HD Tune所测试的外圈读写速度温度吻合。此时ATT0、CDM硬盘测试软件方能反应出硬盘分区和性能之间的微妙关系。

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全文总结:多盘片硬盘如何分区?

全文总结:多盘片硬盘如何分区?

实际上网友还有一个更为尖锐的问题没有解决:多盘片硬盘如何分区才能避开性能较差的区域?我们以本文测试的希捷真双碟2TB硬盘为例。

正常的思路:用户将高速读写硬盘分区设置在每张碟片的前半部分。那么本次测试的2TB硬盘可分为4个区,每个区500GB。其中1、3区为高速硬盘分区,2、4区为低速硬盘分区。


真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
CDM软件测试G盘

注:由于CDM软件无法为500GB硬盘分区进行全区测速,笔者模拟将2TB硬盘分成三个区域,对前半区1TB的末端部分G盘限制在狭小的39.06GB空间,我们将对G盘进行测速。

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
G盘的CDM测试成绩:读183.2MB/秒 写182.1MB/秒

结果并没有如我们正常思路所愿,前半区的末端部分G盘的测试成绩表明它处于高速硬盘区域。

为此笔者进行实验,证明了这种方法是错误的。无论单碟或者多碟硬盘,硬盘性能高低区域都是以整体容量的1/2为分界点。比如本次2TB硬盘的低速区域在后半区“1TB-2TB”容量区间内,硬盘读写速度随着容量数字增大而减小。

网友们正确的硬盘分区办法:硬盘分区以整体容量的1/2为分界点,其中前半区为硬盘高速读写区域,后半区为硬盘低速读写区域。这也是为何系统盘装在C区或者第一个分区的原因。后半区更适合作为视频、图片存储区域。

 

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测试硬件与软件系统环境介绍

● 测试硬件与软件系统环境介绍

  本次测试采用英特尔22nm/i5 3570K+华硕M5E 玩家国度平台,其中Z77主板原生支持目前速率最快的原生SATA3.0 6Gbps接口。下面是具体平台介绍。


真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
华硕Maximus V Extreme Z77平台

真实的谎言 硬盘分区对性能影响有多大?
希捷真双碟2TB硬盘(ST2000DM001)

测 试 平 台 介 绍
中央处理器
Intel i5 3570K
(四核 / 100MHz*34 / 6MB共享L3缓存 )
内存模组 宇瞻黑豹8GB DDR3-1600套装
(4GB / DDR3-1600 / CL=9/单根)
主板
华硕Maximus V Extreme Z77
(Intel Z77 Chipset)
显示卡
镭风Xstorm HD6850
(Cayman Pro / 核心:775MHz / 显存:4000MHz / GDDR5)
系统硬盘 OCZ Vertex4 128GB SSD固态硬盘*2
(OCZ Indilinx Everest 2主控 / SATA3.0 6Gbps
测试硬盘 希捷真双碟2TB硬盘(ST2000DM001)
(2000GB / SATA3.0 6Gbps)
电源供应器 康舒R88 600W电源
(ATX12V 2.31 / 850W)
显示器 MAG GML2457
(24英寸LCD / 1920*1080分辨率)

 

操 作 系 统 及 驱 动
操作系统 Microsoft Windows 7 旗舰版
(中文版 / 版本号7600)
主板芯片组驱动 Intel Z77 Chipset fot Win7 64bit
(WHQL / 版本号 9.3.0.1019)
显卡驱动
Catalyst 11.5 for Win7 旗舰版
(WHQL / 版本号 11.5)

桌面环境

1920*1080_32bit 60Hz

● 测试软件介绍

 

测试软件
底层测试 ATTO Benchmark
CrystalDiskMark
--
基准测试

--

实际性能测试

--

 


● 测试系统的软件环境

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