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      泡泡網(wǎng)存儲頻道
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      6Gb/s強(qiáng)嗎? 首款SATA3.0硬盤性能初探
      
      
      
        
      測試標(biāo)題6Gb/s強(qiáng)嗎? 首款SATA3.0硬盤性能初探
      
        
      2009年10月29日 00:01作者：蘇立源編輯：蘇立源文章出處：泡泡網(wǎng)原創(chuàng)
      
        
      
          
          
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          泡泡網(wǎng)硬盤頻道10月29日 硬盤作為影響整機(jī)性能的一個重要配件，近年來在技術(shù)突破上一直處于緩慢爬升的狀態(tài)，雖然單碟容量在近兩年長足進(jìn)步（250GB至500GB），單盤容量升至2TB（歸功于碟片技術(shù)的穩(wěn)步升級），但硬盤的性能（主軸轉(zhuǎn)速不能無限制增長）卻改進(jìn)不多。
      

      

          雖然硬盤性能提升不大（內(nèi)部傳輸率），但在接口（外部傳輸率）方面，缺一直在提升，從2002年到現(xiàn)在，接口實(shí)現(xiàn)了從PATA到SATA的轉(zhuǎn)變，但速度依然沒有得到很好的改觀。在SATA未能給速度帶來多大提升的時(shí)候，SATA2來了，并帶來了新的技術(shù)NCQ以及300MB/s的峰值帶寬。
      


      SATA的老大哥，SAS發(fā)展藍(lán)圖
      

            時(shí)間進(jìn)入2009年，SATA3已經(jīng)誕生，那么，在硬盤性能（內(nèi)部傳輸率）不濟(jì)的前提下，SATA3的誕生有何意義呢？
      

      

      ● 關(guān)于SATA硬盤技術(shù)
      

       
      

          關(guān)于SATA技術(shù)想必大家都已經(jīng)很熟悉了，SATA是“Serial ATA”的縮寫，通俗的說就是是串行數(shù)據(jù)傳輸接口，它與我們經(jīng)常說到的并行數(shù)據(jù)傳輸接口（PATA）的主要區(qū)別就是傳輸方式的不同：Serial ATA是以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，每次傳送只有1位數(shù)據(jù),這可使連接電纜數(shù)目變少，效率變高；而PATA的數(shù)據(jù)傳輸是并行的方式傳輸數(shù)據(jù)，在一個時(shí)鐘周期同時(shí)傳輸多位數(shù)據(jù)。
      

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          舉個形象點(diǎn)的例子，假設(shè)一個電影院有8個并排的入口（可看成是硬盤的PATA接口），那么，這個電影院將在同一時(shí)刻允許8個人通過（即1個時(shí)鐘周期傳輸多位數(shù)據(jù)），這就是并行；當(dāng)電影院只有1個入口時(shí)，那么它只能在同一時(shí)刻允許一個人通過（即1個時(shí)鐘周期傳輸1位數(shù)據(jù)），我們可將其理解為串行。其實(shí)，說得再簡單點(diǎn)，并行和串行實(shí)際上就是“并排走”和“挨個走”的區(qū)別。
      

       
      

      ● SATA與SATA2有什么區(qū)別？
      

          
      

          從技術(shù)指標(biāo)上來看，SATA2最引人注目的莫過于接口速度從原先的150MB/s一躍提升到了300MB/s，理論上能提供更高的性能。而另一項(xiàng)突破就是NCQ技術(shù)——原生隊(duì)列指令，它的作用就是將硬盤的磁頭動作安排的更為合理，更合理的讀寫順序在理論上可以達(dá)到更好的效能。
      

       
      

      

      

      

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          NCQ技術(shù)是一項(xiàng)對硬盤的指令執(zhí)行順序進(jìn)行優(yōu)化的技術(shù)，以往的硬盤，會按照接收指令的先后順序死板的移動磁頭搜尋數(shù)據(jù)，然而NCQ的功能卻是在接收到系統(tǒng)傳送來的讀取命令后，對將要訪問的地址進(jìn)行排序，排序后硬盤的磁頭將會以更加高的效率進(jìn)行尋址，從而避免了磁頭來回移動的時(shí)間損耗，延長硬盤壽命。
      

      


      ▲ SATA3提升了什么呢？
      

          SATA 6Gbps的正式名稱為“SATA Revision 3.0”，是串行ATA國際組織(SATA-IO)在今年5月份發(fā)布的新版規(guī)范，主要是傳輸速度翻番達(dá)到6Gbps，同時(shí)向下兼容舊版規(guī)范“SATA Revision 2.6”(也就是現(xiàn)在俗稱的SATA 3Gbps)，接口、數(shù)據(jù)線都沒有變動。
      


      SATA 6Gbps的Logo
      

      ◎ SATA Revision 3.0規(guī)范主要新特性：
      

          1、可在存儲單元、磁盤驅(qū)動器、光學(xué)和磁帶驅(qū)動器、主機(jī)總線適配器(HBA)之間提供6Gbps速度的鏈路速度，并保證新的網(wǎng)絡(luò)性能水平。當(dāng)然，6Gbps(750MB/s)只是理論值，事實(shí)上SATA接口發(fā)送信息的速度為600MB/s，而受制于系統(tǒng)各部件的影響，實(shí)際速度會更低一些，而且不同環(huán)境差異會很大。
      

          2、新的原生指令排序(NCQ)串行指令，面向需要大量帶寬的音頻、視頻應(yīng)用，可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐健?/P>

          3、NCQ管理功能，通過對未執(zhí)行的NCQ指令進(jìn)行主機(jī)處理和管理來優(yōu)化性能。
      

          4、改進(jìn)電源管理功能。
      

          5、適合緊湊型1.8寸存儲設(shè)備的小型低插力(LIF)接頭。
      

          6、旨在讓更輕、更薄筆記本容納7毫米光驅(qū)的接頭。
      

          7、符合INCITS ATA8-ACS標(biāo)準(zhǔn)。
      

          8、完全向下兼容，新規(guī)范產(chǎn)品與舊規(guī)范產(chǎn)品相連時(shí)速度會自動將至3Gbps或1.5Gbps。
      

          SATA-IO組織還表示，現(xiàn)在的第三版規(guī)范僅用于內(nèi)部SATA接口，而已在研發(fā)之中的更新版本“SATA Revision 3.1”會重點(diǎn)把eSATA外置接口的速度也提高到6Gbps，并解決外置接口耐用性(插拔次數(shù))、更長數(shù)據(jù)線下的穩(wěn)定性和擴(kuò)展性等問題。
      

          從規(guī)格和參數(shù)上來看，SATA 6Gbps比現(xiàn)在SATA 3Gbps要強(qiáng)上一些。在這個規(guī)范已經(jīng)公布了接近半年之后，SATA 6Gbps現(xiàn)在情況如何？
      

          首款支持SATA 6Gbps的主板——華碩P7P55D Premium
      

      

          首先我們來簡要回顧一下它的技術(shù)指標(biāo)。
      

      ★ 華碩P7P55D Premium主板規(guī)格速讀
      

      ·采用Intel P55芯片組，是Intel首款采用單芯片設(shè)計(jì)的芯片組
      ·提供32+3相供電
      ·支持LGA1156接口的Core i7 8XX/Core i5 7XX系列處理器
      ·提供4條DDR3內(nèi)存插槽，支持雙通道DDR3 2133(OC)/1600/1333/1066內(nèi)存，最大16GB容量
      ·提供2個PCI-E x16插槽，支持CrossFireX和SLI(雙x8)，2個PCI-E x1插槽，2個PCI插槽
      ·提供了2個SATA Ⅲ接口、6個SATA Ⅱ接口和1個IDE接口，支持RAID
      ·提供一個TurboV Remote超頻線控
      

          主板的具體介紹我們這里就不在累述了，直接切入關(guān)鍵位置——SATA III接口。
      

      

          圖中的灰色接口就是主板所提供的SATA III/SATA 6Gbps的接口。華碩在這塊主板上通過一塊PLX PEX8613橋接芯片，將P55芯片組的四條PCI-E 1.0 x1通道轉(zhuǎn)換成兩條PCI-E 2.0 x1信道，因此帶寬從250MB/s翻番到500MB/s，達(dá)到了目前SATA 6Gbps所需要的帶寬規(guī)格。
      

      

      橋接芯片PLX PEX8613
      

          這種方法是在P55主板上加裝PLX PEX8613橋接芯片，將P55芯片組的八條PCI-E 1.0 x1通道中的四條轉(zhuǎn)換成兩條PCI-E 2.0 x1通道，帶寬因此從250MB/s翻番到500MB/s。通過PLX8613把Marvell 88SE9134連接到PCH的PCI-E x4 總線上，從而避免出現(xiàn)傳輸瓶頸，可以真正發(fā)揮SATA 6Gbps的威力。
      

      

          接下來我們來看看另外一位主角——希捷Barracuda XT 2TB硬盤。
      


          業(yè)內(nèi)首款SATA 6Gbps規(guī)格硬盤——希捷Barracuda XT 2TB硬盤登陸泡泡網(wǎng)評測室！
      

          希捷Barracuda XT硬盤采用四碟裝設(shè)計(jì)，單碟容量500GB，7200RPM，此外，其64MB的高速緩存能夠優(yōu)化突發(fā)性能和數(shù)據(jù)傳輸速度
      

      

      

        從正面看，為了保證良好的抗震性，硬盤頂蓋由特殊設(shè)計(jì)曲線構(gòu)成，以增加抗外力能力。
      

      

         從硬盤背面分析，PCB采用反轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，將ATA控制器，緩存顆粒，電機(jī)控制器隱藏在內(nèi)部，起到很好的保護(hù)作用。
      

      

          接口方面，配備了SATA3接口，可為PC應(yīng)用提供最高的性能--突發(fā)速度高達(dá)6Gb/s，向下兼容SATA 3Gb/s和SATA 1.5Gb/s接口，并采用與上一代SATA接口相同的電纜和連接器以便于集成。該款硬盤的SATA 6Gb/s接口讓系統(tǒng)構(gòu)建商能夠借助SATA 6Gb/s硬盤控制器打造高性能臺式機(jī)、全速游戲裝備以及家庭和小型企業(yè)服務(wù)器。 
      

          那么，它們兩個“天造地設(shè)”的一對湊在一起會產(chǎn)生怎樣的反應(yīng)？
      


          通過前文的介紹大家可以了解到，此次我們使用目前地表上的首款SATA3機(jī)械硬盤希捷Barracuda XT，以及目前可行可見的SATA3磁盤主控芯片——Marvell 9123進(jìn)行測試。
      

      

      

      


      


      PCPOP.COM評測室
      

      


      硬件系統(tǒng)配置
      

      


      處理器
      		


      Core i7 870
      (四核開啟HT /2.6GHz/4x256KBytes L2/8M L3)
      

      


      主  板
      		


      ASUS P7P55D premium chipset:P55
      

      


      顯   卡
      		


      GTX285
      

      


      內(nèi)   存
      		


      CORSAIR CMD4GX3M2A1600C8
      

      DDR3-1600(8-8-8-18 1T) 2x2G
      

      


      硬   盤
      		


      西部數(shù)據(jù) velociraptor 300G 10000RPM 16MB
      

      


      電   源
      		


      海盜船 HX 1000W
      


      軟件系統(tǒng)配置
      

      


        操作系統(tǒng)
      		


      Windows 7 RTM 64bit 
      

      


        DirectX
      		


      10.1
      

      


        顯示驅(qū)動
      		


      NVIDIA Forceware 191.07
      

          硬件方面，為了不讓系統(tǒng)中其它配件成為影響硬盤發(fā)揮性能的瓶頸，所有配件均使用最強(qiáng)的產(chǎn)品，以檢測SATA3與SATA2的真實(shí)性能區(qū)別。
      


      正確識別SATA III
      

      測試方法：
      

          測試方面，我們使用Marvell 9123（主板集成）SATA3主控對比P55芯片，以檢測SATA3與SATA2間的性能區(qū)別。
      


          HD TACH是一款專門針對硬盤底層性能的測試軟件。它主要通過分段拷貝不同容量的數(shù)據(jù)到硬盤進(jìn)行測試，可以測試硬盤的連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸率、隨機(jī)存取時(shí)間、突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率及CPU占用率。
      


      SATA3
      


      SATA2
      

      

      

      

      

          筆者首先測試經(jīng)典的HD TACH，無論SATA3與否，平均讀取傳輸率均在115MB/s，但寫入方面，受限于主控Marvell 9123，SATA3下的寫入性能反倒比原生南橋的還低。 


         HD TUNE是一款小巧易用的硬盤工具軟件，其主要功能有硬盤傳輸速率檢測、健康狀態(tài)檢測、溫度檢測及磁盤表面掃描等。另外，還能檢測出硬盤的固件版本、序列號、容量、緩存大小以及當(dāng)前的Ultra DMA模式等。
      


      SATA3
      

      

          從另一款基準(zhǔn)測試軟件HD Tune成績看，SATA3的高帶寬優(yōu)勢并未在性能測試中體現(xiàn)出來。
      


          Futuremark最新一代基準(zhǔn)測試軟件PCMark Vantage，結(jié)合時(shí)代應(yīng)用專為Windows Vista打造，可以模擬目前多數(shù)電腦的實(shí)際應(yīng)用測試。PCMark Vantage可以衡量各種類型PC的綜合性能。從多媒體家庭娛樂系統(tǒng)到筆記本，從專業(yè)工作站到高端游戲平臺，無論是在專業(yè)人士手中，還是屬于普通用戶，都能在PCMark Vantage里通過得分了解自己電腦的各組件性能強(qiáng)弱。筆者的測試基于硬盤測試部分。
      

      {imageTitle}
      

          PCMark Vantage的磁盤性能測試不同于前面幾款理論測試軟件，它是盡可能的模擬用戶在日常使用中的實(shí)際硬盤讀寫情況，包括vista啟動、各種程序啟動、文件搜索、大文件打開等等，這些應(yīng)用沒有一樣是需要持續(xù)讀寫某一區(qū)塊的，基本上可以算作是隨機(jī)讀取各種小文件，因此對于硬盤的尋道時(shí)間特別敏感。
      


      SATA2
      


      SATA3
      

          從測試結(jié)果看，希捷XT采用SATA3接口后，性能反倒降低了。究其原因，還是目前提供SATA3接口的主控芯片Marvell 9123的寫入性能低下所致。
      


          至此，SATA3與SATA2的對比測試就此結(jié)束了，所有的測試成績進(jìn)行分析對比后，可以得出以下結(jié)論：
      

        

      • 

        機(jī)械硬盤在傳輸率方面，受限于物理因素，不可能很快，接口帶寬即使是SATA（150MB/s）接口也能在很長一段時(shí)間內(nèi)滿足其要求；
        

      • 

        雖然SATA3標(biāo)準(zhǔn)確立許久，但現(xiàn)今的常見的SATA3主控芯片Marvell 9123，還未能充分發(fā)揮SATA3的所有優(yōu)勢；
        

      • 

        SATA3確立的意義，主要是改進(jìn)NCQ的算法，進(jìn)一步提高存儲性能，而600MB/s的峰值帶寬，對SSD類高速產(chǎn)品有所幫助。
      

      

      

      

      

          對存儲產(chǎn)品來說，接口（外部傳輸率）如同賽道，有了無瓶頸的賽道，才能使性能（內(nèi)部傳輸率）更好地發(fā)揮。而如果性能不濟(jì)，即便是無瓶頸的賽道也無用武之地。遺憾的是，近年來PC存儲的代名詞——硬盤，受限于物理因素，在性能上提升并不明顯。這也是SATA接口近年來沒有升級的根本原因。SATA3固然不錯，但對現(xiàn)今的硬盤產(chǎn)品來說，意義并不大。技術(shù)是發(fā)展的，前進(jìn)的，IT產(chǎn)品更是如此，SATA3甚至未來的SATA4，可以說是給SSD這種高速存儲設(shè)備量身定做的，當(dāng)然，硬盤也不會消失，只不過在存儲中的地位改變了而已，即從存儲代名詞變更為存儲盤，系統(tǒng)盤的重任則交由SSD取代！■<
    
      
    
    
    
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