【it168评测中心】随着技术的发展,硬盘的传输速度与容量在不断增加。速度方面,ssd固态硬盘的出现颠覆了传统硬盘作为系统瓶颈的地位,而在容量方面,随着技术的革新,越来越大容量的产品不断出现。继2tb硬盘出现之后,3tb硬盘的消息也逐渐明朗。最近,我们就收到了一款来自日立送测的3tb容量3.5英寸sata硬盘,它的型号为hds723030ala640。
hds723030ala640硬盘
hds723030ala640硬盘是一款容量为3tb的产品,转速为7200rpm,单碟容量为600gb,接口速度为6gbps,缓存容量为64mb。
6gbps的传输速度标识非常明显
在进行测试之前,我们先来看一下本次我们为hds723030ala640所搭建的测试平台:
平台信息 |
产品名称 | 日立hds723030ala640测试平台 |
平台类型 | 至强e3-1275处理器 |
处理器子系统
处理器型号 | intel xeon e3-1275 |
处理器架构 | intel 32nm sandy bridge |
代号 | sandy bridge |
处理器封装 | socket 1155 lga |
核心/线程数量 | 4/8 |
主频 | 3.4ghz |
处理器指令集 | mmx,sse,sse2,sse3, sse4.1,sse4.2,em64t,vt-x,aes |
外部总线 | 2×qpi 2933mhz 6.40gt/s 单向12.8gb/s(qpi) 双向25.6gb/s(qpi) |
l1 code cache | 4× 32kb 8路集合关联 |
l1 data cache | 4× 32kb 4路集合关联 |
l2 cache | 4× 256kb 8路集合关联 |
l3 cache | 8mb 16路集合关联 |
服务器主板
主板型号 | intel dp67bg |
主板芯片组 | intel p67 |
北桥芯片特性 | 2×qpi vt-d gen 2 |
内存子系统
内存控制器 | 每cpu集成双通道r-ecc ddr3 1333 |
内存类型 | 2gb r-ecc ddr3 1333 sdram ×4条 |
存储子系统
磁盘控制器 | intel ich10r sata ahci controller |
磁盘控制器规格 | 4x sata 3gb/s+2x sata 6gb/s ahci w/ ncq raid 0/1/10 |
控制器驱动 | intel matrix storage manager 8.8.0.1009 |
硬盘型号数量 | seagate barracuda 7200.12 st3250318as |
硬盘规格 | 7200rpm 500gb sata 3gb/s ncq 16mb cache |
网络连通性
网卡控制器 | intel 82576eb dual port gigabit network controller |
网卡驱动 | intel pro set 15.8.76.0 |
软件环境
操作系统 | microsoft windows7 ultimate x64 |
本次我们为这款平台搭配的是windows 7操作系统。对于硬盘测试来说,我们可以选择两种方式:一种是将其作为系统盘直接使用,但是这样由于系统软件的干扰,会对我们的测试成绩造成一定的降低;另外一种是我们将其作为从盘附着在一个系统之下,这样可以更好的看出其性能。另外,针对6gbps传输速度的特性,我们为hds723030ala640搭配的是原生的p67芯片组,这样可以更好的体现出它的接口速度优势。
long long ago,在pc技术还处于初步发展的时候,ibm和微软为磁盘制定了一些规范,一直延用到今天,比如磁盘扇区大小为512byte,三十年后的今天再回头看看,这些巨头肯定是没预料到pc技术日新月异,发展的实在是太快了,完全超越了他们当时的“高瞻远瞩”。
初遇8.4gb极限
硬盘示意图
最初,人们采用柱面数(cylinders)、磁头数(heads)和扇区数(sectors)的方式对磁盘进行寻址,也就是chs(cylinder/head/sector)寻址,这三个参数能唯一确定磁盘上的数据区域。chs采用的是24bit数据操作方式,其中柱面数为8bit数据,磁头数为10bit,扇区数为6bit,每个扇区的大小为512byte,因此从理论上讲,当时磁盘容量的极限为:
28 * 210 * 26 * 512 byte = 8589 mb = 8.4 gb
很显然,计划赶不上变化,磁盘容量一直在突破中,业界开始放弃古老的chs寻址模式,采用了新的lba(logical block addressing)逻辑块寻址模式。
再遇137gb极限
在lba模式中,地址不再表示实际磁盘的实际物理地址(柱面、磁头和扇区),lba编址方式将chs三维寻址方式转变为一维的线性寻址,系统效率得到大大提高,在访问磁盘时,由磁盘控制器再将这种逻辑地址转换为实际磁盘的物理地址。
开始时,lba的寻址数据只有28bit,比chs模式的24bit提高有限:
228 * 512 byte = 137438 mb = 137 gb
137gb的极限问题很多人可能还记忆犹新,几年前当160gb磁盘潮涌而来时,不少玩家发现他们的主板不能识别新的磁盘,或者只能使用137gb的容量。当然解决的办法也很简单,提升lba的寻址数据空间。
新的2.1tb极限
technical committee t13(t13技术委员会,ata存储设备规范协议制订组织)为了解决28bit lba寻址模式的限制,对于ata/atapi-6标准进行了一些修改,通过48bit lba来支持更多的扇区,但是古老的mbr(main bootable record,主引导记录)只能是32bit的,因此即使是48bit lba,其最大能寻址的磁盘容量也只能达到2.1tb:
232 * 512 byte = 2199023 mb = 2.19 tb
虽然在目前来说,大多数人的磁盘容量还没有超过2tb,但是3tb的磁盘却已面世。
3tb是一件难事
历史悠久的512byte扇区大小非常之根深蒂固,像磁盘控制芯片、bios和操作系统等方面都是以此为基础的,虽然希捷等厂商有推出4kb扇区的磁盘,但还是非主流,真正在操作系统中应用时还是模拟成512byte才能得以应用的。
同样历史悠久的mbr,让寻址寄存器定格在32bit,传统的lba模式只得再求新变,采用一个新的lba模式是一个很好的解决途径,也就是long lba,它增加了cdb(命令描述块)的字节数。
cdb是用于磁盘和主机间进行通讯的数据格式,其中包含了lba信息以便磁盘可以知道所要寻址的扇区位置。一个标准的cdb由10个字节组成,其中4字节将用于lba信息。对于long lba来说cdb的字节数增加到了16或32位,其中可以容量8个字节的lba信息,也就是扇区寻址空间达到64bit,理论上可以支持磁盘容量达到9000eb(1eb=106tb)。
long lba需要操作系统支持才行,目前windows 7/vista 64位系统和部分linux和mac os x可以支持这种模式,但windows xp不行,像3tb磁盘仅能显示990mb。
long lba只是个权宜之计,只能在操作系统中当作非系统盘使用,还不能用来安装、引导操作系统,因为目前的主板bios基本上是基于mbr的,2.1tb是mbr的极限。
gpt分区表,绕过mbr
mbr先天不足,如果将一块超过2tb的磁盘设置为启动盘的话,依照现有的bios架构规范是无法启动的,使得我们不得不抛弃它,转投到全新的分区表gpt怀抱中。
首先要了解一下guid(globally unique identifier,全球唯一标识符),它通过特定算法产生的一个128bit的数字,在空间上和时间上具有唯一性,保证同一时间不同地方产生的数字不同,在公元3400年以前产生的guid与任何其他产生过的guid都不相同。
全球唯一标识符
正因为guid的唯一性得以广泛应用,而基于guid的分区表就是gpt(guid partition table)。gpt是作为extensible firmware interface(efi)计划的一部分引入的,相对于以往pc普遍使用的主引导记录mbr方案,gpt提供了更加灵活的磁盘分区机制。
理论上,gpt磁盘在长度上最大可达264个逻辑块,也就是和前面long lba一样的,整个磁盘容量可以达到9000eb,当然实际上最大分区(磁盘)容量受操作系统版本的影响。
windows xp和windows server 2003的原始版本中,每个物理磁盘的最大容量为2tb,包括所有分区。对于windows server 2003 sp1/windows xp x64版本和以后的版本,支持的最大原始分区为18eb(ntfs文件系统目前的限制为每个256tb)。
另外,gpt分区基本没什么限制,不过windows系统最多只支持128个分区,而mbr最多只能支持4个主分区。
目前,除了32位的windows xp/nt/2000和windows 95/98不能对gpt磁盘进行数据操作外(只能查看protective mbr),其它较新的windows系统都能良好支持gpt磁盘,并且可以和mbr传统磁盘混用。
但是,需要使用gpt磁盘作启动盘的话,传统的主板bios(基于mbr)是不支持gpt磁盘的,需要支持uefi的主板才能正确识别和使用gpt磁盘。
正如我们刚才所说的,通过使用guid分区表(gpt),我们可以将3tb硬盘作为数据盘使用。这需要采用最新的uefi主板,同时操作系统也要对应的更新为x64或者最新的windows 7才行。在这样的状态下,我们使用hd tach rw测试软件测试hds723030ala640传输速率的快慢。
32m深度测试
由于hds723030ala640硬盘宣布采用的是6gbps接口,所以测试中我们也使用的是p67芯片组的原生产品。从结果来看,读取144mb/s与写入104mb/s的速度还算是不错,这个成绩比我们日常应用的3gbps sata硬盘提升了大约50%以上。
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。
连续读写iops性能测试
连续读写mbps性能测试
hds723030ala640硬盘在iometer的测试中成绩也很突出,iops项目下的读取速度为15000iops,写入速度为11000 iops。这个成绩相比3gbps的产品来说提升了很多,一般情况下3gbps这两项的数值均不足10000 iops。
读写mbps方面,测试结果与之前的hd tach结果类似,性能要比hd tach的结果略好一些,但是总体水平两者是一致的。
【it168评测中心】最近几天的硬盘行业似乎并不太平。与本次我们测试的产品相关,西部数据在近期收购了日立的硬盘内容。而就在这之后的几天内,行业巨头希捷也宣布收购了三星的硬盘业务。至此,硬盘行业的竞争格局更为明朗化了,形成了西部数据与希捷分庭抗礼的局面。虽然这其中依然有其他厂商的存在(比如富士通和国产的易拓),但是西数与希捷均已形成了不可撼动的地位。
日立hds723030ala640硬盘
回到我们本次我们测试的日立hds723030ala640硬盘上来。这款产品标称的传输速度为6gbps,经过我们的测试它在性能上的确相比以往的3gbps产品有了明显的提升,提升幅度在50%以上。在目前已经面世的几款3tb产品中,日立hds723030ala640应该说是一款兼顾性能与可靠性的产品,7200rpm转速与64mb缓存对于性能起到了很大的帮助。我们认为,日立hds723030ala640对于大容量硬盘爱好者来说是一个非常不错的选择,特别适合存储应用。
(本文来源:it168 )