闪存有多大？3.5英寸混合硬盘性能猜想

    3.5英寸混合硬盘以4TB超大容量在CES2013展会中首次亮相，引起SSD厂商和广大网友们的关注和众多猜测。它的性能到底如何，SSD闪存部分有多大，还有价格是多少？同时我们收到厂家给的反馈信息，3.5英寸混合硬盘最早在二月份国内发布，中关村在线也将同步第一时间进行相关首发评测。

SSD闪存有多大？3.5寸混合硬盘性能猜想

    无论是在笔记本还是台式机电脑，大多数网友采用的是固态硬盘+机械硬盘模式，不少PC厂家称之为混合硬盘。用户把固态硬盘作为系统盘。机械硬盘作为仓库盘。这种模式既能提高整机性能，又能避开固态硬盘容量较小的弊端。

    我们从技术角度分析，这种单一的组合固态硬盘和机械硬盘的模式并不能称之为混合硬盘，而应该称之为混合使用硬盘、或者混合搭配硬盘（混搭硬盘）。它对机器性能的提高仅限于固态硬盘所在的分区，对机械硬盘无效。

3.5英寸混合硬盘的“裸奔”真身

    那什么是混合硬盘？其实很好理解，混合硬盘的SSD闪存部分作为机械硬盘的缓存。网友们首先能联想到英特尔Z77主板的智能加速技术。对，那是混合硬盘的原始形态。不过它已经有真正意义上的2.5和3.5英寸混合硬盘。

    网友们看到3.5英寸混合硬盘真身不禁纳闷，这不就是机械硬盘嘛？这是混合硬盘的主体部分，它里面的确完全是机械结构。上图即为本次重点介绍的3.5英寸混合硬盘，它把SSD闪存部分放在了硬盘背面的PCB板上，所以我们看不到。下面我们用具体的例子去解释混合硬盘这个模糊的概念。

    混合硬盘主要在内部机械结构和普通机械硬盘没有区别，区分主要是混合硬盘的PCB基板，它集成了SSD闪存部分，诸如闪存和主控芯片，因此它的PCB基板面积更大，显得电子元件更为密集。

工作方式一：SSD缓存加速技术

    混合硬盘有两种工作方式，第一种工作方式将独立的SSD作为缓存。这个缓存相当于降低速度的内存，网友们用起来相当过瘾，整个机械硬盘拥有固态硬盘的速度。

混合硬盘的两种工作方式

    比如我们见过的英特尔智能加速技术、SSD厂家生产的SSD缓存盘均采用此项技术。它们将SSD依附在机械硬盘，用户手动或者程序自动把SSD建立一个加速缓冲区，为主体的机械硬盘提供缓存加速服务。

    但是这种技术有两个要命的地方，1、数据的稳定可靠性，SSD缓存全盘接收活动数据，而且需要快速擦写退出那些不用的数据，对SSD P/E寿命值快速消耗；2、它和内存一样关机之后数据消失。

工作方式二：缓存记忆技术

    混合硬盘的另一种工作方式SSD缓存记忆技术，它把SSD作为记忆缓存，并非全盘接收全部活动的数据，而是有选择性的预存数据，因此它的使用寿命更长，更加安全。

    它的工作原理是把频繁使用的各种应用、数据预存到SSD缓存，这个缓存具备学习和记忆功能，它预存的数据不会因为关机而消失。

希捷第二代混合硬盘750GB Momentus XT的内部拆解

    希捷最早把SSD缓存记忆技术应用在混合硬盘，至今已三年有余，先后推出二代2.5英寸混合硬盘，第一代产品最大容量500GB，SSD闪存仅有4GB；第二代产品的硬盘和闪存容量均大幅提高，分别达到750GB和8GB。

希捷3.5英寸混合硬盘的铭牌说明

    希捷3.5英寸混合硬盘采用类似架构，硬盘容量有1TB/2TB/4TB三种规格。我们首先分析第二代2.5英寸混合硬盘的内部构造和相关工作原理。

●希捷2.5英寸混合硬盘拆解

希捷750GB Momentus XT混合硬盘的PCB板

● 8GB的NAND芯片工作原理

    希捷的2.5英寸盘体和普通硬盘基本一致，主要是背部的PCB板，我们从上图可以看到它多出了一个海力士8GB SLC闪存和主控芯片。

    8GB的SLC闪存芯片主要是通过Adaptive Memory技术实现自我学习，这项技术实际一种自学习算法，它使最常用的应用程序和文件能够提供类似SSD的响应。Adaptive Memory选择性地拷贝最频繁读取的数据，以及检索至闪存比较费时间的数据，协助闪存和机械硬盘之间的通信与数据智能。

8GB SLC海力士闪存

    希捷的另一个关键技术－－“FAST Factor闪存管理”通过主控芯片可无缝集成硬件、固件和高速NAND闪存，同时能够在各种各样的配置条件下，通过任意操作系统和任意驱动程序，维护任意系统中的数据，实现快速的应用加载和类似SSD的总体系统响应速度。

    希捷将FAST Factor和Adaptive Memory两种技术相结合，能够创建即时响应、即时启动和即时满意的用户体验。　　

    另外，即使用户关机，保存在混合硬盘闪存中的数据也不会丢失，除非进行格式化或碎片整理。和传统硬盘一样，用户仍然需要进行磁盘碎片整理，但这会让闪存中通过“学习”保存下来的缓存清零，因此对于这样的硬盘用户最好降低碎片整理的频率。

    点评：我们通过混合硬盘的两种工作方式分析，SSD缓存加速技术的数据安全、可靠性存在隐患。如果把SSD和机械硬盘合二为一，SSD缓存出现故障，整个硬盘无法使用，返厂维修意味着数据over。

    注：目前已知的SSD缓存加速技术，均为独立的SSD和机械硬盘分离。

    SSD缓存记忆技术因为数据安全性更高，技术开发难度较低，硬盘厂家率先应用这项技术把SSD和机械硬盘合二为一，经过二代产品磨练，它已成为一项成熟可靠的技术。

    说到SSD缓存记忆技术，我们需要讨论一个分支，它就是苹果苹果Fusion Drive技术，从中确定3.5英寸混合硬盘的技术方向。

    它始于去年10月发布的新款iMac，苹果首次在产品线把SSD和机械硬盘有机结合在一起，此前它的Mac Book电脑采用过希捷2.5英寸混合硬盘。不过iMac偏向家用台式机电脑应用，它需要更大容量的硬盘，这显然不是2.5英寸混合硬盘所能提供的。

翻版的希捷SSD缓存记忆技术

Fusion Drive能否更好的推动产品线发展？

Fusion Drive硬件和软件特性：

1、两个独立的闪存和硬盘，并没有合二为一

2、需要相当程度的操作系统和驱动支持

    为此苹果想了一个绝妙的办法，它把SSD和3.5英寸机械硬盘结合在一起。应该说，苹果借鉴了希捷的成熟技术，但它毕竟不是专业的机械硬盘生产公司，我们看似简单的SSD和机械硬盘合二为一，里面牵涉众多协议、技术问题。所以苹果非常明智的选择把SSD和机械硬盘分离进行Fusion Drive“融合”技术。

128GB闪存的Fusion Drive给的启示？

Fusion Drive硬盘解密（图片来自瘾科技）

    苹果的Fusion Drive有两大特点：1、成熟可靠的技术；2、开发难度小。连苹果都这样，3.5英寸混合硬盘选择SSD缓存记忆技术的可能性大增，而且苹果使用了128GB的MLC闪存，更让网友们对3.5英寸混合硬盘的闪存部分勾起了无限遐想。

    点评：我们通过苹果Fusion Drive技术方向，以及在过去三年多的时间，用户通过2.5英寸混合硬盘的实践应用证明了这项技术的数据可靠性。本文将从这项成熟的技术为突破口，打开3.5英寸混合硬盘的谜底，因为正是希捷推出全球第一款也是第一块3.5英寸混合硬盘，它的英文名叫SSHD。

    下面我们将进入混合硬盘的具体性能分析，从中预测3.5英寸混合硬盘的性能以及特性。

    我们在前面讲叙希捷混合硬盘如何工作，如果要把它形象的呈现给网友们，用HD Tune测试软件是最为直观的。我们将用目前上市的希捷第二代750GB混合硬盘进行相关测试。

● 底层测试：HD Tune Pro v4.60

　　HD Tune Pro是一款磁盘性能诊断测试工具。它能检测磁盘的传输率、突发数据传输率、数据访问时间、CPU使用率、健康状态，温度及扫描磁盘表面等。

第一遍读取测试：平凡无奇

第二遍读取测试：存取时间明显缩短

第三遍读取测试：平均读取速度明显提升

第四遍读取测试：平均读取速度和寻道时间均有提高

    通过四次HD Tune读取速度测试：

    第一遍测试中，其平均读取速度为92.8MB/s，存取时间为15.7毫秒，和普通7200转本盘的性能并无区别。

    第二遍测试中，其平均读取速度为90.5MB/s，存取时间则缩短到1.44毫秒，开始显现出固态硬盘的特性。

    第三遍测试中，其平均读取速度显著提高，达到113.9MB/s，存取时间则提高到8.11毫秒。

    第四遍测试中，其平均读取速度保持高位运行，达到111.1MB/s，存取时间则完全显现出（固态硬盘）寻道时间极快的特性，仅为0.389毫秒。

    点评：我们通过上叙测试，可以看到希捷混合硬盘具有一定的学习和记忆能力，同样的程序第二次执行就体现出寻道时间短的特性，到第四次就已经达到最佳化，显现出SSD的稳定读取特性和快速寻道能力。

    这种学习记忆方式对混合硬盘的写入数据无效，其写入速度和寻道时间和普通硬盘没有区别。

★性能PK:HD Tune读取测试

    单纯从混合硬盘的学习记忆功能看不出门道，我们把性能最好的2.5英寸日立Z7K500 500GB本盘以及主流大容量的5K1000 双碟1TB本盘与混合硬盘进行性能PK，从中对比分析混合硬盘和常规硬盘的区别。

日立Z7K500本盘的读取测试

    日立Z7K500本盘的平均读取速度为101.6MB/秒，存取时间为16.3毫秒。

日立5K1000本盘的读取测试

    日立5K1000本盘的平均读取速度为86.4MB/秒，存取时间为16.4毫秒。

HD Tune读取测试对比分析图

    通过上叙测试对比，我们可以了解到混合硬盘对比常规硬盘的优势。希捷750GB混合硬盘第一次跑出的为常规硬盘成绩，它的性能不如日立Z7K500 500GB本盘。

    经过四个回合的学习记忆，混合硬盘的平均读取速度反超Z7K500，并且寻道时间远远超过常规硬盘。

    点评：机械硬盘由于内/外圈的速度有高低之分，混合硬盘凭借学习记忆功能将速度慢的内圈速度提上来，从而获得比较平稳的内/外圈读取速度。

★性能PK：最大读写速度测试

　　CrystalDiskMark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。

日立Z7K500本盘的CrystalDiskMark测试速度

　　日立Z7K500本盘的最大读取速度达到132.6MB/s；其最大写入速度达到132.3MB/s。

日立5K1000本盘的CrystalDiskMark测试速度

　　日立5K1000本盘的最大读取速度达到108.1MB/s；其最大写入速度达到106.8MB/s。

希捷750GB混合硬盘的CrystalDiskMark测试速度

　　希捷750GB混合硬盘的最大读取速度达到114.3MB/s；其最大写入速度达到110.7MB/s。

CrystalDiskMark速度测试对比分析图

    希捷750GB混合硬盘从第一代单碟250GB提高到第二代单碟375GB，盘片的存储密度增加50%，并且拥有7200RPM的高转速，但是SSD部分并没有提高最大读写速度。

　　反观日立Z7K500和5K1000采用最新的单碟500GB盘片，其中Z7K500拥有7200RPM高转速，它的最大读写速度超越希捷混合硬盘；即使5K1000的转速只有5400RPM，它的最大读写速度也相当接近混合硬盘。

    点评：希捷混合硬盘的最大读写速度根据盘体的性能，SSD部分并没有提升最大读写速度。我们大胆猜测：“希捷3.5英寸混合硬盘的盘体什么性能，它的最大读写速度也就八九不离十。”

    网友们不禁要问：那不是SSD缓存记忆技术没用？如果这项技术没用，苹果不会采用它。下面我们进入实际应用测试，分析混合硬盘和常规硬盘有何实质区别。

★实际运用PK：Win7系统启动时间

　　在实际运用中，操作系统的启动时间是大家关心的热门话题。在本次测试中，我们使用“金山卫士开机助手”进行Win7系统启动时间计算。

希捷750GB混合硬盘的第一次系统启动时间：22秒

希捷750GB混合硬盘的第二次系统启动时间：19秒

希捷750GB混合硬盘的第三次系统启动时间：17秒

Win7系统启动时间对比

    希捷750GB混合硬盘在经过三次启动Win7系统后，第一次所用的时间为22秒；第二次启动的时候不少启动文件预存到SSD闪存中，所以启动时间缩短到19秒；第三次启动已经被优化到最佳状态，此时启动时间进一步缩短到17秒。

    日立Z7K500本盘花费22秒启动，日立5K1000本盘花费24秒启动。和安装操作系统不同，此时混合硬盘发挥了记忆作用，起到固态硬盘的效果。

★软件应用PK：Photoshop启动时间

　　在分析了Win7操作系统的启动时间之后，我们再来看应用程序的启动时间。在这里我们计算Photoshop CS启动所需要的时间。

希捷750GB混合硬盘的PS软件启动时间：4.56秒

希捷750GB混合硬盘的PS软件的第二次启动时间：1.47秒

Photoshop CS5软件的启动时间对比

    在Photoshop启动中，混合硬盘具有记忆能力，在进行第二次读取之后，载入PS软件的速度比第一次要快，达到固态硬盘的效果。日立Z7K500、5K1000本盘的成绩中规中矩，没有特别出色之处，符合机械硬盘特性。

★游戏PK：《使命召唤6》加载时间

【游戏简介】

    说到《使命召唤》系列游戏，对于喜欢FPS（第一人称射击）游戏的玩家来说，一定不会感到陌生，尤其是该系列的第四代《使命召唤6：现代战争》，以出色的画面表现与真实的战场气氛渲染赢取了无数玩家的好评，获得20012年最佳游戏的称号，并创下1000万份销售的佳绩。作为现代战争的续作《使命召唤6：现代战争》，在研发过程便被众多玩家所期待。

《使命召唤6》游戏截图

    在测试中，笔者主要反映的是硬盘在载入游戏数据时候所用的时间。具体时间请看下图。

希捷750GB混合硬盘的第一次载入游戏时间：27.97秒

希捷750GB混合硬盘的第二次游戏载入时间：7.19秒

《使命召唤6》游戏加载时间对比

    该项目反映出希捷混合硬盘的学习记忆能力，在实际游戏测试中，只需要读取一次之后，第二次读取游戏就已经达到最佳化。

    在第一次加载这个款游戏数据时，反映的是希捷750GB混合硬盘的机械硬盘实际性能，载入时间为27.97秒。

    但是第二次加载这些数据，SSD闪存部分已预存游戏数据，所以在第二次游戏载入时间大大缩短，仅用了7.19秒，游戏的读取进度条几乎毫无停顿，相当流畅。

    日立Z7K500、5K1000本盘则以机械硬盘的读写速度运行，运行时间比希捷750GB混合硬盘的第一次时间略长，其中5400转的日立5K1000本盘等待时间达到31秒。

    点评：我们通过三大应用测试，混合硬盘起到固态硬盘的加速作用，但是需要用户重复一次软件或者游戏操作。和英特尔智能加速技术不同的是，希捷混合硬盘无需安装任何文件和驱动程序，直接接驳主板SATA接口即可使用。

    我们通过2.5英寸版本的混合硬盘和常规机械硬盘做对比，可以从中了解到3.5英寸混合硬盘的技术和性能方向。希捷混合硬盘几乎不会提高硬盘的读写速度，它主要起到预存记忆的作用，更倾向于实际应用。

希捷一口气展示了三款3.5英寸和2.5英寸混合硬盘

    2011年11月希捷第二代混合硬盘在北京发布，至今已一年有余。我们在本次CES2013展会中看到希捷一口气拿出3.5英寸、7毫米超薄2.5英寸以及配合OS的2.5英寸混合硬。它们应为希捷第三代产品，在闪存容量、算法设计、主控和盘体的性能均有不同程度的提高。 

    3.5英寸混合硬盘的相关性能猜想：

    1、盘体和性能

    以希捷新酷鱼硬盘作为盘体，最大读写性能在220-200MB/秒之间，它是2.5英寸混合硬盘的双倍性能。普通机械的读写速度呈现前高后底的抛物线运动，混合硬盘可以将普通机械硬盘的读写速度拉直。

希捷第二代混合硬盘的4K IOPS值达到4727

    其随机写入能力较之前两代2.5英寸混合硬盘可能会有50%以上提高，大致在6000-1万IOPS值之间。

   2、SSD闪存容量

    合二为一的混合硬盘可能采用大容量的MLC或者小容量的SLC闪存，但是不会采用P/E寿命值较短的TLC闪存。因为混合硬盘将SSD闪存部分主要起记忆作用，需要十分频繁的读写擦人数据。笔者判断64-128GB容量、3000-1万 P/E值的MLC闪存使用的可能性不大，更应该是10万P/E值的SLC闪存。

   如果采用SLC闪存，那么SSD闪存部分的容量不会很大，可能为8GB-32GB。

   3、价格

    笔者推断1TB、2TB为小容量版本，配备8GB-16GB的SLC闪存，1TB价格600-700元/2TB价格900-1000元；而4TB版本配备32GB或者更大容量的SLC闪存，价格在1500-1800元。

写在最后：

    机械硬盘正进入大容量提升阶段，但是市场需求逐渐萎缩，并且遭遇SSD固态硬盘的侵蚀。如果机械硬盘仅依靠容量上的提升，显然无法消费者的需求。

    SSD行业准入门槛低，厂家竞争十分激烈，经过SSD厂家厮杀价格之后，OCZ、浦科特均开始主推高端市场，缩小对入门级SSD的投入。此时主流SSD市场产生一个真空点，用户迫切需要高性价比、大容量的SSD产品。

    2.5英寸混合硬盘此时成为一款中间产品，如果低廉的价格定位不清晰，很容易给入门级SSD吃掉。机械硬盘厂商适时推出1TB/2TB/4TB三种规格的3.5英寸混合硬盘，它们将起到良好的承上启下作用，在HDD之前、SSD之后寻求生存空间，