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垂直记录技术好处

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ycj950812

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发表于 2008-01-28 10:01:20
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2008-01-29 10:34:20 炒饼把此帖设为精华,作者得到50经验:)
1.面对技术极限,intel,amd 选择绕开,希捷选择直面,垂直记录技术简要说明   当半导体厂商终于逼近技术临界点的时候,他们选择了绕开。Intel 向来对自己的先进工艺一直抱有无比的信心,直到逼近90nm,65nm前后才发觉依靠更高集成度的方法来实现4GHz以上的处理器依旧会面临严重的热量问题。AMD也遇到同样的问题,他们也在3GHz以上频率有了麻烦。他们面对困难选择的是另外一条路,他们选择的是依靠多个核心来实现性能的提升。于是我们今天就听见充斥在身边的“双核”这个词汇。   解决硬盘容量的继续提升问题,就必须继续提高单片盘片上能承载的容量,在受盘体物理尺寸及主轴马达寿命的限制下,无法以塞进更多盘片来实现容量提升,提高单碟容量/面密度成为多年来提升容量的唯一途径,而缩小盘片上的信息记录单元所占的面积,则不可避免地遇到“超顺磁”(superparemagnetic)现象。超顺磁现象是指记录信息的单元小到某个程度,维持状态的能力就会减弱,太细小的单元没有足够的磁力保持原本的状态,以至于常温下都会因为记录单元自己磁极性自己翻转,而导致记录数据丢失。磁记录科学家和工程师称这一现象为“超顺磁”现象。   半导体厂商采用绝缘硅、多核心来解决持续提升性能的问题,存储厂商用什么办法来解决他们遇到的问题呢?值得注意的是,1996年以来,希捷公司在硬盘磁头方面的研发经费已增加了三倍;磁盘盘片等方面则增加了将近五倍,这无疑让希捷的在硬盘业界的地位进一步巩固。首先推出运用垂直记录的 Momentus 5400.3 则是希捷再次表明技术实力的实际行动。 两种记录方式的对比,垂直记录能比以往的水平分布方式容纳更多记录单元。 ·什么是垂直记录:垂直记录是相对于之前的水平磁盘记录方式而言,如果每个记录单元的SN方向为水平于盘片,则称为水平磁盘记录方式。传统的记录方式每个单元之间是扁平排列,就像按序列平铺放在桌面的骨牌。   了解了什么是垂直记录,那么希捷应用了这项技术而诞生的酷鱼十代会有什么表现呢?请看容量之外,垂直记录带来的影响,希捷7200.10性能悬念。

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发表于 2008-01-28 10:02:43 1楼
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发表于 2008-01-28 10:04:07 2楼
 硬盘的容量是否有极限?希捷的高级产品经理Gianna DaGiau曾表示“总的来说,没有极限,而且实际上所有理论极限都非常难以估算出来。”DaGiau说:“达到每平方英寸100Gbit(100Gbit/sq.in)的区域密度一度被认为是不可能的。然而,希捷发现了达到乃至超越这个密度的办法。”

  于是,应用最新的垂直记录技术(perpendicular recording) 硬盘来到我们面前。虽然垂直记录已经被研究了很久,但是技术研究成功不等于能把技术带到量产的硬盘产品上。由于应用垂直记录需要对盘片记录媒介材料以及读写磁头两方面进行改动,这样一来,现存的数家硬盘厂商中采用“垂直整合”业务模式的希捷、日立两家则对什么时候量产这种更高容量性价比的硬盘产品起到决定性的影响。作为目前硬盘业界老大的希捷,在2006年初推出了首款应用垂直记录技术的 2.5英寸硬盘 Momentus 5400.3 ,让笔记本电脑的用户首先品尝到了先进技术带来的好处。

 虽然是首款2.5英寸应用垂直记录技术的产品,希捷Momentus 5400.3 让2.5英寸产品的5400rpm下的性能已经让不少7200rpm转速的3.5英寸产品感受到压力。那么继2.5英寸笔记本领域和3.5英寸专业应用领域的产品推出后,和我们多数用户最紧密接触的民用级产品又会有怎样的表现呢?

  也许了解全新的Barracuda 酷鱼十代产品系列之前,先入门普及一下相关的知识吧。点击浏览下页,我们为什么需要垂直记录技术。

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发表于 2008-01-28 10:06:03 3楼
2.容量之外,垂直记录带来的影响,希捷7200.10性能悬念

  传输速率:垂直记录使硬盘在不提高转速、功耗或热量产生的情况下,具有更大的容量和更高的性能。因为提升了单盘片上能存储的容量的同时,也让恒定7200rpm转速下每秒钟越过的信息记录单元更多。这会让硬盘的内部数据传输速率得到明显的提升。譬如在单个磁道,磁头不移动的情况下,每圈磁道能存储数倍于旧型号的信息容量。假如存储一个650MB的视频文件,copy 到其他硬盘的话,更高密度的容量能让磁头尽可能减少移动的次数就能完成任务。

  寻道时间:在过往的单碟容量升级中,玩家们曾经历过7200.7、7200.8、7200.9的频繁几代升级,通过对比用户纷纷发觉新型号获得显著的持续传输性能的提升,但是更密集的磁道似乎让寻道性能有一定下降。而涉及多品牌型号的硬盘横评中,也发现希捷产品在同样等级的单碟容量产品中,寻道性能比对手同容量等级产品有一定的差距。在7200.10中,同样的事情是否也会发生呢?

  安全性能:由于垂直记录仍属于一项新近才应用于硬盘的技术,应用它的安全性仍有待用户的实际使用考验。即便希捷拥有量产、研发两方面的优势,但先进的技术仍旧需要在用户的环境中接受检验。应用新技术固然能带来性能或者成本优势上的改良,但大家对IBM首先创新运用玻璃盘片、希捷首次将7200rpm转速引入民用硬盘的创举也许还记忆犹新,前者伴生了不少数据损坏传闻,而后者则因为高热导致故障率高企的案例。故此,领先的新技术未必就是最好的技术。

  综合性能:作为普通消费者最关心的除了应用新技术所带来的性能提升外,7200.10还会带来什么呢? 在上代7200.9 希捷已经引入了NCQ(本地指令排序)功能(全文见:500G时代的来临 希捷7200.9硬评测 ),电路版方面的变动甚少,7200.10同样支持NCQ,同样也采用缓存集成于控制芯片中,那么在7200.9时代出现的一个型号电路板三度变更是否也会出现在7200.10身上呢?

  盘体设计:在新的7200.10产品线资料中,我们可以看到在两份同是官方提供的资料有不同的表述。主要的差异在是否存在300GB 这款型号以及具体的磁头数/盘片数配置上。经过仔细的对比官方资料,发觉一些很有趣的事情。

  首先看看:[7200.10 家族一览] 或者[酷鱼家族全系列]。以上两个源自希捷官方站点的链接有 7200.10 家族全部型号参数列表,注意这里有300GB ,Pata/ SATA,8/16M缓存的型号,同样,在所有接口的300GB的搜索中也有发现。



  点击:ST3300620AS 300GB型号详情。此外,在英文或者中文版本的7200.10 系列产品介绍 PDF文档中也没有这个型号。点击下载官方PDF文档:[英文版本][简体中文版本]。



希捷硬盘产品型号简单识别方法。

  从刚才口径不一的资料中可以发现,对于300GB 型号的是否存在的确成疑问。而从披露的官方pdf中已知的型号以及已公布的产品型号定义方式,可以推测这个神秘型号的具体磁头盘片数。200/250/300GB型号盘体总重580克,这个重量比320GB的635克轻,320GB采用的是2碟4磁头。而580克盘体重量已知的型号均为2碟3磁头。

  推测结果就是300GB同样为 2碟3磁头配置,据此推算出单碟容量200GB。请记住,同系列或者相近系列的硬盘里,电路板、盘体外壳的重量基本是相同的,会明显影响盘体总重量的首先盘片和磁头。此外同样矛盾的750GB/500GB型号,虽然750GB 使用了4碟8磁头却和500GB的3碟6磁头同样重720克。而从型号命名规范上看, ST3300620AS 末段的 --20AS 也反映该硬盘为2碟设计。倘若采用2碟4磁头配置的话,那么单碟容量将是150GB,这似乎也不合逻辑。

  单碟容量已知最高的仅仅是750GB 的旗舰型号,8磁头/4碟配置,187.5GB单碟容量。难道300GB 的才是将单碟容量发挥到极致的型号?带着这个疑问,我们曾拨打希捷800电话咨询,不过希捷的800客服称 7200.10是最新上市产品,具体的数据资料欠奉。

  笔者认为,应用垂直记录实际上单碟能做到200GB以上的单碟容量,因为即便是200GB,不过是之前160~187.5GB的单碟提升20%~7%而已,要知道垂直记录的潜力还未完全释放,这项技术实际上能够提升5-10倍的单碟容量。对于希捷首个应用垂直记录的产品系列,300GB 的型号可能是因为不符合成本和市场需求而放弃的型号,或者是只供应给OEM厂商,譬如XBOX 等对数据的安全要求不那么高的数字家电类产品。

  而另一种可能便是,750GB /500GB 盘体重量一致是因为磁头盘片数量相同,但以固件屏蔽额外的部分。但仍旧是谜团重重,对于产品的实际单碟容量,依旧没能获得官方的证据支持。

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发表于 2008-01-28 10:06:28 4楼
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发表于 2008-01-28 10:07:16 5楼
3.希捷 酷鱼(Barracuda)7200.10 垂直记录桌面级别产品:

·产品线纵览

  由于希捷应用垂直记录产品至今已经有2.5英寸的笔记本用途和3.5英寸的高速专业应用用途发布上市,民用领域的产品Barracuda 系列是最近才推出的,所以下表列出的型号仅列出广大DIY玩家 关注的3.5英寸 台式机用途 Barracuda 7200.10 部分。 更详细的资料,点击下载阅读官方PDF文档:[英文版本][简体中文版本]。



  可以预见,未来的硬盘标准配置将会是200GB,7200.10系列中最低容量的型号也已经拥有200GB容量。至于更小的2MB或者4MB缓存产品目前还未曾看到过,估计应用NCQ优化之后,需要更高容量的缓存来确保存取指令队列重新排序动作能顺利及时执行。

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发表于 2008-01-28 10:08:33 6楼
·产品欣赏:ST3320620AS /320GB容量 16MB缓存 2碟4磁头配置 SATA接口

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发表于 2008-01-28 10:09:00 7楼
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发表于 2008-01-28 10:09:41 8楼
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发表于 2008-01-28 10:11:18 10楼
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发表于 2008-01-28 10:11:50 11楼
值得留意的是电路板的面积得以精简,内置16MB 缓存的单片Agere控制芯片搭配一颗ST意法半导体马达控制,对比过往独立的缓存芯片能进一步减少电路板面积,集成度更高。至于集成在接口控制芯片内部的缓存,在抗干扰以及信号响应速率方面性能应当有所提升。取消了传统的4pin电源接口后,电路板更加清爽秀气,不过绝缘衬垫似乎仍旧是按照过去的电路板尺寸来制造的。

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发表于 2008-01-28 10:12:19 12楼
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发表于 2008-01-28 10:13:26 13楼
·产品欣赏:ST3750620AS /750GB容量 16MB缓存 4碟8磁头配置 SATA接口

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发表于 2008-01-28 10:14:59 17楼
 可以看到,750GB型号中所用的电路板比320GB的面积稍大,PCB上仍旧保留缓存芯片的焊盘,说明该版本的PCB大致属于第二版本。第一版本估计为独立缓存的设计,电路板上为三枚芯片。第二版本则为改进版本,如上图所示。第三版本则是320GB型号所搭配的电路板,已经去掉缓存芯片的焊盘重新优化设计过。至于是否会出现单芯片方案的电路板,个人认为机会不大,因为马达控制芯片相对于弱电信号处理 IC 属于功率型IC,两者混合有相互冲突的设计目标,也不符合成本、可靠性和产品升级的需要。

·主控芯片的差异:由于笔者获得的硬盘版本均为Agere芯片方案,希捷曾表示采用Agere或者ST意法半导体的主控芯片的性能完全相同,但在网上披露的测试结果中,采用ST意法半导体方案的产品在阵列0 Striping 下能获得更平缓的HDTach 测试曲线,这可能意味着大数据流量下,ST意法半导体芯片的产品能有更稳定的表现。不过可以预见,市面上采用ST意法半导体方案的产品会比较罕见,Agere的产品在成本上会占优势。而从台湾、香港地区的用户反馈看也如此,新上市的已经大部分采用Agere芯片。

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发表于 2008-01-28 10:16:10 18楼
4·性能实测部分

  对于测试方案的选择,存在两个不同的选择。方案A:采用单硬盘,操作系统安装在测试盘上;方案B:系统独立安装在单独硬盘上,与测试盘独立。权衡之后,我们选择方案B,方案B独立于系统之外,更客观准确,虽然多数个人用户来说,方案A才最贴近他们的使用环境。

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发表于 2008-01-28 10:17:22 19楼
对于买的硬盘怎么在操作系统里怎么少了几十GB的问题,相信会继续萦绕在许多第一次买电脑或者入门的用户脑海中。由于硬盘厂商和软件厂商的统计口径不一致,所以这问题会继续存在。今天的消费者应该深入了解这些相关知识,譬如参与测试的320GB 型号硬盘,在操作系统里只有298GB显示;而750GB则只显示698GB!这是正常的,而不是产品有缺陷或者您的供应商欺骗了你。

  对于耗电方面,320GB和750GB的型号,额定参数均为+5V:0.72A和+12V:0.52A,两者功耗一样。这参数意味着单个硬盘最多需要消耗9.84W电能,这和前代以及多数主流产品比并不是什么问题。

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发表于 2008-01-28 10:17:49 20楼
 NCQ 打开会对性能有一定提升,虽然目前的应用软件对NCQ的优化不多,但是可以预见未来会更多。下列测试全部在 NCQ Enable 状态进行。

A·320GB部分



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