突破2.1命運之輪！三廠商3TB硬盤橫評

    泡泡網硬盤頻道3月31日 硬盤的速度早已進入了TB級時代，從1TB到2TB，再到如今的3TB。不過，從2TB到3TB，并不是簡單提升一個TB容量的概念。因為傳統32位的MBR分區最高只能支持2.1TB容量的分區，而BIOS+MBR的方式已經沿用了幾十年，把這個2.1TB的限制稱之為“命運之輪”，并不夸張。

    因此，其實3TB硬盤的出現可以意味著一個新舊的交替，不僅是傳統MBR向GPT分區的轉變，還意味著32位系統向64位系統的轉變，以及傳統BIOS向UEFI的轉變。所以，3TB硬盤的意義，我們稱之為突破“命運之輪”。

    在進入正式的內容之前，我們有必要花一點時間，來簡單了解下MBR和GPT分區的意義。

    MBR，全稱是Master Boot Record，直譯過來叫主引導記錄，是電腦開機后訪問硬盤時所必須要讀取的首個扇區。主引導扇區記錄著硬盤本身的相關信息以及硬盤各個分區的大小及位置信息，是數據信息的重要入口。

    MBR包含一個64個字節的硬盤分區表，每個分區信息需要16個字節，對于采用MBR型分區結構的硬盤，最多只能識別4個主要分區，一個分區所支持的最大的容量為2.1TB。

    GPT的全稱是GUID Partition Table，直譯全局唯一標識分區表。最早是Windows Server 2003中的一種新型磁盤架構，作為Intel EFI計劃的一部分引入，基于64位系統，與傳統的32位磁盤分區完全不同。

    GPT允許每個磁盤最多128個分區，支持最高18EB的分區大小。可以看到，GPT出現之后一段時間，硬盤容量瓶頸不會在于分區方式，而在于Windows系統支持的容量大小，以及NTFS文件系統（每個分區限制256TB）。

    采用傳統BIOS的主板對GPT分區支持不好（通常情況下不能作啟動盤），需要EFI系統的主板才能對GPT提供良好的支持。EFI全稱是Extensible Firmware Interface，直譯可擴展固件接口。EFI源于Intel Itanium平臺。傳統BIOS技術的發展緩慢，自從PC兼容機廠商通過凈室的方式復制出第一套BIOS源程序，BIOS就以16位匯編代碼、寄存器參數調用方式、靜態鏈接以及1MB以下內存固定編址的形式存在了十幾年。

華碩主板的UEFI界面

    雖然由于各大BIOS廠商近年來的努力，有許多新元素添加到產品中，如PnP BIOS，ACPI，傳統USB設備支持等等，但BIOS的根本性質沒有得到任何改變。這迫使Intel在開發新的處理器時，都必須考慮加進使效能大大降低的兼容模式。

    然而Itanium并沒有這樣的顧慮，它是與x86系列完全不同的64位新架構，系統固件和操作系統之間的接口都可以完全重新定義。Intel將其定義為一個可擴展的，標準化的固件接口規范。基于EFI的第一套系統產品的出現至今已經有五年的時間，如今，Intel試圖將成功運用在高端服務器上的技術推廣到市場占有率更有優勢的PC產品線中。

微星主板的

    EFI是用模塊化、C語言風格的參數堆棧傳遞方式，動態鏈接的形式構建的系統，較BIOS而言更易于實現，容錯和糾錯特性更強，縮短了系統研發的時間。它運行于32位或64位模式，乃至未來增強的處理器模式下，突破傳統16位代碼的尋址能力，達到處理器的最大尋址。

    EFI利用加載驅動的形式，識別及操作硬件，不同于BIOS利用掛載真實模式中斷的方式增加硬件功能。EFI在概念上非常類似于一個小型操作系統，并且具有操控所有硬件資源的能力。

    EFI由Intel開發，由UEFI論壇來推廣與發展。在新一代Sandy Bridge平臺主板中，UEFI已經得到了較為廣泛的推廣。而傳統BIOS+MBR的方式，正在逐漸被UEFI+GPT的方式取代。

    講到這里，相信大家都清楚，硬盤從2TB到3TB，是容量的一小步，卻是PC技術前進的一大步。要想完美使用3TB的硬盤，你最好是采用64位Windows 7系統，加上UEFI的主板。如果你還在用老舊的XP，放棄吧，守舊不是什么好習慣，尤其是PC領域。

使用MBR分區，就會出現這種情況，兩個未分配的容量區域

要想分一個3TB左右的區，需要轉換成GPT

    當然，使用BIOS+MBR，并非不能使用3TB硬盤，只要Windows 7這樣比較新的系統，識別出3TB容量是沒有問題的。只是，你無法將3TB容量放到一個分區里，只能把硬盤分為一個2.1TB的分區和一個大約800GB的分區（硬盤廠商容量計算方式和Windows系統容量計算方式的差異筆者就不重復了）。下面我們以希捷的3TB硬盤來說明這個問題。

轉換之后就沒有障礙了

一個整3TB硬盤所分的區

    在Windows 7系統里，使用3TB硬盤還算正常，如果你還不肯放棄XP系統，筆者只能說：悲劇了。關于3TB在Windows XP下的應用問題，我們留待后文再講。下面我們先來看看，三大主力3.5吋硬盤廠商——希捷、西數和日立各自的3TB硬盤產品。

    這次測試的希捷桌面級3TB并非7200系列的一款，而是Barracuda XT系列的產品。3TB版本編號ST33000651AS，采用了最新的SATA 6Gb/s的傳輸接口，因此標稱最大外部數據傳輸率為600MB/s。緩存容量則達到了64MB，轉速依然是7200rpm，平均延遲時間4.16ms。

接近傳統酷魚的造型

    之前希捷有推出過4096KB扇區的硬盤，不過由于目前的尋址方式的限制，這樣的硬盤依然要靠模擬為512KB扇區的方式來工作。這次的Barracuda XT扇區并非之前的4096KB而是512KB，可能是出于目前應用范圍的考慮。

SATA 6Gb/s的接口，不過硬盤目前的瓶頸在于內部傳輸率

    3TB版本的Barracuda XT標稱持續傳輸率是149MB/s。

    西部數據的3TB硬盤屬于Caviar Green系列，綠盤，編號WD30EZRS。這款硬盤的緩存為64MB，采用SATA 3Gb/s的接口。轉速方面，仍然是WD的“IntelliPower”，按照WD的說法，這一技術是“實現轉速、傳輸速率及緩存算法的精確平衡，可以大大降低功耗和提供穩定的性能。”經過實測，其實IntelliPower的硬盤轉速都在5400rpm的水準。

    比較有特點的是，西數的3TB硬盤隨盤附贈一個PCI-E×1的SATA RAID卡，這是為了避免SATA驅動無法識別2.1TB以上硬盤的情況。該卡搭載Marvell SATA控制器，具備兩個SATA接口，簡化3TB硬盤使用難度。

3TB綠盤附帶的SATA RAID卡

    這款硬盤支持32位的Windows 7，不支持32位的Windows XP。

    雖然已經被西數收購，不過目前日立的存儲產品仍然是照常運轉，日立的Deskstar 7K3000就是3TB的產品，編號HDS723030ALA640。

    這款產品采用了SATA 6Gb/s接口，緩存容量64MB，標稱持續傳輸率為165.6MB/s。這款硬盤也無法支持32位的Windows XP。

    由于這三款3TB硬盤中，有兩款都用到了SATA 6Gb/s接口，所以我們需要一個原生的SATA 6Gb/s平臺。目前最合適的自然是Intel P67芯片組的主板了。

    筆者選擇了華碩的P8P68主板來作為測試平臺，該主板除了具備Intel P67芯片組提供的SATA 6Gb/s接口外，還具備板載芯片提供的SATA接口。

華碩P8P67主板

Intel i7-2600K CPU

    測試軟件方面，這次我們主要采用主流的CrystalDiskMark和ATTO Disk Benchmark來測試硬盤的讀寫能力等數據。而之前常用的HD Tune和HD Tach對于新硬盤的適應能力有待觀察，成績僅作為參考。

    Crystal DiskMark是一款比較主流的硬盤基本性能測試工具，通過五次測試取平均值，因此擁有較高的準確率。這次筆者進行了常見的1000MB數據量的測試，對與傳統硬盤來說，讀寫能力的數據更有意義。

希捷3TB

日立3TB

西數3TB

    就測試的讀、寫部門來看。希捷的Barracuda XT 3TB以微弱優勢領先，日立的7K3000以不到5MB/s的微小差距緊隨其后，兩者基本可以看成處于同一水平線。西數的3TB綠盤由于轉速限制的關系，性能要稍微落后一點。

    ATTO Disk Benchmark是一款用來測試硬盤性能的工具，可以設置寫入文件塊的大小和數據總量。文件大小設置為從0.5KB至8192KB，總數據量設為256MB。

希捷3TB

西數3TB

日立3TB

    這項測試來看，仍然是希捷Barracuda XT 3TB性能占優，而日立的7K3000位居第二，落后Barracuda XT大約10MB/s左右，而WD 3TB綠盤仍然是和這兩款產品有一定性能差距。

    HD Tune和HD Tach是較為傳統的硬盤性能測試軟件，對于傳統硬盤的測試有一定的參考意義。這里我們來看看讀寫的成績。

    這項測試主要是測平均數據傳輸率，讀取和寫入來看，日立和希捷的3TB差不多位于同一水平線上。希捷的硬盤性能略微領先，而西數的還是由于轉速的原因性能不那么突出。

    曾經，平均訪問時間是衡量傳統硬盤一個非常重要的指標，由于SSD的出現，這一指標的改進相對來說變得不再那么顯眼。

    其實，這個指標希捷的3TB成績是相對最不好的，而日立和西數的成績則是差不多。但反映到實際性能上，希捷3TB的讀寫能力反而最強，這也從一個方面說明這個指標對于個人硬盤來說不再那么重要了。

希捷3TB

日立3TB

西數3TB

    就CPU占用率來說，三款硬盤也處于比較接近的水平：3%以下。希捷3TB相對CPU占用率最高，西數其次，日立最低。

    測試完硬盤的基準性能之后，下面我們要進入一個比較重要的環節：Windows XP的3TB應用測試。前文已經講過，3TB雖然是存儲的一小步，確是PC的一大步。其中一個很重要的方面，就是老舊的32位Windows XP，可以淘汰了。

    由于西數和日立3TB并不支持Windows XP，下面我們還是以希捷3TB硬盤為例，來講講在傳統32bit Windows XP系統里，3TB硬盤的安裝使用問題。

    首先，Windows XP安裝的時候，默認最大只能識別800GB硬盤，也就是默認狀態下，多余的大概2.1T容量打了水漂。

只能識別出越800GB的容量

進入系統后識別的大約800GB容量

    如上圖所示，進入WinXP后，系統能識別的最大容量為大約800GB。目前筆者拿到的3TB硬盤包括希捷、西數和日立的三款。希捷有在Win XP下使用的解決方案；西數和日立都只支持32位的Win 7，不能支持32位Win XP。而希捷的解決方案是安裝Discwizard軟件。

Discwizard軟件的安裝界面

安裝完成后，1.3TB的空間能顯示出來，大約還有800GB的空間無法顯示

Discwizard的解決方案是模擬為SCSI接口的擴展分區

    我們看到，如果將希捷3TB硬盤作為主盤，那么第一個主分區最大大約800GB，第二個分區最大約1.3TB。剩下的大約800GB，Discwizard會用模擬SCSI硬盤的形式，造一個擴展分區。

最終的形態會是這個樣子

    如果我們用測試軟件來測試著幾個分區的讀寫性能，模擬SCSI的分區性能和默認分區性能有所區別。

    其實，到這里已經可以說明，對于3TB硬盤來說，WinXP系統使用非常不便。即便有廠商推出了解決方案，也無法發揮硬盤的最大能力，是一種浪費。

    就性能層面來看，3TB并沒有給我們帶來太多的驚喜。從這次三大廠商的三款3TB來看，受限于傳統機械硬盤的結構限制，性能比起以前已經很難有較大的突破了。我們看到，這次測試里，注重持續傳輸性能的希捷Barracuda XT 3TB，實測持續傳輸率能突破160MB/s的讀寫水平，這已經相當好了。日立的7K3000 3TB緊隨其后，兩者基本處于同一水平線。

    西數的綠盤系列一向是注重環保和功耗的產品，轉速上的原因，導致性能和前兩款產品比較略有下降。不過，便宜的價格，買到大容量的產品，也是西數綠盤的特點。

    今天有了SSD的出現，已經有不少玩家將SSD作為系統盤，而將傳統的大容量硬盤作為一個性價比高的存儲方案。現在的3TB硬盤，非常合適作為這個大容量的存儲方案。

    IT業的發展是超越想象的，曾經看似不可突破的領域，也許因為某項技術的突破，會在一段時間有著爆炸式的發展。在傳統硬盤這個領域，2.1TB的BIOS+MBR命運之論終于被突破了。正如文章開始階段講的，這是容量的一小步，卻是PC的一大步。

    容量的突破，伴隨著SNB+UEFI的到來，意味著GPT分區+EFI的時代已經開始了。同時，經過漫長的歲月，32位系統正在逐漸為日益成熟的64位系統所取代。64位Windows 7在應用上的優勢正越來越多地凸顯出來，相信采用64位系統的人會更多。■<