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发信人: fzx (化石§瑟瑟风中), 信区: Hardware
标  题: 5400 vs 7200拒绝盲从
发信站: 紫 丁 香 (Fri Oct 22 21:40:26 1999), 转信

5400 vs 7200拒绝盲从
                            
    曾几何时，7200转的IDE硬盘还被视为不够成熟的奢侈品，可现在却
不同了，新一代的7200转硬盘不但在网站上的论坛里被炒得火热，更有
很多发烧友付诸于行动。某位朋友攒机所采用的配置就很有代表性: 一
台主要做文字处理的机器（偶尔也玩玩游戏），C300A、64MB内存，硬盘
却是10.2GB的金钻二代，理由是“虽然比普通的5400转硬盘贵了几百块
钱，但它是一款7200转的高速硬盘，在硬盘速度渐成整机性能瓶颈的今
天，拥有一款高转速的硬盘就成为提升电脑性能的关键因素”。

　　不错，现在硬盘的速度确实很不令人满意，而更高的转速能够带来
更好的硬盘性能也已是众所周知的事实。但转速是否为决定硬盘性能的
最主要因素呢？或者说，在目前的市场上（仅限于IDE接口），7200转是
否为高速硬盘的唯一选择？

　　我们知道，影响硬盘性能的参数，除了转速以外，还包括单碟容量
（电路设计和缓存不是今天讨论的话题）。虽然本刊8月号硬盘专题中我
们已指出真正影响硬盘性能的是线密度，而不能简单地归结为单碟容
量，但对于同类产品来说，由于盘片和磁头结构的相似性，在单碟容量
相差较大的情况下，线密度肯定会有很明显的差异，其外在表现就是硬
盘性能随单碟容量的增长而提高。这就是说，只要单碟容量足够大，
5400转硬盘的性能完全可以超过单碟容量较小的7200转硬盘！

　　在目前的市场上，主流的7200转硬盘的单碟容量在4.55～5.1GB之
间，而5400转硬盘已经达到了6.8GB，比前者要高出1/3乃至一半。从双
方大致相当的内部传输率来看，5400转硬盘在单碟容量上的优势应该可
以弥补与7200转硬盘在转速上的差距。为了证实这一点，我们专门找了
两款硬盘进行对比测试，希望能够给在两者之间犹豫不决的读者以应有
的帮助。

                     出场选手简介

　　本次代表7200转硬盘参赛的是西部数据（WD）公司出品的Expert
313500（型号：AC313500），而5400转组的代表同样出自WD，名为
Caviar 136AA（型号：WD136AA）。虽然为同胞兄弟，但相信为了本门本
派的名誉，两位参赛选手一定会不遗余力，殊死相拼，打“假球”的可
能性肯定是不存在的。而我这个裁判，也秉承公平竞争的原则，绝对不
会吹“黑哨”，这一点请各位“盘迷”放心。

　　两位选手的主要资料如表1:

                 表 1 两款硬盘的主要参数


　　当然，由于这两位选手并非是各自门派的弟子所推举出来，而是由
本裁判指定的，所以这里一定要给大家一个说法，以免大家怀疑本场比
赛的公正性。

　　1.为什么两款硬盘都是WD的产品？因为不同厂家的产品其电路设
计、缓存算法的差别很大，进行比较时不但要考虑单碟容量和转速的区
别，还要顾及这些“场外因素”，测试结果恐怕说服力不够，因此用同
一厂家的产品可最大限度地排除这些干扰。而且单就性能来说，WD硬盘
在同档次的产品中一向居于前列，应该是个不错的代表。


                     图1 AC313500


                      图2 WD136AA

　　2.为什么选择这两个型号？因为它们的单碟容量分别是当前市场上
5400rpm和7200rpm产品的主流，而且寻道时间相当，又都拥有2MB的缓
存，不会成为限制硬盘内部传输能力发挥的瓶颈。加之它们的容量几乎
完全相同，也方便我们对比两种转速的硬盘之间的价格差异。 介绍完两
位选手的出身以后，让我们再来看一看它们的尊容（图1、2）：

　　Expert 313500是WD与IBM签订技术专利共享协议之后所推出的第一
批产品，其外形设计基本上全部照搬IBM硬盘（其实就是给人家OEM的产
品），黑色盘体、钢制顶盖，尽显大家风范，美中不足的是这种设计将
连接电路板与电机的电缆线暴露在外，给人一种不太踏实的感觉。而四
个月之后推出的Caviar 136AA则又回到了Caviar系列硬盘的传统设计
（IBM的设计可不能白用），虽然反向安装的电路板很好地保护了芯片和
电机的缆线，并且有利于散热，但该设计所存在的缺陷也是很明显的，
这一点将在后面谈到。

                       对比测试

　　既然是测试，那么业界权威的基准测试ZD Winstone 99和Winbench
99（均为1.1版）肯定是少不了的。除此之外，由于测试的主要目的在于
比较不同技术参数产品的性能优劣，我们又设计了两个附加测试。一方
面，AC313500的转速较高，即等待盘片空转的平均延迟（Average
Rotational Latency，简称Latency，为盘片旋转半圈所用的时间，计算
方法为0.5×60÷转速，5400转硬盘的Latency为5.56ms，7200转硬盘的
是4.17ms）比5400转的WD136AA短，更短的延迟时间可以获得更好的随机
读写性能；另一方面，WD136AA标称的内部传输率要高于AC313500，理应
在大数据量的持续传输中有更好的性能表现。因此，我们的两个附加测
试就分别突出了硬盘的随机读写和持续传输的能力，这既是考验硬盘的
基本功，更可以看出两款硬盘是否真的各有所长，实现起来也都很简
单。

　　测试平台及基本要求

　　CPU:Slot1赛扬300A超频450MHz 
　　主板:艾葳VD133（VIA Apollo Pro 133芯片组，支持UDMA/66，使用
VIA四合一驱动程序） 
　　显卡:樵风Savage4 Pro（32MB SDRAM）
　　内存:Kingmax 64MB PC100（1～3条）

　　测试平台算不上强悍，但也不至于存在阻碍硬盘发挥性能的瓶颈，
而且比较贴近现在多数DIYer的配置。对比测试不是为了达到多高的分
数，关键在于要有一个尽可能平等的环境。测试涉及到3个不同的操作系
统，分别是英文Win98、英文Win NT 4.0 + Service Pack5和中文Win98
第二版。两款硬盘的容量相当，但我们没有充分利用，只是各分了一个
2GB的主分区（C盘）和一个2GB的扩展分区（D盘），在Win98下全部为
FAT32格式，NT下则用NTFS，系统装在C盘。

　　每种操作系统都是先安装在其中一款硬盘上，安装好主板和显卡的
驱动程序、Winstone 99和Winbench 99测试套件（C盘）等测试必需的组
件，确信不会再有变动之后，整理硬盘并用Norton Ghost软件复制到另
一款硬盘上，以保证软件环境的一致性。

　　分辨率固定为1024×768×32位色，刷新率85Hz。虚拟内存都设在C
盘，Win98环境下由操作系统自己进行管理，NT下则固定为256MB。每一
项子测试进行之前，都要整理硬盘（C、D）并重新启动，不加载任何其
他程序，测试用软件的设置也完全相同。

　　一、基准测试

　　1．英文Win98（FAT32）(表2)

                  表2 Win98下的基准测试


  　　*测试CPU占用率时设定为使用最大的传输率（Use maximum transfer
 rate），AC313500基本上能够以最大的传输率来进行测试（17903KB/s），
   而WD136AA不知何故却只能以9886KB/s的传输率进行该测试，因此显得
 AC313500的CPU占用率较高。如果强制AC313500以9886KB/s的传输率测试，
 其CPU占用率反而比WD136AA要低1个百分点左右。NT 4.0环境下也是这种情
                          况。

  　　可以看出，WD136AA的传输率确实象标称值那样高出AC313500一筹，
 Business Disk Winmark也稍稍领先，但High-End Disk Winmark还有一定差
 距。而在反映系统整体性能的Business Winstone 99得分上，两者也十分接
 近。这初步证实了我们的猜想，即WD136AA的性能不亚于AC313500。另外一
 个值得注意的是内存容量的影响，128MB内存下的Business Winstone 99和
 两项Disk Winmark的分值都比64MB内存时有明显的增长，特别是前者的增幅
 接近5%！但Win98对内存管理的能力显然不强，将内存再增加64MB之后，各
                 项得分基本上没有什么增长。

                　　2．英文NT 4.0（NTFS）(表3)

                   表 3 NT4.0下的基准测试


　　与Win98相比，WD136AA似乎更适用于NT环境，除了Business Winstone
99得分与AC313500基本相当之外，它在余下的三项主要测试项目中全面胜
出！而NT 4.0对内存的管理能力也明显强于Win98（相对高端的产品嘛），
至少在192MB之内，只要内存容量增加，性能就会有较明显的提升。 

             　　二、附加测试（中文Win98第二版）

                  　　1．持续传输能力(表4)

                   表 4 持续传输能力测试


　　我们先用Photoshop 5.0.2中文版打开一个96MB的TIFF文件（附加测试
用的源文件均位于D盘），这主要考验硬盘的持续读写能力。可以看到在内
存容量为192MB时，由于可供Photoshop使用的物理内存（设定为内存总量的
75%）足以载入整个图像而无须与硬盘发生交换，AC313500的领先优势十分
明显；而当内存容量降至128MB时，再让Photoshop将图像全部载入物理内存
已经十分勉强，两者所用时间持平；当内存容量仅有64MB时，磁盘交换（写
入Photoshop在C盘上建立的临时文件）已无可避免，AC313500所用时间大大
超出WD136AA，而后者在不同内存容量下的用时差别远没有这样大。

　　接下来是将D盘上的一个430MB的巨型TIFF文件复制到C盘。尽管这个过
程是读写交替进行的，但由于整个图像文件是连续存放在一起的，所以每一
次读（或写）操作都是相对连续的数据传输过程（至少有那么几MB，比几
十、几百KB的复制连续得多）。在这个测试中WD136AA将AC313500远远地抛
在了后面。

　　根据以上结果我们推断，在中文Win98环境下，AC313500的读写能力很
不均衡，读操作的速度高于WD136AA，但是写操作的性能却明显落后。我们
认为这种现象很可能是由AC313500的写缓冲机制不够完善（Firmware版本的
问题？）所造成的。

                    　　2．随机读写能力

　　我们搜集了38129个（1265个文件夹）小于16KB的文件，共计180MB，平
均每个文件不到5KB，存放于D盘（此时D盘已没有其他任何文件）并使其互
不连续（当然，这些文件在两块硬盘上的存放方式是完全一致的）。测试完
成之后整理硬盘时，每一块硬盘都用了半个多小时才整理完这区区180MB的
文件，这些文件的分散程度可见一斑。

　　测试时配备128MB内存，将这些文件从D盘复制到C盘，并开始计时。
WD136AA用了6分44秒复制完这些文件，而AC313500却只用5分35秒即结束了
战斗。毫无疑问，是高转速带来的低延迟使得AC313500在访问这些极不连续
的数据块时占尽优势，WD136AA的高传输率根本没有机会发挥作用。

                     　　三、主观测试

                       　　1．噪音

　　在使用中我们认为两款硬盘的主轴马达运行时发出的声音大致相当，但
WD136AA在寻道时发出的声音明显高于AC313500。5400转硬盘居然比7200转
硬盘声音更响？这确实是个特例：虽然两者寻道时的声音强度基本一样，但
WD136AA的顶盖是铝制的（这大概就是其重量较轻的原因之一吧），且与盘
体直接固定在一起；而AC313500的钢制顶盖与盘体之间有一块橡胶垫片做缓
冲，对声音的隔绝性显然更好，自然安静许多。由此联想起来，AC313500的
主轴马达的转动声实际上应该高于WD136AA。

　　2．发热量

　　我们使用测温探头来获取盘体中部（主轴马达附近）的温度，在室温32
℃的条件下，硬盘持续工作半小时之后温度基本稳定下来，WD136AA为37
℃，AC313500则达到了41℃。盘体的温度只能算平均值，顶盖和电路板的温
度更高，尤其是顶盖。用手触摸这两个部位，WD136AA给人的感觉是温热但
并不难受，而AC313500就显得有些烫手了。看来，7200转硬盘的发热量确实
很高。

　　总之，在主观测试方面，两块硬盘打了一个平手。

                          结论

　　1．有相当一部分的DIYer认为7200转硬盘一定比5400转硬盘快，而没有
考虑到单碟容量的影响，我们希望上面的测试结果能够扭转这种错误的看
法。IBM在其关于7200转硬盘的技术白皮书里说得很明白，更高的转速可以
通过两个途径来提升硬盘的性能: 一是以更短的延迟来提高随机读写能力，
这一点是不变的，因为硬盘的平均延迟只与转速相关；另一个则是以更高的
（内部）数据传输率来提高顺序读写能力，这有一个默认的前提，即7200转
硬盘其盘片的存储密度与5400转硬盘大致相当（我个人认为不应低于
80%）。举一个极端的例子，如果盘片是光板一张，那么即使它以每秒7200
转的速度旋转一年，也不会访问到任何数据！实际上，IDE硬盘的转速经过
了近20年才翻了一番（从3600rpm到7200rpm），而硬盘内部传输率的增长又
何止10倍！而这主要应归功于单碟容量的不断增长，也就是说，与转速相
比，单碟容量对硬盘性能的影响要大得多！至于各种关于7200转硬盘是高档
产品，适合于高端应用的说法，必须建立在7200转硬盘的内部传输率领先的
基础之上，这样7200转硬盘才能从随机读写到顺序读写全面击败5400转硬
盘，否则的话，仅有随机读写优势的7200转硬盘就只有去做文字处理，而将
图像处理领域拱手让给大单碟容量的5400转硬盘了！

　　2．5400转硬盘+更大的内存容量，总体效果会比性能优势有限的7200转
硬盘更好。由于内存狂涨，大多数的DIYer都只配备了64MB内存，但有相当
一部分人却对比同容量的5400转硬盘价格高出400余元的7200转硬盘趋之若
骛。可效果又怎样呢？就以这两块硬盘为例，虽然WD136AA在Win98下的性能
略逊于AC313500，可如果我们把省下的钱投入到内存的升级上去（该死的涨
价，再买64MB还要加一百多元），不但硬盘的性能表现超过AC313500，而且
系统的整体性能也获得了提高，几乎所有的应用都可以从中受益（那个“变
态”的随机读写能力测试除外）。尤其是很多发烧友买来7200转硬盘以后要
装NT——如果不仅是随便玩玩的话，128MB内存可以说是起码要求。

　　3．既然5400转硬盘的性能可以与7200转硬盘相当，而且还更加经济，
那你还犹豫什么呢？但有的朋友会说，不管怎样，7200转硬盘还是高档产
品，品质应当更有保障。真的是这样吗？让我们来分析一下可能出现的情
况。

　　（1）与更高的转速结伴而来的是更高的发热量和噪音，以及对机械部
件的要求更加严格，这都是众所周知的事实。因此，硬盘厂商在7200转硬盘
的设计和生产上理应倾注比5400转硬盘更大的精力。就以本次评测的这两块
硬盘来说，AC313500不但在外形设计上更多地考虑了隔音设计，而且在选料
和品管上的要求也比WD136AA更为严格。如果所有厂商都遵循这样的原则，
那么7200转硬盘的品质确实更好。


           图3 Servo口标贴，左为AC313500，右为WD136AA


 　　其实，影响硬盘品质的因素是多方面的，这也是我们认为Caviar系列的
   传统设计有待改进的主要理由。从图3中可以看出，与AC313500相比，
 WD136AA的Servo口标贴显得比较脆弱——它只是一张普通的贴纸，其相对薄
 弱的抗冲击能力令我们感到担忧。因为，如果用力一捅，它就会向内凹陷，
 严重时甚至会使标贴与盘体之间接触的紧密程度受到影响。如果环境空气不
  好（或湿度较大），灰尘、水汽甚至硫化物等腐蚀性气体就有可能乘虚而
 入，长此以往必将缩短硬盘的使用寿命。因此我们希望WD能够借鉴IBM设计
        的优点，提高Caviar系列硬盘对使用环境的适应能力。

  　　（2）如果说7200转和5400转硬盘在设计、用料和品管等方面基本相
 同，仅仅是马达（转速）的差异，那么，由于这样的7200转硬盘其耐用性并
 不会高于5400转硬盘，而两种硬盘的成本又相当（7200转马达所带来的成本
 提高是微不足道的），7200转硬盘要一个高价显然没有什么道理，还不如去
              买性能与之相当的5400转“冷静王”。

  　　（3）最恶劣的情况就是，有些厂商5400转的产品在市场上缺乏竞争
 力，为了夺回市场，就用低成本设计的7200转硬盘去冲击市场，但却声称是
 采用了SCSI硬盘的技术。须知7200转硬盘比5400转硬盘的要求更高，在定型
 之前要经过严格得多的测试才能保证质量的可靠性，如果设计和用料把关不
                严，产品的可靠性就很难说了。

　　当然，我们也认为硬盘上的数据比性能重要得多，但请牢记一点——硬
盘的转速高低与品质好坏之间没有必然的联系，到底选择哪一款，还是要看
产品的具体情况，仔细考虑后再做决定。

　　写到这里，这篇文章终于可以收尾了。但有一点需要指出，本文的目的
并非是要否定转速对硬盘性能提高的作用，而是想要告诉大家不要盲从厂商
的宣传，在考虑7200转硬盘的时候，同样不能忽视单碟容量的差别！当然，
如果市场上的7200转硬盘的单碟容量与5400转硬盘相当，那么7200转硬盘的
性能肯定会占有明显优势（除非设计有问题），这篇文章也就没有存在的必
要了。但问题的关键就在于直到目前为止5400转硬盘仍不时在单碟容量上领
先7200转硬盘30%左右（就像今天这样），让我们常常无所适从。

　　那么，为什么会出现这样的局面呢？其实，厂家在筹划某种单碟容量的
产品时，一般是先设计7200转的型号，如果可行的话，则这种盘片用于5400
转硬盘也没问题 ；但由于7200转硬盘对设计、部件等方面的要求更高，需
要进行更多、更严格的测试，因此上市的时间晚于5400转硬盘。而从市场的
角度来看，我国的电脑市场消费水平总体偏低，代理商不敢盲目引进7200转
硬盘这样的高价产品（除非有人要货，比如一年前想要IBM 14GXP必须向代
理订购），就更加延缓了7200转硬盘上市的步伐。这样一来，实际上市场上
就有可能出现新一代的5400转硬盘与老一代的7200转硬盘竞争并且性能大体
相当的态势。不过厂商并不担心7200转硬盘会卖不出去，因为它的上市时间
虽然比同代的5400转硬盘要晚，却又早于下一代的5400转硬盘（就现在的市
场来看，早、晚都是一两个月的样子），它完全可以在性能领先的这段时间
为市场所接受。而我们在选购高性能硬盘时就可以遵循这样的原则: 单碟容
量相当的时候选择7200转，而如果5400转硬盘在单碟容量上的优势较大（内
部传输率是否占优可作为参考），寻道时间也不落后，就选择5400转。当
然，品质也是绝对不可忽视的哟！

　　不过，这种7200转与5400转轮流坐庄的局面并不会持续很久，因为随着
7200转硬盘在噪音、发热量和成本控制上的进一步成熟，它必将像当初5400
转逐步取代4500转一样，成为市场上的主流，只是不知到那时，单碟容量又
翻了几番！ 


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