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地表最快SATA硬碟：WD VelociRaptor 迅猛龍實測

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CNET 特約作者/廖必勝 2008/05/22 17:53

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繼承上一代高效能萬轉玩家硬碟Raptor (暴龍)的稱號，WD這回推出的VelociRaptor (迅猛龍)，正如其命名涵意，硬碟本身(不含散熱座)的體型縮小，但效能卻比暴龍更加兇猛。CNET搶先拿到這顆號稱「最高效能SATA硬碟」的WD VelociRaptor，以實測來證明它到底有多「兇殘」。


以迅猛龍為名的WD VelociRaptor (圖片來源：WD)

歷史回顧

以往，所謂的企業級硬碟機產品，除了講究運作效能與可靠度之外，傳輸介面更清一色全面採用SCSI標準(包含SCSI、SCA、SAS、…等)。和採用IDE介面設計的硬碟機相較，價格呈數倍差距，而且容量通常較小，還得另外購買價昂貴的SCSI控制卡，才能建構出完整磁碟系統。

伴隨數位化的普及，自2000年起一些不需頂級效能，但仍要求高可靠度、每單位儲存成本更低廉、儲存容量更大...之類的應用需求開始出現。很快的，此需求醞釀成為一塊新興市場。(例如NAS、SAN、RAID、影音媒體儲存、企業備份、數位監控系統、近線儲存、……)

諸如Hitachi、Seagate、WD等品牌，幾年間陸續推出以SATA/PATA作為傳輸介面，具備和一般桌上型產品同等大儲存容量、採用主流7,200RPM轉速主軸馬達、介於SCSI和IDE之間的價位與可靠度等，此類特性產品進入市場。

但相較於Fujitsu、Hitachi、Seagate，幾個現存主要3.5吋硬碟機廠商，WD(Western Digital)是唯一沒有「傳統企業級」產品線的品牌。不過WD掌握良好契機，推出市場上唯一的SATA介面10,000RPM硬碟機「Raptor」，創造屬於自己的市場價值。

相隔數年，WD再次推出同類型產品「VelociRaptor」，但這次的結構設計，不僅迴異於Raptor，也令人嗅出WD新的市場企圖。

SATA硬碟機效能新霸主


WD VelociRaptor本尊


WD VelociRaptor背面照

WD將VelociRaptor定位在低階伺服器、工作站、狂熱遊戲玩家市場，強調高速、可靠、穩定等特點。VelociRaptor可視為Raptor接班人，更是WD為新武器所設下的前哨戰。

VelociRaptor採用SATA 3Gb/s傳輸介面設計，支援NCQ指令集 (Native Command Queuing；原生命令佇列)。WD這次開出來的傳輸介面規格，完全符合SATA市場主流趨勢。

在第一代Raptor機種上，搭載的佇列指令集，是源自SCSI傳輸介面標準的TCQ（Tagged Command Queuing；標註命令佇列）。NCQ和TCQ之間的差異，簡單來說，NCQ是TCQ的簡化版，除了最大支援指令數目僅有32個之外(TCQ高達255個)，也少了數個功能。

個人電腦系統平台，磁碟控制器受限於成本，所以SATA規範組織選擇納入採用NCQ指令集。諸如Intel、AMD、Nvidia等主機板晶片組製造商，或是其它磁碟控制器晶片設計廠，所推出的磁碟控制器多為支援NCQ，硬碟機產品亦是如此。

但由於VelociRaptor定位橫跨商用電腦，以及高階個人電腦平台，所以到底採用哪種指令集好，較難下定論。

在結構上，VelociRaptor延續WD產品特色，維持搭載16MB容量緩衝記憶體，並未提升到32MB容量。受惠於垂直錄寫技術(Perpendicular Magnetic Recording；PMR)，每張碟片具有150GB儲存容量，因此300GB版本是由兩張碟片、四顆磁頭所組成。WD透露稍後會推出150GB版本，應當會是由單碟片、雙磁頭來組成。

關鍵的轉速部分，主軸馬達採用FDB(Fluid Dynamic Bearing；液態軸承馬達)設計，具有低震動、低噪音等特性。10,000RPM轉速賦予VelociRaptor短短的4.2ms(讀取)/4.7ms(寫入)搜尋時間，比起大容量7,200RPM硬碟機，搜尋時間只有1/3甚至更短，隨機存取性效理應相當不錯。

WD以24×7(每日運轉時數×天數)高度可靠標準設計VelociRaptor，MTBF(Mean Time Between Failure；平均故障間隔時間)可達140萬小時，比Raptor的120萬小時來得高，WD並為此產品提供五年有限服務保證。

在外型規格方面，VelociRaptor本體為2.5吋長寬，但高度並非一般的9.5mm，而是比較厚的15mm。此外，輸入電源也僅接受12V電壓，沒有NB所用的5V規格。這意味著，VelociRaptor將和一般筆記型電腦無緣(特製化機種除外)，最起碼這代的300GB版本是如此。


比較：WD VelociRaptor(左)與3.5吋硬碟WD Caviar SE 16

WD設計了一塊稱做為IcePack的散熱基座，據稱可降低工作溫度達7.1℃。這特異的設計，提供VelociRaptor相容於標準3.5吋硬碟機安裝槽的彈性。然而，受限於SATA傳輸介面和電源插座位置和一般3.5吋硬碟機不同，VelociRaptor無法與標準孔位的SATA熱插拔系統相容。


比較：一般2.5吋硬碟(上)，與拆掉散熱基座的VelociRaptor


比較：拆掉散熱基座的VelociRaptor(左)，與一般2.5吋硬碟

那拆掉IcePack散熱基座會如何呢？WD的官方說詞是「非標準設計使用情況，因此沒有測試數據」。坦白說，筆者既看不懂也想不透。就標準企業電腦系統放置環境而言，冷颼颼的電腦機房是基本要求，有無散熱基座的影響照理說應該不大。如果堅持不該拆掉散熱基座使用，那筆者只會聯想到這產品設計尚未成熟，或許該算是WD新技術的試驗品，因此官方不建議如此使用。(你怎麼想呢？歡迎一起動動腦…)


VelociRaptor實際的背面寫真，和2.5吋硬碟機沒兩樣


分家後的IcePack散熱基座

除了這些特性之外，WD還標榜著RAFF(Rotary Acceleration Feed Forward；旋轉伺服加速系統)和SecurePark兩項設計。

RAFF技術是透過線性加速偵測裝置，量測來自電腦系統、儲存系統、硬碟機本身運轉所產生的震動量。再經由控制元件分析處理，即時修正調整讀寫頭位置，以提高資料存取準確度，並確保效能表現。這在高震動運作環境下，更能突顯出效用與重要性。

SecurePark設計用意是，當硬碟機電源關閉，或是碟片在啟動/停止運轉的加減速時期，磁頭會定位停放在遠離碟片表面的區域，以降低磁頭撞擊到碟片表面，進而造成損壞的機率。

最後來個恐龍家族列表~~(大圖比較清楚)

測試環境設定

除了主角VelociRaptor 300GB(完整型號：WD3000BLFS)之外，我們另外加入Hitachi Travelstar 7K200與WD Caviar SE 16兩款硬碟機一同測試。

Hitachi Travelstar 7K200是款SATA介面2.5吋產品，具備7,200RPM轉速與16MB快取記憶體。測試所採用的機種型號是HTS722010K9SA00，儲存容量為100GB(單碟片儲存容量100GB)，傳輸介面採SATA 1.5Gb/s規格設計。(Travelstar 7K200另有SATA 3.0Gb/s版本，但須向代理商特別下單訂購)

WD Caviar SE 16是3.5吋的SATA介面硬碟機，具備7,200RPM轉速與16MB快取記憶體，屬桌上型電腦主流規格產品。測試機種型號是WD3200AAKS，儲存容量320GB(單碟片儲存容量320GB)，傳輸介面為SATA 3.0Gb/s規格。

測試時，主機板南橋晶片ICH9R，磁碟控制器設定在AHCI模式，讓硬碟機NCQ功能得以啟用，並一律採用NTFS檔案系統格式化。

HD TACH讀取測試


WD VelociRaptor


Hitachi Travelstar 7K200


WD Caviar SE 16

採用SATA 3.0Gb/s介面規格的VelociRaptor和Caviar SE 16，在Burst Speed測試項目上輕易超越Travelstar 7K200。測試軟體的Burst Speed項目，大多是測試硬碟機快取記憶體至磁碟控制器之間的傳輸速率，故傳輸介面規格的影響普遍會大於硬碟機實際效能。

萬轉設計的VelociRaptor，除了在Burst Speed測試略勝同門Caviar SE 16，Average read(平均循序讀取)和Random access(隨機搜尋)兩個項目，也展現此身價所應有的非凡效能表現。

HD Tune Pro 讀取測試


WD VelociRaptor


Hitachi Travelstar 7K200


WD Caviar SE 16

HD Tune Pro 寫入測試


WD VelociRaptor


Hitachi Travelstar 7K200


WD Caviar SE 16

就這循序讀/寫測試而言，VelociRaptor占有碟片儲存密度與轉速優勢，以一倍的勝差大幅超越Travelstar 7K200。而且內圈讀/寫速度，還高過於Travelstar 7K200外圈速度，搜尋時間也整整短了一半。VelociRaptor就算和自家WD Caviar SE 16相較，也能獲得壓制性勝利。

Meia WinBench 99傳輸測試


WD VelociRaptor


Hitachi Travelstar 7K200


WD Caviar SE 16


除了原始測試曲線圖，我們還將數據製作成圖表，以便快速比較

這算是第三回合循序傳輸效能測試，綜觀三個回合的數據，三款硬碟機循序傳輸速度實力，應該都已經清楚呈現了。VelociRaptor有沒有那價值？測試數據給了我們一個很肯定的答案。

我們另外發現有趣的事情，Caviar SE 16搜尋時間明顯過長了點，甚至還不如2.5吋的Travelstar 7K200。這足以證明，當主軸馬達轉速固定不變，碟片儲存密度一再提高時，儘管能帶來更好的傳輸速度，但卻可能會降低搜尋、隨機存取效能。

Media WinBench 99 、PCMARK05綜合效能測試


Media WinBench 99 磁碟分數


PCMark05 HDD (硬碟) 總分


PCMark05 HDD 細項分數

理論上，循序傳輸速度，跟碟片密度和主軸馬達轉速較有關係，但這並不足以反映實際應用時的效能表現。對於實際應用的整體表現，還有快取記憶體容量、快取記憶體演算法設計、隨機存取速度等項目要考量進來，在選購系統磁碟時，這點特別需要注意到。

雖然特定的測試和實際應用之間有所差距，但經由這類測試軟體，還是能見硬碟機所能展現出來的能耐為何，比單獨看循序傳輸值來得實在。

在這一連串測試當中，噪音與溫度方面，我們沒透過科學化的方式量測。但就使用觀察來講，VelociRaptor待機噪音量頗低，甚至比3.5吋7,200RPM機種來得安靜，只有在進行讀寫的時候，才會發出明顯聲響。溫度方面，筆者認為兩者也是相當的。

就整體而言，VelociRaptor工作溫度和噪音量，是明顯高過於2.5吋7,200RPM硬碟機不少。但是和萬轉及其以上的3.5吋機種比，溫度、震動、噪音、耗電量等各方面條件，倒是全占了優勢。對追求效能又不想犧牲清靜的玩家，也因此有更大的吸引力。

總結

就效能面來談，在VelociRaptor推出之前，SATA/PATA介面2.5吋硬碟機，效能普遍落後同主軸轉速3.5吋產品一兩個世代。(這是定理，除非改變硬碟機結構，不然算是無解)

這間接使得一般2.5吋硬碟機產品，在講求效能的伺服器、工作站市場上，不太具備吸引力。儘管像是Hitachi，提供了針對企業強化設計的機種，但物理限制總是殘酷的。(以我們使用的Hitachi Travelstar 7K200為例，另有Travelstar E7K200商務版本可以選擇，兩者基本結構設計是相同的，但E系列MTBF高上不少)

然而經由實際測試比較可以看到，VelociRaptor挾其萬轉主軸馬達優勢，扳回2.5吋產品普遍遜色於3.5吋機種的劣勢。和3.5吋效能佼佼者Caviar SE 16之間，效能差距雖然稱不上大，但尚能夠獲得壓制性勝利。

撇開IcePack散熱基座的疑問不談，VelociRaptor競爭對手可為Seagate Savvio 10K系列(筆者所猜測跟個人認為)，有機會分食諸如1U伺服器、刀鋒伺服器、任何需要小型硬碟機的市場。

VelociRaptor除了價格，另具有容量(Savvio 10K.2僅有146GB/73GB兩種選擇)、單碟片容量(密度高效能通常較好)、傳輸介面(Savvio全系列為SAS規格)等優勢。SATA介面除了通用於多數電腦系統，更可兼容於SAS磁碟控制卡，此應用彈性，是昂貴的SAS硬碟機所沒有的。

但受到IcePack散熱基座的侷限，VelociRaptor未必能對Savvio 10K.2造成太多威脅。或許WD口中未來的企業2.5吋產品，才是真正開戰主力，VelociRaptor只是試金石而已。VelociRaptor當前只能以更低運轉震動量、更低耗電量、更低工作溫度、更低成本等特性，分食Seagate、Hitachi等品牌，3.5吋SAS介面10,000RPM產品所無法兼顧到的市場。

筆者想給VelociRaptor一個簡單評語，那就是「WD再一次成功的策略」。接下我們想見到的是，看看150GB容量版本，是否有可能以2.5吋硬碟的通俗厚度，並加入5V電源規格現身，吸引工作站等級，或頂級玩家筆電市場的青睞。

icn_balloon_154x48 對本則報導有任何意見或看法嗎?歡迎留言

  • 2.匿名 於 2008/05/23 12:28 回應
    • 1樓的回應聽起來很官方耶~
  • 1.royhu 於 2008/05/23 01:25 回應
    • 這對於採用高密度伺服器群的Data Center來說是一個好消息, 如果可以提升在震動環境(比方說有40個1U Server的機櫃中)且具備省電的優勢, 是個不錯的解決方案.
    嗯, 以下為個人揣測, WD設計產品之初應該針對這個市場開規格, 應該是3.5", 不過在行銷部門以省電規格要求之下, 所以研發單位就以2.5"為基礎來開發, 最後加上IcePack成為3.5"剛剛好可以符合行銷部門的需求: Entry Level Server, Workstation, High-End PC等等市場吧!

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