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HDD的21年:10万倍容量增长,速度提升只有182倍

发布时间:2021-09-23 13:02:10   作者:佚名

HDD机械硬盘的历史有很长时间了,从50年代IBM推出温氏硬盘以来基本的架构就没变化过,早期的HDD机械硬盘不仅容量小而且售价高昂,大多数时间都是用在工业领域,进入民用领域不过20年左右的时间。

Tomshardware德国站最近怀旧了一次,分析了一下21年来HDD硬盘的发展,他们列举的例子是1991年Maxtor推出的7040A系列HDD,3.5英寸,容量40MB,3碟装,转速3500RPM,其中最高端的型号有130MB容量,缓存容量则在32KB到64KB之间

Maxtor的古董硬盘

以今天的眼光来看,21年前的HDD硬盘实在是弱爆了,40MB的容量还没有如今的缓存容量高,使用的还是IDE接口,速度更是区区600-700KB/s,只相当于4x的CD-ROM,平均读写时间有27ms之多。就算是这样,在那个年代这款硬盘卖价都高达几百欧元呢。

画面再回到2012年,Maxtor早已被希捷拿下,西数不久前还发布了4TB容量的桌面版黑盘系列,4TB容量,7200RPM转速,64MB缓存,SATA6Gbps接口,平均读写速度达到了128MB/s,售价在300欧元左右,不过单位容量价格与1991年相比下降了太多了。

21年HDD硬盘今非昔比

从1991年到2012年的21年间,HDD硬盘容量从40MB提高到4TB,提升了10万倍,而速度从0.7MB/s提高到了128MB/s,只提升了182倍,如果能保持容量和速度同步提升的话,那么今天的HDD硬盘速度可以达到70GB/s,这已经远远高于现有SSD的性能了,当然这只不过是YY,实际上是不可能的,TH又接着分析了为什么HDD的容量跟性能不能同步提升。

这个还要从存储容量和存储速度的不同说起。容量方面,一切看起来都很OK,新的储存技术比如垂直记录之类的方式都可以提高存储密度。由于储存例子是二维的,因此存储密度提升并不会使得(磁道)越来越窄,而且可以支持更多的寻道,只不过是寻道方向会更短,提高了数据传输速度。

另外,HDD每次只能读取一个磁道,而储存密度的提高使得磁道数越来越多,因此速度提升并不成比例。

总体来看,数据传输速度的增长要比储存密度的提升要慢得多,以上面的图表为例,储存密度是4倍增加,而数据传输速度提升的可能只有2倍,积累多了差距也拉得越来越大。

为了弥补这个差距,我们需要提升寻道速度、减少寻道时间,现实中能做的就是提高HDD马达转速,不过15000RPM在SCSI中已经是最高速度了,而且盘片直径只有2.5英寸,因为转速提高的代价太大了。

TH说了这么多,其实总结起来就是HDD提高读取速度之路已经陷入死胡同,最直接的方式就是提高转速,但是提升转速的代价实在太大了,噪音、功耗都是非常大的问题。

TH对本文的结语是“请等待”,不过以HDD现有的技术发展来看,容量提升还会有前途,但是速度提升暂时是没好方法了,即便是读写速度上来了,随机性能依然是硬伤,这方面的改变是一时半会改不了的。


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