主流1TB硬碟採購評測單碟大容量推手淺談巨磁阻效應

 

西元2011年,可說是硬碟的災難年。肇因於泰國洪災,上游元件產量銳減,導致全球供貨緊縮,可說為買氣不振的3C消費市場,再度蒙上一層陰影。而儲存裝置巨擘「希捷科技」(Segate)值此危難之際,反其道闊步昂揚,高

調推出Barracuda系列產品,在沉悶的傳統硬碟市場中,宛若平地響起一聲驚雷;不因逆境而英雄低首的風範,在多家儲存大廠中可謂揮荊斬擊、氣勢十足。

 

 

 

■ 巨磁阻效應的發現

如果說去年是硬碟的災難年,那麼西元1994年就是硬碟的光榮年代,而這一切,可以從西元1988年法國科學家艾爾伯.費爾和德國科學家彼得.格林貝格所發現的巨磁阻效應(Giant Magnetoresistance,簡稱GMR)談起。

西元1988年,德國尤李西研究中心的科學家彼得.格林貝格及巴黎第十一大學的科學家亞伯‧費爾,兩人分別獨立研究了磁性材料(鐵)和非磁性材料(鉻)相間薄膜層結構的磁阻。兩人的實驗結果,明顯表達出兩個物理特性:第一、磁阻值的變化非常激烈。第二,當磁場由零增加,電阻隨著磁場增加而減小;但若當磁場大於某個臨界值,此時不論磁場如何增加,磁阻則維持定值。

格林貝格最初的研究是鐵、鉻、鐵三層薄膜結構所組成的物質,實驗結果,磁阻下降約1.5%;格林貝格鍥而不捨,進一步研究由鐵、鉻、鐵、鉻、鐵,共五層薄膜結構所組成的物質,實驗顯示磁阻下降約10%。另一方面,在法國的費爾研究了由鐵、鉻所組成的多層結構物質,在攝氏零下 269 度的環境下進行實驗,結果顯示最大的磁阻下降率約為78%;若在室溫下進行實驗,則磁阻下降率約為23%。

與傳統材料磁阻下降僅約1%的情況相比,這個磁阻值巨大變化(因此也就命名為︰巨磁阻)的現象,宛如在IT產業投下了一顆震撼彈,儲存大廠也對這類多層結構材料,寄予厚望;到了今天,也成為新一代資料儲存技術當中最重要的發現。而費爾與格林貝格也因為這個偉大的發現,於2007年,共同獲得諾貝爾物理獎的桂冠,名垂青史。

 

圖 / 磁場可以改變磁矩方向,利用磁矩的平行或反平行排列,形成巨大的磁阻變化。

 

 

 

■ 強化0與1的訊號讀取

眾所周知,電腦語言是二位元的組合。有訊號就是1,沒訊號就是0。這裡的訊號可以是電阻、電流或是其他具有開關特性的物理量。從這幾期的特企內容中,相信您一定不難理解,只要藉由大量0與1的組合和邏輯運算,電腦便可以進行資料處理;而當中0和1的分辨率,是影響電腦效能的一項重大因素。當電腦讀取時的訊號太弱,若有似無,電腦便容易發生誤判情形,導至資料處理錯誤而造成速度遲緩、甚至當機。

因此,找出適當的材料,以產生明顯的訊號差,就成為資訊科技進步的重要課題,而在傳統儲存領域更是如此。化學家在現存一百多種基本元素中,發現鐵、鈷、鎳三種元素,因其混成軌域的特殊性,而存在著較強的磁矩,因此又被稱之為鐵磁性元素。

又由於鐵、鈷、鎳等鐵磁性物質合金,對於磁場反應相對於其他元素敏感而激烈,其中最直接能反映影響的物理量就是電阻;是故,我們常稱「受到外加磁場而產生的電阻變化」為磁阻。傳統硬碟產業也因此常利用鐵磁材料的磁阻性質,作為資料儲存讀取的技術;藉由磁阻的變化,予以定義資料處理中的0和1。

在早期,製造商利用於硬碟存取的讀寫頭,磁阻變化約為1%。可想而知,僅1%的變化量,使得讀寫頭的工作效率不彰,儲存科技也因此一直沒有突破性的發展,直到巨磁阻現象為世人所知,硬碟科技也才有革命性的進化。

 

圖 / 搭載巨磁阻效應技術所進化而生的硬碟讀寫頭。

 

 

 

■ 單碟1TB時代來臨

隨著科技發展,當硬碟的磁區越來越小,儲存資料的密度也相對越來越大;對於讀寫頭來說,靈敏度也必需提昇,方能應付。巨磁阻物質中電流的增加與減少,可以定義為邏輯信號的0與1,進而實現傳統硬碟裝置的存取。並且即使磁場很小,也能輸出足夠的電流變化,以便識別數據,從而大幅度提高資料儲存的密度。

巨磁阻效應的發現,直接致使硬碟容量一路高歌凱進,開始有了爆炸性的成長。西元1994年,IBM成功試產蘊涵巨磁阻效應的讀寫頭,一舉將磁碟記錄密度提高數十倍。翌年,Seagate開發出液態軸承(FDB,Fluid Dynamic Bearing)馬達。所謂的FDB就是指用厚度相當於頭髮直徑十分之一的油膜取代金屬軸承,減輕了硬碟的發熱量與噪音,更進一步提昇良率,同時有效降低故障風險。接著1997年到來,搭載巨磁阻技術的硬碟讀取頭成為業界的標準技術。

到了2005年,希捷開始採用磁片垂直寫入技術(Perpendicular Magnetic Recording),打破早年硬碟以水平記錄方式(Longitudinal)發展的模式。其原理是將平行於碟片的磁場方向改變為垂直(90度),更加充分地利用儲存空間,打破物理束縛,使單一碟片磁錄密度(Areal Density)得到海闊天空的發展。

此時,單一碟片也由水平記錄方式的最高160GB極限,一舉突破250GB,向單碟320GB、500GB、667GB挺進。而近期Seagate 更憑藉著長年累積的精湛技術,推出單碟1TB的Barracuda系列,可謂百尺竿頭、更進一步。

 

圖 / 圖左為垂直錄寫技術;圖右為傳統寫入技術。儲存密度左優於右一目了然。

 

 

 

■ 主流1TB硬碟效能實測

在傳統硬碟價格仍居高不下的今天,如果有海量資料儲存的必要、或是組建NAS等需求,身為聰明的消費者,在品質與效能的挑選上,一定要多方比較,方能對得起自己的荷包。在傳統硬碟仍「洛陽紙貴」的年代,胖達於2月20日從電腦商場購得六顆1TB容量硬碟,特闢一篇專文,為電腦DIY的玩家們比較市面上主流產品。在實測效能上,提供一個指標性的採購指南,茲玩家參考、比較,作出睿智抉擇。
 

 

HITACHI Deskstar 7K1000.C 1TB 3.5吋硬碟

 

 

 

 

圖 / 日立7K1000.C標準讀取效能數據

 

 

 

圖 / 日立7K1000.C標準寫入效能數據

 

 

 

 

圖 / ATTO讀寫效能測試

 

 

 

圖 / CrystalDiskMark讀寫效能測試

 

 

 

規格

 

型號

HDS721010CLA332

介面

SATA 3Gbps NCQ

快取

32MB

轉速

7200轉/分鐘

單碟容量

500GB

 

 

廠商名稱 日立環球儲存科技股份有限公司
網  址 www.hitachi.com.tw/network/list/hgst_tw/index.html
聯絡電話 威健實業(02)2658-0668
零售價格 NT$3,250
 

 

HITACHI Deskstar 7K1000.D 1TB 3.5吋硬碟

 

圖 / 日立7K1000.D標準讀取效能數據

 

 

 

圖 / 日立7K1000.D標準寫入效能數據

 

 

 

圖 / ATTO讀寫效能測試

 

 

 

圖 / CrystalDiskMark讀寫效能測試
 

 

 

規格

 

型號

HDS721010DLE630

介面

SATA 6Gbps NCQ

快取

32MB

轉速

7200轉/分鐘

單碟容量

1TB

 

 

廠商名稱 日立環球儲存科技股份有限公司
網  址 www.hitachi.com.tw/network/list/hgst_tw/index.html
聯絡電話 威健實業(02)2658-0668
零售價格 NT$3,500

 

 


Seagate Barracuda 7200.12 1TB 3.5吋硬碟


 

 

 

圖 / 希捷Barracuda 7200.12標準讀取效能數據

 

 

 

圖 / 希捷Barracuda 7200.12標準寫入效能數據

 

 

 

圖 / ATTO讀寫效能測試

 

 

 

圖 / CrystalDiskMark讀寫效能測試

 

 

 

規格

 

型號

ST31000528AS

介面

SATA 3Gbps NCQ

快取

32MB

轉速

7200轉/分鐘

單碟容量

500GB

 

 

廠商名稱 台灣希捷科技股份有限公司
網  址 http://www.seagate.com/www/zh-tw
聯絡電話 聯強(02)2508-0055 亞銳士(02)2345-6622
零售價格 NT$3,050
 

 

 

Seagate Barracuda 1TB 3.5吋硬碟

 

 

 

 

 

圖 / 希捷Barracuda標準讀取效能數據

 

 

 

圖 / 希捷Barracuda標準寫入效能數據

 

 

 

圖 / ATTO讀寫效能測試

 

 

 

圖 / CrystalDiskMark讀寫效能測試

 

 

 

規格

 

型號

ST1000DM003

介面

SATA 6Gbps NCQ

快取

64MB

轉速

7200轉/分鐘

單碟容量

1TB

 

 

廠商名稱 台灣希捷科技股份有限公司
網  址 http://www.seagate.com/www/zh-tw
聯絡電話 聯強(02)2508-0055 亞銳士(02)2345-6622
零售價格 NT$3,250
 

 

 

WD Caviar Blue 1TB 3.5吋硬碟

 

 

 

圖 / WD Caviar Blue標準讀取效能數據

 

 

 

圖 / WD Caviar Blue標準寫入效能數據

 

 

 

圖 / ATTO讀寫效能測試

 

 

 

圖 / CrystalDiskMark讀寫效能測試

 

 

 

規格

 

型號

WD10EALX-009BA0

介面

SATA 6Gbps NCQ

快取

32MB

轉速

7200轉/分鐘

單碟容量

500GB

 

 

廠商名稱 台灣威騰電子股份有限公司
網  址 www.wdc.com
聯絡電話 捷元(02)2795-6677 聯強(02)2508-0055
零售價格 NT$3,300
 

 

 

WD Caviar Black 1TB 3.5吋硬碟

 

 

 

圖 / WD Caviar Black標準讀取效能數據

 

 

 

圖 / WD Caviar Black標準寫入效能數據

 

 

 

圖 / ATTO讀寫效能測試

 

 

 

圖 / CrystalDiskMark讀寫效能測試

 

 

 

規格

 

型號

WD1002FAEX-00Y9A0

介面

SATA 6Gbps NCQ

快取

64MB

轉速

7200轉/分鐘

單碟容量

500GB

 

 

廠商名稱 台灣威騰電子股份有限公司
網  址 www.wdc.com
聯絡電話 捷元(02)2795-6677 聯強(02)2508-0055
零售價格 NT$3,950
 

 


■ 測試平臺&軟體

硬碟速度與主機板所採用的晶片組影響至關重大。筆者本次採用Intel Z68晶片組平臺測試,原生支援SATA 6Gbps,對於實測數據會有較佳的表現。若玩家要組建Intel Sandy Bridge平臺,則要特別注意H61晶片組「原生」並不支援SATA 6Gbps,若技術規格標明搭載SATA 6Gbps傳輸能力,多是透過第三方晶片的輔助,效能數據上也會有些許的落差,選購時不可不慎!

在測試軟體部份,以ATTO Disk Benchmark、CrystalDiskMark、HD Tune、PCMark 7等指標性效能軟體反覆測試,讀者自可由實驗數據細細體會。

 

 

電腦DIY測試平台

處理器

Intel Core i7-2600K @3.4GHz

主機板

ASUS P8Z68-M PRO

顯示卡

Intel HD 3000

記憶體

Kingston DDR3-1333 4GB ×2

系統硬碟

Plextor M2P 128GB

作業系統

Windows 7 Ultimate 64bit SP1

電源供應器

Corsair VX550‎

 

 

 

 圖 / Seagate Barracude在PCMark7儲存測試項目中拔得頭籌。

 

 

 

■ 測試結果︰希捷Barracude技壓群雄

我們由這次的測試,可以發現在PCMark 7測試中,Seagate Barracude領先多數選手約一成以上的分數,其他選手分數則相距不大。另一方面,我們由前三頁其他軟體測試中,可以發現Seagate Barracude在讀寫方面,表現可謂冠絕群倫,就算是第二名選手Hitachi 7k1000.D也是有不小的落後差距。不難推敲,Seagate Barracude與Hitachi 7k1000.D受惠於單碟1TB製程優勢,因此連續傳輸率優異、噪音較低;同時碟片數減少,因此本體厚度甚薄、重量減輕、耗電量降低、發熱量更少。對於常保機殼內部涼爽不啻為一大助力,尤為HTPC、ITX小巧平臺之福音。

另一方面,筆者要特別提醒玩家,Seagate近期重整桌上型產品線,刪去以低耗能為訴求的Barracuda Green,將Barracude 7200.12逐步退出市場,並使Barracuda系列命名單一化,同時規劃日後發佈的Barracuda XT為固態混合式硬碟,藉此讓產品定位更加清晰,消費者更加明瞭、不再困惑。

縱觀而論,Seagate Barracude結合「輕薄」、「省電」、「高效能」三大特性於一身,同時在所有測試項目中皆獲得壓倒性的勝利;另一方面,筆者實地至賣場訪價驚奇發現,希捷Barracude在價位上也特別實惠,性價比堪稱無與倫比,筆者在此特別推薦給行家們採購、選用。

 

圖 / 由CrystalDiskMark數據可明顯發現,希捷Barrcude在讀寫方面技壓群雄,表現傑出。
 

 

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