企业SAS对决SSD 15000转超强硬盘首测

    走过了硬盘技术发展迅速的2008年，我们看到了单碟容量的突飞猛进。可进入2009年后，许是受经济危机的影响，许是机械硬盘的发展速度似乎放缓了。一直众所期盼的2TB硬盘直到最近才在媒体上溜达了一圈。

    作为电脑上少有的不以性能论英雄的部件——硬盘，一直扮演着又爱又恨的角色。近几年，相比电脑中其它配件的飞速升级，硬盘一直拖系统性能的后腿。但硬盘也有惹人偏爱的地方，容量。在信息爆炸的年代，谁没有几TB的数据需要贮藏呢？所以虽然性能不济，但好歹有容量撑腰，不像软驱那样被历史所淘汰！

    有需求就会有发展，研发工程师通过寻找新的存储介质，克服存储产品性能劣势（机械架构），那就是SSD。一时间，硬盘即将被取代的言论四起，不少人都希望SSD能够尽快降下身价，进而取代硬盘。那么，传统机械架构的硬盘，真的在性能上弱不禁风吗？今天，我们将为大家作出答案，使用地表上最强的机械硬盘对比SSD来释疑！

    ● 此次评测之目的：

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    往日经典文章回顾：

    不同于常见的SATA硬盘，SAS（Serial Attached SCSI）硬盘天生就是为企业级用户设计的。要说SAS与SATA的关系，可以这样概述，对IT产品来讲，一般都是首先设计生产适应当时生产制造水平的优异产品，未来根据产品自身特点，对产品进行阉割，进而较易生产出定位全面的产品。像Intel的CPU，通过缓存进行区分定位，NVIDIA的GPU，通过流处理器数量划分不同等级。SAS与SATA的关系也类似，当年存储设备从并行接口转变至对数据传输更为有利的串行接口，SAS就此诞生，而去除了一些民用不必要的特性后，就是我们常见的SATA。

最新的SATA 6Gb/s，也是SAS衍生物

    由于同源性的特性，SAS接口可以向下兼容SATA。具体来讲，兼容性主要体现在物理层和协议层。在物理层，SAS接口和SATA接口完全兼容，SATA硬盘可以直接使用在SAS环境中，从接口标准上而言，SATA是SAS的一个子标准，因此SAS控制器可以直接操控SATA硬盘，但SAS硬盘却不能直接使用在SATA的环境中，因为SATA控制器并不能对SAS硬盘进行处理；在协议层，SAS由3种类型协议组成，根据连接的不同设备使用相应的协议进行数据传输。其中串行SCSI协议（SSP）用于传输SCSI命令；SCSI管理协议（SMP）用于对连接设备的维护和管理；SATA通道协议（STP）用于SAS和SATA之间数据的传输。因此在这3种协议的配合下，SAS可以对SATA无缝结合，反之，SATA却不能结合SAS。

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    昂贵的SAS受到企业级用户的青睐，必然有其无可比拟的优势，首先，在磁盘性能上SAS具有强大的性能优势。主要得益于强大SCSI指令集（包括SCSI指令队列）、双核处理器（对比SATA使用的单核处理器，即使有SATA硬盘使用双核处理器，性能也相差甚远），以及对硬件顺序流处理的支持。 SAS硬盘支持双向全双工模式，为同时发生的读写操作提供了两路活动通道。相比之下，SATA只能提供单通道和半双工模式，无疑弱了不少。

    双端口接口提供两个分开的SAS端口用于数据传输，实现了更高的性能和可靠性。这些端口为控制卡提供了分别的冗余链路，即大家耳熟能详的“双通道故障切换”。硬盘上的两个端口通过不同电缆，分别连接到控制卡上的不同端口。当两条连接都启用时，SAS磁盘控制器能够通过这种双通道配置为高流量存储环境提升性能。如果一条电缆或一条连接出现故障，控制卡能够立即切换到另一条连接，并保持对SAS硬盘的存取。

    安全性上，SAS除了提供出色的性能，更能满足用户复杂的数据完整性与数据保护要求。SAS所采用的I/O ErrorDetection（IOEDC）技术可同时校验数据内容和位置，而相比之下，SATA只能校验内容。同样， SAS I/O ErrorCorrection（IOECC）能够纠正读和写操作中的数据错误，而SATA只能在写操作时完成此项工作。

    在我们的印象中，高性能硬盘都是3.5吋的产品，但事实真是如此吗？

来之不易的希捷和发烧友提供的评测盘

    得益于SAS带来的磁盘控制器体积缩小。硬盘可以较原来做的更小，与2.5吋移动型硬盘为了"瘦身"而不惜牺牲性能的做法相反，2.5吋企业级硬盘恰恰是从改善性能的角度出发才决定"减肥"的！

    为什么这么说呢？从"硬盘功耗正比于转速的2.8次方、盘片直径的4.6次方"的古老定律不难看出，盘片直径对硬盘功耗的影响比主轴转速要显著得多，因此只需稍稍缩减盘片尺寸即可抵消转速从7200RPM上升到10000RPM的带来的功耗增长，进而减少发热。

不同于我们常见的SATA接口

    盘片面积减少，虽然在硬盘容量上有损失，但磁头的行程将由此显著缩短。即使寻道机构的动作速率没有提高，15000RPM硬盘的寻道时间也得到改善，更小尺寸的盘片对提高IOPS性能也做出了巨大的贡献。所以从产品角度看，使用2.5吋硬盘是性能和功耗的双丰收。

   笔者的最爱，来自于adaptec的 SAS 5805，堪称地表上最强的刀版SAS卡，具体规格为磁盘处理器INTEL IOP 1.2GHz双核、512MB DDR2缓存。

    通过前文的介绍大家可以了解到，此次我们使用目前地表上最强的机械硬盘对比SSD，所以我们征用了Adaptec 5805和希捷Savvio 15K.2以及目前占据绝大市场份额的J-micron方案SSD。

    硬件方面，为了不让系统中其它配件成为影响硬盘发挥性能的瓶颈，所有配件均使用最强的产品，以检测SAS硬盘与SSD的真实性能区别。

PCPOP.COM评测室

优异硬件系统配置

处理器

Intel i7 extreme 965 四核心, OC 4GHz(200×20),

L2=2MB L3=8MB

主板

ASUS Rampage II Extreme, Chipset: Intel X58

显卡

 NVIDIA 9600GT

Thermalright HR-03GT

内存

CORSAIR Dominator TR3X6G1866C9DF

6x2G DDR3-1866(8-8-8-19 1T)

磁盘控制器

Adaptec SAS 5805 系统盘

Intel ICH10R

声卡

ASUS HDAV1.3 dexlue

存储

希捷 Savvio 15K.2 146G 16M SAS6Gb/s

通用方案 JM602 64G 无缓存 SATA300

电源

七盟 FANLESS  ST-600EAZ 600W

海盗船 Corsair HW1000W

显示器

DELL 3007 WFP-HC

软件系统配置

  操作系统

Windows Server 2008 Datecenter 64Bit SP2

  DirectX

10.1

  驱动程序

Adaptec drivers 5.2.0.16343

Adaptec Storage Manager 6.1

Intel Matrix Storage Manager 8.6.0.1007Intel Chipset Device Software 9.1.0.1007

NVIDIA Forceware 181.82

    测试中，使用Intel至尊版I7 965并超频至4G，12GB海盗船统治者内存同步到1866MHz，主板采用基于X58芯片组制造的华硕Rampage II extreme，测试SAS硬盘与SSD的性能差距！

    在此，因为SAS并未我们常见的产品，所以在评测产品上，笔者感谢speedtime和北天致远科技对我们的大力支持。

    HD TACH是一款专门针对硬盘底层性能的测试软件。它主要通过分段拷贝不同容量的数据到硬盘进行测试，可以测试硬盘的连续数据传输率、随机存取时间、突发数据传输率及CPU占用率。

关闭SAS卡缓存

开启SAS卡缓存

    笔者首先测试经典的HD TACH，存储密度的提高，和平均传输率呈正比关系，反应到性能上，5000BEVT的平均传输率达到了惊人的68.5MB/s。受限于5400RPM的转速，存取时间不可能很快，不过对于这个转速的硬盘来说，16.5ms还是在可接受范围内。

    通过上表可以直观的看到：在传输率比拼上，与动辄百MB/s的SSD相比，Savvio 15K.2丝毫不落下风，虽然单碟容量仅为73GB，但凭15000RPM的转速，传输率达到了惊人地143MB，RAID 0后性能更甚接近于300MB/s。实际测试图对比中，开启SAS卡缓存后（512MB），性能大幅提升，读取写入速度都超过320MB/s，但公平起见，我们对比了关闭缓存后的成绩。

   HD TUNE是一款小巧易用的硬盘工具软件，其主要功能有硬盘传输速率检测、健康状态检测、温度检测及磁盘表面扫描等。另外，还能检测出硬盘的固件版本、序列号、容量、缓存大小以及当前的Ultra DMA模式等。

    从另一款基准测试软件HD Tune成绩看，平均传输率也高达270MB/s，在RAID模式下CPU占用率为1%。

    通过上表可以直观的看到：SAS硬盘延续了生猛的威力，传输率读取写入都在同一水平上，力压群雄，而SSD因为存储介质的问题，写入与读取相差较大。和Savvio 15K.2不在同一档次。

    新版的HD Tune 3.5中，加入了IOPS的测试。IOPS即I/O per second，即每秒进行读写（I/O）操作的次数，多用于数据库等场合，衡量随机访问的性能。数值越大，则存储的真实反应速度越快。

    从测试结果看，即使是15000RPM下，仍旧不能克服物理环境的影响，与没有存取时间的SSD相比，有一定差距。

    要知道，IOPS对于服务器应用来说，是十分重要的，企业级硬盘比拼性能就是比拼IOPS的性能。IOPS反应到我们的应用上，就是IOPS越高，系统的反应速度越快，在这方面较量上，机械硬盘饮恨而归。

    Futuremark最新一代基准测试软件PCMark Vantage，结合时代应用专为Windows Vista打造，可以模拟目前多数电脑的实际应用测试。PCMark Vantage可以衡量各种类型PC的综合性能。从多媒体家庭娱乐系统到笔记本，从专业工作站到高端游戏平台，无论是在专业人士手中，还是属于普通用户，都能在PCMark Vantage里通过得分了解自己电脑的各组件性能强弱。笔者的测试基于硬盘测试部分。

    PCMark Vantage的磁盘性能测试不同于前面几款理论测试软件，它是尽可能的模拟用户在日常使用中的实际硬盘读写情况，包括vista启动、各种程序启动、文件搜索、大文件打开等等，这些应用没有一样是需要持续读写某一区块的，基本上可以算作是随机读取各种小文件，因此对于硬盘的寻道时间特别敏感。

    根据笔者的经验，PC Mark vantage对存取时间过于敏感，所以在这项对比中，总分上SSD获胜。

    以上的测试基于理论的测试，毕竟对硬盘来说，多数操作都离不开复制粘贴，为了改进先前拷贝高清文件检测硬盘传输速度的方法，此次使用贴近用户使用的测试方法。GHOST安装系统和在硬盘间拷贝6GB零碎文件。

vista的时尚AERO界面让人爱不释手

    对绝大多数人来说，最痛苦的事情莫过于装系统了，而现今最方便最省时的系统安装方法就是GHOST，所以GHOST过程越短，用户煎熬的时间就越短。

    GHOST的过程是镜像拷贝的过程，其间会夹杂大量零碎文件，是一项很好地检测写入速度的测试方法。从先前的测试结果看，但凡涉及写入的测试，SSD都会表现不佳，Savvio 15K.2依旧生猛，RAID 0模式下237.58的速度甚至会让人怀疑这是一颗2.5吋硬盘做出的。

    目前处于高清时代我们，存储高清视频可以说是很平常的操作，为了体现各硬盘的复制粘贴能力，笔者特意选取了由H264压缩的总容量为18GB的高清《失落的城市》作为测试文件。测试方法为硬盘内复制，也就是说硬盘在读取数据的同时还要写入。

失落的城市

    从测试结果看，拷贝过程中，SSD因为存储芯片及磁盘控制器的原因，表现差强人意，但Savvio 15K.2则没有这种烦恼，2分多的时间就可以拷贝完成一部18.1GB的电影，速度为127.59MB/s。

    至此，极限机械硬盘与SSD的对比测试就此结束了，所有的测试成绩进行分析对比后，可以得出以下结论：

    Savvio 15K.2的定位并非民用市场，与SSD对比其实是不正确的，但我们这样做，仅是为了设想下硬盘极限状态下性能（15000RPM）。通过测试，我们发现，现阶段的SSD，某些方面还难以取代机械硬盘作为关键服务器使用。

    对存储产品来说，架构上都是一样的，磁盘主控、存储介质、PCB以及数据接口。其中磁盘主控对性能的影响是十分关键的。SSD与机械硬盘的差异在主要体现在存储介质上。而SAS控制器，对各种数据流均有优化，这点是SATA不可比拟的。可以说硬盘在每个领域都有其特殊的产品，SSD要代替硬盘是不可能的。■

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