對於硬碟世界總是懵懵懂懂,到底該怎麼做才是最好?
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常見問題

什麼是混合硬碟?

在2010年,Seagate率先推出第一台結合了固態儲存技術與傳統硬碟機技術的創新儲存裝置,這種裝置亦即所謂的固態混合硬碟機(Solid State Hybrid Disk,簡稱SSHD)。它就好比油電混合車結合了兩種以上的能量來驅動車輛,相較於傳統內燃機汽車和純電動車,油電混合車擁有更佳的燃油效率、加速表現和實用性,同時也兼顧了環保的特性與成本效益。

傳統型硬碟誕生於1956年,雖然過去數十年來,它一直是所有桌上型和筆記型電腦必備的元件,但隨著科技的演進,現今電腦已採用每秒能進行數百萬次複雜運算的先進微型處理器,因此,電腦的速度始終會受到儲存設備的限制。為了解決這個問題,以快閃記憶體做為電腦儲存裝置的固態硬碟(Solid State Disk,簡稱SSD)應運而生。由於SSD和使用旋轉碟片以及移動元件做為尋找、讀取與寫入數位資料的傳統硬碟機不同,SSD不使用移動元件,能夠快速有效地為電腦微型處理器提供資料。但是,和傳統硬碟相較,SSD可說是以金錢來換取時間,高貴的成本限制,讓它們難以應用在大多數系統中,這也就是它們主要都應用在高效能電腦上的原因。大多數使用者在電腦上安裝SSD時,都是將它當作系統硬碟,另外還需以傳統硬碟做為儲存資料之用,才能兼顧成本與效能。如此一來,卻也衍生出一些缺點,例如:耗電量提高、管理兩台硬碟需要專業技術與時間,同時,也並非每一台電腦都有足夠的空間可以容納兩台以上的硬碟。

事實上,您需要的是能提供傳統硬碟機容量與價格模式,同時具備SSD效能的儲存技術。希捷的混合硬碟技術正是將少量(且價格十分經濟)的NAND快閃記憶體與傳統硬碟核心技術加以融合,創造優異的複合優勢,包括:大容量、接近SSD的速度與效能,而且只比傳統硬碟機多一點點的價格。

除了創新的混合硬碟技術,希捷混合硬碟速度得以逼近SSD的秘密更在於它能追蹤常用資料。這項名為 Adaptive Memory的技術能有效判別使用者最常使用的應用程式和資料,並將其儲存在NAND快閃記憶體中。這樣一來,即可大幅提升開機時間、應用程式載入時間及整體系統的回應能力,根據測試,其速度是 7,200 rpm傳統硬碟機的五倍之多,成效十分驚人。希捷火梭魚2.5吋硬碟均採用此種創新的混合硬碟,配備大容量8GB NAND快閃記憶體,並內建Adaptive Memory技術,在7mm高的超薄裝置中,也能擁有一方天地。

什麼是工作負載?

一般人在選購硬碟時,都是以容量、轉速、快取記憶體大小來選擇,很少人瞭解「工作負載」對於選擇硬碟的重要性。從希捷的專業角度來看,硬碟機的可靠性大幅取決於運作條件,也就是說,即使是兩台一模一樣的硬碟機,若其中一台的使用時間大於另一台好幾倍,相對的,累積故障的機率也會增加數倍。

「工作負載」是一個工程術語,用來定義硬碟機在正常運作下所承受的工作量壓力,計算單位為每年寫入的資料量。經過多年的研究與實驗,希捷工程師瞭解到工作負載對硬碟機穩定性的巨大影響,因此在設計每一款硬碟機時,都會有個定義為工作負載率限制 (workload rate limit,簡稱 WRL) 的安全工作量臨界值,只要工作負載不超過 WRL,工作量壓力對產品本身的穩定性影響就微乎其微,甚至沒有影響。

什麼是多層快取技術?

每一種應用程式都有它獨特的工作負載特性,舉例來說,數位錄影機 (DVR) 應用程式的工作負載是大型的區塊循序寫入,而電腦遊戲的工作負載通常是遊戲中爆增的讀取動作。就儲存媒體而言,每一種媒體也有其獨一無二的工作負載特性,例如,快閃記憶體由於能夠快速寫回,因此非常適合用來快取小型區塊的工作負載;而疊瓦式磁記錄 (SMR) 則適合用於大型區塊的循序寫入。

多層快取技術(Multi-tier Caching)的智慧型快取演算法能夠根據不同的工作負載特性,例如:寫入的密集度、讀取的密集度、區塊大小和延遲需求,以最適合的儲存媒體來傳輸與儲存資料,尤其能提升隨機寫入方面的效能。新梭魚全系列產品均搭載多層快取技術,因此大幅了提升硬碟的讀寫速度。

希捷新梭魚 Pro 硬碟是專為高效能個人電腦及專業影音儲存所設計,它提供了業界同級產品中最高的工作負載率限制--每年可寫入300TB,是他牌所望塵莫及的,當您在選擇硬碟時,別忘了將「工作負載」列入考量。

什麼是 AgileArray 聰敏陣列技術?

AgileArray 聰敏陣列技術可說是希捷那嘶狼硬碟的靈魂,這是一種專為處理NAS系統的工作負載所設計的獨家技術,它的主要功能是在多硬碟系統中,提供雙平衡馬達、RAID最佳化、以及進階電源管理等。

AgileArray聰敏陣列技術可確保硬碟機在RAID環境中持續運作。舉例來說,在一般的NAS應用環境中,當發生錯誤時,硬碟可能需要花數秒鐘的時間來復原資料,在這數秒的時間內,RAID 就會將該硬碟機視為不在陣列當中,並啟動整台硬碟機的重建作業,如此將耗費許多時間。但若有了AgileArray聰敏陣列技術,它的錯誤復原控制功能會通知RAID該硬碟機需要重建某個特定資料,因此就不需要重建整台硬碟機,進而提升效能與穩定性。

此外,由於NAS環境的要求嚴苛,AgileArray聰敏陣列技術中的進階電源管理功能可確保硬碟機處於適當的休眠或待機模式,以發揮最大的省電效益、縮短資料存取時間、並提升整體可靠性與效能。

什麼是ImagePerfect完美影像技術?

ImagePerfect完美影像提術是希捷獨家研發的影像串流管理技術,是專為監控儲存量身訂作的韌體技術,它能在7天24小時全年無休運作的安全監控環境下,執行流暢清晰的影像串流,將遺漏畫格與停機時間減至最少,希捷監控鷹系列硬碟均內建ImagePerfect完美影像技術,因此可確保影像更完整。

什麼是疊瓦式磁記錄 (SMR)?

現代人愈來愈講求行動化,人們用來建立與使用資料的各種裝置數量也日漸增加,這種趨勢持續帶動大容量儲存的需求。而在2007年時,希捷就已推出全球首款可垂直磁性記錄的硬碟機,這項技術讓我們在梭魚 (Barracuda) 系列硬碟的單碟(一張碟片)容量達到250GB,五年後,同樣由希捷引進的技術已可達單碟1TB,實現了最高的已知磁錄密度 (或每英吋磁軌數,Track Per Inch)。然而,如今最普遍的垂直寫入技術雖然非常穩定和快速,卻已面臨其物理極限,面對數位資料建立與使用的暴增趨勢,該如何持續增加磁錄密度,以滿足消費者對儲存容量居高不下的需求呢?

為了解決垂直寫入記錄時,磁軌間距會隨著磁頭的讀取器和寫入器大小而縮小的問題,希捷研發出「疊瓦式磁記錄(Shingled Magnetic Recording,簡稱SMR)」,它能夠拉近磁軌間距,達到更高的磁錄密度。若磁軌有如彼此交疊的屋瓦般,即可在相同空間中寫入更多資料。當新資料寫入時,硬碟機磁軌會縮小或疊起。由於硬碟機磁頭的讀取器比寫入器小,因此仍可讀取收縮磁軌上的所有資料,而不會影響資料的完整性或可靠性。再者,傳統讀取器和寫入器都適用SMR。因此,產品中不需要重新投入生產資本,即可運用SMR技術來確保成本效益。

利用疊瓦式磁記錄,就能最大化單碟的每英吋磁軌數,進而提升25% 以上的容量,不僅讓希捷創下全新的磁錄密度標準,也能善用現有的硬碟機架構,是目前最具成本效益的技術。

什麼是 RV Sensor 旋轉震動感應技術?

對於多硬碟機系統(尤其是配備5台以上硬碟機的系統)來說,旋轉震動效應(Rotational Vibration effect) 對效能的影響極大,但一般使用者很容易忽略這一點。那麼,為什麼會產生旋轉震動呢?什麼又是旋轉震動感應技術?旋轉震動的來源有以下幾種:

1. 硬碟機本身
硬碟機在運轉時,它的主軸馬達(Spindle Motor)以5,400到15,000rpm高速旋轉,磁頭驅動臂會在磁碟片表面上方,內外圈快速尋軌(seeking),這意味硬碟在運轉的過程中就會產生旋轉震動。硬碟機越多台,其加乘效應就越大。

2. 機殼及散熱風扇
機殼(尤其是機架型機箱)的設計及散熱風扇的轉速,也都是產生旋轉震動的主要來源。

3. 外來的震動源
來自系統外部的震動。因此,如何選擇機架安裝的地點,遠離諸如冷氣空調、軌道車輛(捷運、火車、高鐵等),也很重要。

希捷那嘶狼硬碟內建旋轉震動感應技術(4TB 以上),它能夠感應外在的震動幅度,調整硬碟內的讀寫頭與磁碟片表面的間隙,將震動減至最低,因此就能降低讀寫頭損害硬碟的風險,並改善效能與穩定性。我們建議,機架型(rack mount) 機箱及超過5台硬碟機的桌上型機箱,務必選擇內建旋轉震動感應技術的機型,以避免旋轉震動效應影響整個系統的效能。

什麼是「鍛造一體成型氦氣碟」?

一直以來,硬碟都是採用空氣作為填充內部的介質,因此,一般硬碟的內部並非密封,通常我們可以在硬碟上蓋看到小小的透氣孔,這樣的設計已經行之有年。當硬碟啟動、碟片高速旋轉,所產生的上升浮力便可讓磁頭以小於髮絲的距離飛行在碟片上方。然而,隨著磁錄密度不斷提升,在3.5吋硬碟機中,容納的碟片與磁頭也越來越多,如此一來,原本稀鬆平常的空氣所產生的擾動與風阻,對散熱效率的影響也隨之加劇,此外,也會加重對主軸馬達的負擔,需要耗費較多的驅動電力,因而讓硬碟容量的提升出現瓶頸。

為了解決這些問題,以便在有限的空間內容納更多的碟片與磁頭,以進一步提高容量,科學家開始考慮使用密度較空氣小、重量較空氣輕的其他氣體來填充硬碟。氦氣(helium)是一種無色無味無毒的氣體,密度只有空氣的1/7,它能夠減少碟片與讀寫磁頭之間的氣動阻力、降低主軸馬達的耗電量,同時,氦氣較空氣擁有更高的導熱係數,能夠有效地傳導硬碟在操作期間所產生的熱能。事實上,在1960年代,康大電腦 (Control Data) 就已製造出填充氦氣的滾輪,只不過在當時,還無法克服量產和氦氣洩漏的問題。雖然在提升硬碟容量方面,填充氦氣已是可行的做法,但氦氣的分子極小,若硬碟封裝外殼的氣密性不足,一旦氦氣洩漏,碟片就會產生故障,進而導致資料毀損的嚴重結果。

身為全球硬碟主要廠商的希捷,雖然不是第一家推出氦氣封裝硬碟的廠商,但我們為了使硬碟密封結構的耐久性更佳,數十年來不斷投入研發,目前已擁有超過三百項相關專利。舉例來說,相較於其他品牌的氦氣碟是以「壓鑄」方式來製造鋁合金外殼,由於加工方式與材料因素,內壁之間容易產生氣泡、孔洞,假以時日,氦氣就可能透過這些肉眼看不見的微小氣孔洩漏;而希捷採用的是成本較高、製程更複雜的「一體成型鍛造」技術來製造外殼,由於整體密度相同,因此不會產生氣孔或裂隙,此外,全鋁鍛造製造的硬碟重量也比傳統金屬壓鑄來得輕,相較於一般大容量硬碟,重量約少了20%左右。在上蓋部份,希捷使用連續波雷射方式焊接,這種焊接方式更加可靠,能夠完全密封且更不易損壞。此外,希捷在氦氣碟內部還建置了高準確性的數位微機電偵測器,它能夠測量硬碟內的相對濕度、氦氣壓力及溫度,進一步確保硬碟可靠耐用。這些「眉眉角角」,正是氦氣封裝硬碟的關鍵技術,也是競爭對手難以超越的。

在希捷全新守護者系列硬碟中,所有高容量10TB硬碟均採用此種一體成型鍛造氦氣碟,受惠於氦氣阻力比空氣低的特性,在10TB硬碟內可容納7張碟片、14 顆磁頭,擁有更輕、更快、更省電、更安靜、散熱更少等諸多優點。在大規模的部署環境中,每一台硬碟減少2--3W的耗電量、減輕130g的重量及更佳的散熱率,都將產生顯著的效益。

不同的應用環境要怎麼選擇硬碟?
為了達到最佳的使用體驗,在選購硬碟時,您應考慮硬碟的工作負載能力、轉速、暫存記憶體大小和硬碟尺寸等規格。希捷建議您不同的應用環境要用對硬碟: