HDD的21年：10萬倍容量增長，速度提升只有182倍

LEOZ

　　HDD機械硬碟的歷史有很長時間了，從50年代IBM推出溫氏硬碟以來基本的架構就沒變化過，早期的HDD機械硬碟不僅容量小而且售價高昂，大多數時間都是用在工業領域，進入民用領域不過20年左右的時間。

　　Tomshardware德國站最近懷舊了一次，分析了一下21年來HDD硬碟的發展，他們列舉的例子是1991年Maxtor推出的7040A系列HDD，3.5英吋，容量40MB，3碟裝，轉速3500RPM，其中最高級的型號有130MB容量，快取容量則在32KB到64KB之間

Maxtor的古董硬碟

　　以今天的眼光來看，21年前的HDD硬碟實在是弱爆了，40MB的容量還沒有如今的快取容量高，使用的還是IDE介面，速度更是區區600-700KB/s，只相當於4x的CD-ROM，平均讀寫時間有27ms之多。就算是這樣，在那個年代這款硬碟賣價都高達幾百歐元呢。
　　畫面再回到2012年，Maxtor早已被希捷拿下，西數不久前還發布了4TB容量的桌面版黑碟系列，4TB容量，7200RPM轉速，64MB快取，SATA 6Gbps介面，平均讀寫速度達到了128MB/s，售價在300歐元左右，不過單位容量價格與1991年相比下降了太多了。

21年HDD硬碟今非昔比
　　從1991年到2012年的21年間，HDD硬碟容量從40MB提高到4TB，提升了10萬倍，而速度從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話，那麼今天的HDD硬碟速度可以達到70GB/s，這已經遠遠高於現有SSD的性能了，當然這只不過是YY，實際上是不可能的，TH又接着分析了為什麼HDD的容量跟性能不能同步提升。

　　這個還要從儲存容量和儲存速度的不同說起。容量方面，一切看起來都很OK，新的儲存技術比如垂直記錄之類的方式都可以提高儲存密度。由於儲存例子是二維的，因此儲存密度提升並不會使得(磁軌)越來越窄，而且可以支援更多的尋道，只不過是尋道方向會更短，提高了數據傳輸速度。
　　另外，HDD每次只能讀取一個磁軌，而儲存密度的提高使得磁軌數越來越多，因此速度提升並不成比例。
　　總體來看，數據傳輸速度的增長要比儲存密度的提升要慢得多，以上面的圖表為例，儲存密度是4倍增加，而數據傳輸速度提升的可能只有2倍，積累多了差距也拉得越來越大。
　　為了彌補這個差距，我們需要提升尋道速度、減少尋道時間，現實中能做的就是提高HDD馬達轉速，不過15000RPM在SCSI中已經是最高速度了，而且碟片直徑只有2.5英吋，因為轉速提高的代價太大了。
　　TH說了這麼多，其實總結起來就是HDD提高讀取速度之路已經陷入死衚衕，最直接的方式就是提高轉速，但是提升轉速的代價實在太大了，噪音、功耗都是非常大的問題。
　　TH對本文的結語是“請等待”，不過以HDD現有的技術發展來看，容量提升還會有前途，但是速度提升暫時是沒好方法了，即便是讀寫速度上來了，隨機性能依然是硬傷，這方面的改變是一時半會改不了的。