内忧外患知天命：2006年硬盘技术综述

缓存：找闪存做帮手？

加大缓存容量是提高硬盘性能的另一种方法，不过多年的主角SDRAM也有受到闪存压制的危险。

SDRAM在硬盘中扮演Cache（高速缓存）的角色，其用量通常随着接口带宽、硬盘内部传输能力及容量的提高而增长，不过三者的影响力依次减弱。较高的接口带宽需要更大容量的缓存，硬盘容量上升到一定阶段也要在Cache上有所反映，但硬盘的内部传输能力往往成为瓶颈。

目前1.8英寸和2.5英寸硬盘配备的缓存容量均为8MB。东芝早期的5400RPM硬盘具有容量高达16MB的缓存，不过体现在性能上与其他厂商后来采用的8MB相差不大。现在日立和希捷的7200RPM产品都延续了8MB缓存，东芝放弃16MB也就在情理之中了。不过，将于2007年上半年供货的希捷Momentus 7200.2为160GB的顶级容量配置了16MB缓存，而计划同期推出的日立200GB的7200RPM硬盘则尚未透露缓存状况。

会有多少产品跟进16MB缓存还很难说，因为混装闪存硬盘的出现可能会限制SDRAM容量的增长。由于具有非易失性，闪存的容量可以不受硬盘内部传输能力的限制。不过，引入闪存也使硬盘PCB上的芯片增加了一枚，2.5英寸硬盘的PCB还可以容纳，1.8英寸硬盘就比较悬了——当然，这并非是否混装闪存的决定性因素。

在闪存到来之前，2.5英寸硬盘的PCB上通常有三枚芯片——SDRAM、马达控制器（主轴马达和VCM）以及将读通道、接口控制器与硬盘控制器集成在一起的SoC（system-on-a-chip，片上系统），整合度已经相当高了。如果SoC再把SDRAM也集成进来，加上闪存还是三枚芯片。不过，从WinHEC 2006上三星展示的ReadyDrive样品来看，SDRAM芯片仍然是独立的，四枚芯片在PCB上并不显得拥挤。

三星展示的ReadyDrive样品在PCB上集成2Gb（256MB）OneNAND闪存芯片

尽管Agere（杰尔）和ST（意法半导体）等硬盘驱动器IC供应商都已有了集成SDRAM的SoC方案，但硬盘厂商并不急于转向这样的设计。如果希捷的Momentus 5400 PSD采用了集成SDRAM的SoC，也不用大惊小怪，因为该公司从Barracuda 7200.9就开始实践了……

希捷内部曾经有人认为，集成SDRAM可以将硬盘的整体效能提升25%，不过到目前为止，没有任何用户端的测试结果能够支撑上述观点。Barracuda 7200.9和7200.10都有集成与不集成SDRAM的两个版本，PCB的形状和尺寸没有区别，集成的主要好处是降低了采购成本，提高了产品良率（于未来还可以简化走线设计）。采用集成缓存SoC设计的硬盘的PCB上找不到SDRAM芯片，显得更加简洁——但不要被日立迷惑，目前的Deskstar只是将SDRAM芯片放在PCB的另一面而已。

Barracuda 7200.10的SoC集成了16MB缓存

谈到桌面产品，2004年推出的MaXLine Ⅲ是第一款配备16MB缓存的3.5英寸SATA硬盘，而接口速度仍为1.5Gb/s，一度让人猜测3.0Gb/s的产品有采用32MB缓存的可能。现在3.0Gb/s已经成为主流，16MB也随之扩散到各家厂商的顶级产品中，却并未被超越，倒是增加了8MB的中端配置，以填补与低端的2MB之间巨大的空白。8MB缓存现在已成为2006年出品的硬盘的主流配置，而2MB缓存在新产品中只有少数低端产品才配备，市售产品中配备2MB缓存的多数是以前推出的老型号。

我们知道，加大缓存容量对随机访问没有什么帮助，纵然SATA引入了NCQ（本机命令排队）功能，在目前的IA架构和操作系统环境下，有4MB缓存也足矣。大容量缓存的作用主要体现在持续传输时的预读和延迟写入，以及更好地利用高带宽的接口。3.0Gb/s配32MB缓存并不算过分，但3.5英寸SATA硬盘的内部传输能力还不够强——除非10000RPM的Raptor挑战一下，否则16MB缓存很可能在2007年延续其统治地位。

当然，（7200RPM）3.5英寸SATA硬盘的内部传输能力强不强，也要看跟谁比。至少，现在的NAND型闪存还不是对手，如果混装（Hybrid）在一起的话反而会降低3.5英寸SATA硬盘的性能，再说台式机又不靠电池供电。不过，闪存的可怕之处在于其速度提高较快，三五年以后出现配备数GB闪存的3.5英寸硬盘的可能性不是没有。

SDRAM为第一线，闪存居第二线，硬盘（磁头/盘片）退到第三线，这种三级存储架构的确有望在硬盘驱动器内部成为现实，不过对2007年来说还是遥远了些。