如何选购机械硬盘?

  看见有1T的西数蓝盘,还有东芝的贴牌盘,求推荐500G-1T的400元以下的机械硬盘。

  水平有限,如有纰漏还请指正。

  机械硬盘(硬盘/磁盘驱动器,Hard Disk Drive,简称HDD)一般指温彻斯特硬盘,一种由电机、在电机驱动下高速旋转的圆盘(磁碟/磁盘)以及悬浮在磁碟上方的磁头等机构组成的,以磁信号存储信息的一种非易失性存储器。[1]

  磁道:当磁盘旋转时,磁头若保持在一个位置上,则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹,这些圆形轨迹就叫做磁道(Track)。柱面:在有多个盘片构成的盘组中,由不同盘片的面,但处于同一半径圆的多个磁道组成的一个圆柱面(Cylinder)。扇区:磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是硬盘的扇区(Sector)。硬盘的第一个扇区,叫做引导扇区。[1]与软盘驱动器和光盘驱动器不同,机械硬盘的盘片材质为铝合金或玻璃,且无法取出。由于机械硬盘的盘片转速极快(常见消费级机械硬盘的转速在5400rpm到7200rpm之间),磁头与盘片之间的距离极小,机械硬盘对灰尘和震动极其敏感(机械硬盘内部为高度无尘环境,自行拆开盘体会导致硬盘报废)。

  空气硬盘的盘体上设有带过滤措施的气孔,用于平衡硬盘工作时产生的热量导致的内外气压差。而氦气硬盘则为密封设计。与空气相比,氦气密度极低。采用氦气填充可以减少湍流,进一步缩小盘片间距,从而能够封装更多盘片以提高硬盘容量。此外氦气产生的阻力更小,噪音也更小。[1][2]

  容量较大,价格低廉,在断电情况下能长时间保存数据。顺序读写速度较快。随机读写性能很弱,IOPS低,响应时间较长。工作时存在一定噪音,读写时噪音会加剧。对震动敏感,发生跌落碰撞容易损坏。物理外形:按照尺寸可分为2.5英寸和3.5英寸两种。盘体厚度也是一个重要参数。磁碟半径一般与硬盘物理外形尺寸相近(2.5英寸和3.5英寸)。电气标准:主要为SATA接口,企业级机械硬盘还有采用SAS接口的。数据协议:主要有IDE和AHCI两种。前者已被淘汰,但现在的机械硬盘仍可工作在IDE模式下。缓存容量:机械硬盘板载DRAM缓存的大小,多在32MB到256MB之间。一些企业级机械硬盘还配备了NAND闪存作为缓存。单碟容量:单片磁碟的容量,很大程度上决定了机械硬盘的性能。盘片数量:封装的磁碟数,受机械硬盘物理外形限制,通常不超过8片。盘片转速:工作时盘片的旋转速度,通常在5400rpm到7200rpm之间。磁记录技术:按照磁性粒子的方向可分为LMR和PMR两种,按照磁道有无重叠可分为CMR和SMR两种。扇区大小:分为512Byte和4KiB两种。后者被称为高级格式化,是现在的机械硬盘的主流标准。机械硬盘的性能衡量指标有顺序读写速度、随机读写性能和响应时间等。

  顺序读写速度与磁碟半径、单碟容量、盘片转速和读写位置有关。越快越好。顺序读写速度与单碟容量和盘片转速成正相关。磁碟半径越大,读写位置越靠近磁碟外圈,磁头与目标读写位置之间的相对线速度越快,顺序读写速度也就越快。随机读写性能通常用IOPS (Input/output Per Second)表征,即每秒的读写次数。越大越好。响应时间包括寻道时间、旋转延迟时间和传输时间。越小越好。寻道时间指磁头径向移动到目标磁道所需时间,通常取平均值。寻道时间与磁碟半径成正相关。常见消费级机械硬盘的寻道时间一般在10ms数量级。旋转延迟时间指磁碟目标位置旋转到磁头位置所需时间,通常取平均值(即半个旋转周期)。传输时间指完成传输所请求的数据所需要的时间,与前两者相比可忽略不计。[3]机械硬盘的可靠性衡量指标有位错误率、故障率、工作强度(年负载量和可用率)、工作和非工作状态下的耐受温度、冲击加速度和振动加速度等。

  无法纠正的位错误率(Uncorrectable Bit Error Rate (UBER))工作循环次数(Load/Unload cycles)年故障率(Annual Failure Rate (AFR))平均故障间隔时间(Mean Time Between Failures (MTBF))可用率(Availability (hrs/day x days/wk))用户需要关注的参数还有工作电压(2.5英寸机械硬盘需要+5V供电,3.5英寸机械硬盘需要+5V和+12V供电)、工作功耗(分为典型值和空闲功耗)和售后保障(保修时间)等。

  水平磁记录(Longitudinal Magnetic Recording,简称LMR)垂直磁记录(Perpendicular Magnetic Recording,简称PMR)传统磁记录(Conventional Magnetic Recording,简称CMR)叠瓦磁记录(Shingled Magnetic Recording,简称SMR)其中LMR和PMR是对立概念,CMR和SMR是对立概念。

  首先是LMR和PMR,其区别在于磁性粒子的方向,LMR硬盘的磁性粒子方向与磁碟面平行,PMR硬盘的磁性粒子方向与磁碟面垂直。由于PMR能大幅提高磁碟的存储密度,目前PMR硬盘已经完全取代了市面上的LMR硬盘。

  然后是CMR和SMR,其区别在于磁道(Track)有无重叠,CMR硬盘的磁道是完全分离的,SMR硬盘的相邻磁道存在重叠,就像屋顶的瓦片一样。通常磁道的宽度随着磁头上的读取器和写入器的尺寸的缩小而缩减,由于磁头尺寸已经达到物理极限,在没有新的存储技术的情况下,磁碟的存储密度将难以继续提高。在这种情况下,SMR另辟蹊径,采取重叠磁道的方式来提高存储密度。[4]

  虽然SMR有效地提高了磁碟的存储密度,但是由于磁道重叠,在对磁道进行写入操作时,相邻的下一条磁道也会受到影响。因此在对包含有效数据的磁道进行写入时,必须先将数据读出,然后再进行写入,并且对后续磁道进行重写。由于磁头上的读取器的尺寸小于写入器,因此读取操作不会受到相邻磁道的影响。[4]

  因此,SMR硬盘将磁道进行分组,由多条连续磁道组成段(Band)。段是SMR硬盘进行顺序写入的基本单元,对应的逻辑概念是区域(Zone),区域内的数据写入只能以顺序方式进行,而数据读取则可以随机进行。同时,SMR硬盘在磁碟上划分有“传统区”(Conventional Zone),在这些区域内磁道按照CMR方式排列,从而保证随机写入的实现。[5]

  为了更好地为写入提供缓冲,采用SMR技术的硬盘通常会配备更大的DRAM缓存(通常为128MB或256MB,与一个区域的大小相当)。为了减少“脏盘”情况带来的不利影响,SMR硬盘与采用NAND闪存为存储介质的固态硬盘一样引入了TRIM技术。

  对于普通消费者,CMR与SMR的区别在于SMR能提高25%的存储密度(同一代磁碟和相同的磁碟数),即以相近的价格提供多25%的容量。但是SMR硬盘在进行写入时,一旦需要进行数据迁移和垃圾回收,写入速度就会大幅下降。因此SMR硬盘不适合用于写入密集型场景。

  机械硬盘行业门槛较高且已经十分成熟,几大机械硬盘制造商的产品并无太大差距,可以直接按照厂商划分的产品线进行选择。在下文推荐型号部分有详细列出。

  主要机械硬盘制造商:希捷、西部数据(包括曾经的HGST)和东芝。

  对于3.5英寸机械硬盘,由于价格差距并不明显,除非是用于冷数据备份(如归档)等特殊用途,日常使用应尽可能避免选择采用SMR技术的机械硬盘。

  对于2.5英寸机械硬盘,除非选择500GB型号,否则基本只有SMR硬盘可选。

  分情况。企业级机械硬盘主要有两大类,一类是高转速2.5英寸机械硬盘,一类是常规转速3.5英寸机械硬盘。

  高转速2.5英寸企业级机械硬盘:转速达到10krpm或15krpm,大多采用SAS接口。常规转速3.5英寸企业级机械硬盘:转速通常为7200rpm,有SATA接口和SAS接口两类。前者价格昂贵,由于转速较高,噪音也较大。此外家用电脑通常并不支持SAS硬盘,需要额外购买SAS接口的阵列卡或HBA卡。

  与消费级产品相比,企业级机械硬盘的优势主要在于可靠性,例如UBER和可用率。

  无法纠正的位错误率(UBER):消费级机械硬盘通常为1 sector in 10^14 bits,企业级机械硬盘可达1 sector in 10^15 bits。可用率(Availability):消费级机械硬盘通常为8x5,企业级机械硬盘可达24x7。虽然高转速2.5英寸企业级机械硬盘的响应时间较短,但是与消费级机械硬盘仍处于同一数量级。在固态硬盘快速普及的今天,这些企业级机械硬盘甚至在容量/价格比上都没有明显优势。因此对于普通用户,只有价格相对合适的采用SATA接口的常规转速3.5英寸企业级机械硬盘比较值得购买。

  目前哪些品牌/型号的 SSD(固态硬盘)比较值得购买? - 小大熊猫的回答 - 知乎

  以下内容主要针对京东自营上的零售机械硬盘(行货),仅供参考,不排除未来发生变化。

  板载DRAM缓存大小是常用判断依据(通常容量小于4TB且缓存容量大于等于128MB即为SMR硬盘,但也有例外)。

  通常7mm及以下厚度、1TB及以上容量的2.5英寸HDD均为SMR硬盘。过去的2.5英寸CMR硬盘要达到1TB容量需要双碟封装,一般为9.5mm厚度。现在只有少数500GB的笔记本机械硬盘仍为CMR硬盘。而且500GB笔记本机械硬盘性价比较低,与500GB固态硬盘的价格差距有限。

  容量小于4TB缓存大于等于128MB的大概率为SMR硬盘(某些高端家用和企业级硬盘除外)。

  一般不推荐购买西数黑盘(即便是CMR型号),性价比甚至不如企业级机械硬盘。

  希捷:

  BarraCuda酷鱼(家用):仅1TB为CMR硬盘。两年质保。SkyHawk酷鹰(监控):旧款为CMR硬盘。三年质保。IronWolf酷狼(NAS):均为CMR硬盘。三年质保。IronWolf Pro酷狼Pro(NAS):均为CMR硬盘。五年质保。Exos银河(企业级):均为CMR硬盘。五年质保。Archive系列(归档):多为SMR硬盘。注:酷鹰的ST2000VX015(2T新)、ST3000VX009(3T新)、ST4000VX013(4T新)和ST6000VX001可能是SMR硬盘(前三个型号在京东自营被标注为新酷鹰)。西部数据:

  Blue蓝盘(家用):仅1TB、3TB和4TB为CMR硬盘。两年质保。Purple紫盘(监控):均为CMR硬盘。三年质保。Red红盘(NAS):除2TB、3TB、4TB和6TB外为CMR硬盘。三年质保。Red Pro红盘Pro(NAS):均为CMR硬盘。五年质保。Black黑盘(高端家用):均为CMR硬盘。五年质保。Ultrastar系列(企业级):除DC HC620 14TB和15TB外为CMR硬盘。五年质保。东芝:

  P300(家用):(DT01系列)仅1TB、2TB和3TB为CMR硬盘(DT02系列为SMR硬盘)。两年质保。N300(NAS):均为CMR硬盘。两年质保。X300(MD04,高端家用):均为CMR硬盘。两年质保。注:

  东芝P300 1TB HDWD110 = DT01ACA100东芝P300 2TB HDWD120 = DT01ACA200东芝P300 3TB HDWD130 = DT01ACA300东芝X300 4TB HDWE140 = MD04ACA400东芝X300 6TB HDWE160 = MD04ACA600区别在于代理商(和包装)不同,后者在京东自营为供应商售后。

  大容量机械硬盘在淘宝购买性价比更高(请选择正规店铺如品牌代理商)。京东自营机械硬盘容量超过8TB性价比骤减,建议转战淘宝。与5400rpm和5900rpm相比,7200rpm硬盘的噪音会比较大。西部数据紫盘4TB,即WD40EJRX希捷酷狼4TB,即ST4000VN008西部数据Ultrastar DC HC320 8TB,即HUS728T8TALE6L4希捷银河8TB,即ST8000NM000A西部数据Ultrastar DC HC550 16TB,即WUH721816ALE6L4注:后面这几款虽然采用了大容量缓存(HC320和银河8TB为256MB,HC320/HC550还配备了NAND闪存作为缓存),但仍为CMR硬盘。西部数据公布的家用SMR硬盘型号:[6]

  

  相比固态硬盘来说,机械硬盘的优势在于容量大,价格便宜、数据存储安全可靠的优势。

  所以机械硬盘多被用来存储大容量数据,比如视频、电影、游戏等;由于安全性比较高,也非常适合存储比较重要的数据。

  机械硬盘的分为垂直盘(CMR)和叠瓦盘(SMR)

  垂直式硬盘和叠瓦式硬盘的区别:

  垂直式优势主要是擦除数据时不会影响到附近轨道的其他数据,因此安全性相对更高,同时碎片化写入数据时也不会造成硬盘负担过重而大幅掉速,此外因为叠瓦式擦除与覆写数据的操作需要磁头写入两次数据,相对的磁头寿命会因此受到影响。

  叠瓦式硬盘可以实现单碟2T,因此大容量下硬盘的碟片数量可以减少,相对的硬盘整体厚度以及震动发热都可以得到更好的控制,碟片数量的减少也能够一定程度上降低故障率。另外如果作为仓库盘一次性写入数据然后进行读取操作的话,叠瓦盘的使用体验与垂直式差别不大。

  该如何分别?

  垂直式硬盘怎么分辨?

  正常CMR垂直式硬盘,2T以下是64G缓存,2T以上可能是128G缓存,垂直式硬盘擦除数据时写入的磁头比较宽,而读取的磁头比较窄,所以其实写入的时候并不是把这条轨道上所有的地方都用到,不会影响到附近轨道的其他数据,读取的时候只需要读取中间的区域部分即可,所以相对来说安全性还是比较高的。

  叠瓦式硬盘怎么分辨?

  叠瓦式硬盘的全称为“瓦楞式堆叠硬盘”,在购买硬盘时,消费级机械硬盘产品容量在2TB以内的,缓存如果有256MB,基本可以肯定是叠瓦式硬盘。而硬盘到手之后,也可以使用一些硬盘的测试软件对其进行随机读写性能测试,一般性能相对同容量产品差得比较多的话,也应该是叠瓦盘。

  1、为什么有的硬盘是7200转的,有的5400转的,转速不同,他们有什么区别吗?

  转速越快,硬盘的读写速度也就越快,性能越强,适合装游戏,装系统。但相比之下,转速快也意味着硬盘更耗电,噪音也会更大。

  由于大容量的机械硬盘大都被用来存储视频等数据,不会频繁进行读写,对读写速度要求不高,所以你会发现大容量的机械硬盘大都是5400转的低转速。

  2、机械硬盘还分为电脑家用硬盘、NAS专用盘、监控硬盘、企业存储硬盘这几种。

  家用硬盘:是价格最便宜的硬盘,比如西数蓝盘这一类的,这种硬盘价格相对便宜,8T转速可达5640转,适合日常用户使用,为日常计算提供杰出的性能和稳定性。

  西数蓝盘NAS专用硬盘:NAS专用盘则可以满足7*24小时不间断工作,而且由于NAS一般是有多块硬盘,硬盘震动会比较大,所以NAS专用盘会对震动做一些优化,抗震效果更好一些。比如西数红盘硬盘,因为更耐用,所以价格会贵一些。

  西数红盘监控专用硬盘:安防监控硬盘则是专为7*24小时全天候录制视频而设计的,与NAS盘不同的是,监控盘是没有数据纠错机制的,这样可以避免录制监控视频时因为硬盘的数据纠错而导致监控视频中断丢帧的问题,毕竟监控视频丢帧要比少量像素点失真要严重的多。比如西数紫盘就是专为监而生的。

  参考文章:机械硬盘选购指南--从选购经历谈起_机械硬盘怎么选

  参考文章:叠瓦式硬盘和垂直式硬盘怎么区分?_叠瓦盘和垂直盘的区别

  容量:确定你需要的存储容量。机械硬盘的容量通常以千兆字节(GB)或万兆字节(TB)来表示。选择适合你需求的容量,确保有足够的存储空间。转速:机械硬盘的转速以每分钟转数(RPM)表示。常见的转速为5400 RPM、7200 RPM和10000 RPM。较高的转速通常意味着更快的数据读写速度,但也伴随着更高的噪音和发热。根据需求和预算选择合适的转速。缓存大小:硬盘的缓存(缓冲区)用于临时存储访问的数据。较大的缓存通常可以提供更快的数据读写速度。常见的缓存大小为8 MB、16 MB、32 MB和64 MB。选择较大的缓存大小可能会提升性能。接口类型:硬盘连接到计算机的接口类型也是重要的考虑因素。常见的接口类型包括SATA、SAS和IDE。确保硬盘的接口与计算机或主板的接口兼容。数据传输速度:硬盘的数据传输速度可以通过接口的最大传输速率来确定。例如,SATA接口的速度通常以Gb/s(Gigabits per second)表示。更高的传输速度意味着更快的数据传输。声音和振动:关注硬盘的噪音和振动水平,特别是对于需要安静环境或噪音敏感的应用。一些硬盘品牌和型号设计了低噪音和低振动的特点。可靠性和寿命:考虑硬盘的可靠性和寿命。查阅关于硬盘品牌和型号的评论和评级,了解其可靠性和耐用性。长期使用和良好的制造质量通常与更高的可靠性相关。品牌和制造商信誉:选择知名品牌和具有良好信誉的制造商。这些品牌通常有更好的技术支持和售后服务,以及更可靠的产品。成本效益:在考虑以上因素的同时,确定硬盘的成本效益。比较不同品牌和型号的价格,找到性能和价格之间的平衡。保修和售后服务:在选择机械硬盘时,了解硬盘的保修期限和售后服务是至关重要的。检查制造商提供的保修时长,并了解他们的售后服务政策。良好的保修期限和质量的售后服务将确保在硬盘出现问题时得到及时的支持和维修。响应时间:硬盘的响应时间是指访问数据所需的时间。较低的响应时间意味着更快的数据访问速度。选择具有较短响应时间的硬盘可提高系统的响应性能。硬盘类型:除了传统的机械硬盘(HDD),还有混合硬盘(Hybrid Drive)和固态硬盘(SSD)可供选择。混合硬盘结合了机械硬盘和固态硬盘的优势,提供了更快的启动和数据访问速度。固态硬盘具有更快的速度和更高的可靠性,但通常价格更高。耗电量:考虑硬盘的耗电量。较低的耗电量意味着更节能,有助于减少系统能耗和热量产生。长期可靠性:查阅硬盘制造商的规格和评价,了解硬盘的长期可靠性。关注硬盘的故障率和平均无故障时间(MTBF),以选择可靠的硬盘。兼容性:确保硬盘与你的计算机或设备兼容。检查硬盘的尺寸(如2.5英寸或3.5英寸)、接口类型和操作系统兼容性。硬盘密度:硬盘密度指的是硬盘中的数据存储密度。较高的硬盘密度意味着更多的数据可以存储在较小的物理空间中,从而提供更大的容量和更高的性能。品质和稳定性:选择经过认可的硬盘制造商,具有良好的品质和稳定性。可通过查阅评价和用户反馈来评估品质和稳定性。附加功能:某些硬盘可能具有额外的功能和特点,如磁盘缓存、故障检测和纠错技术。根据需求考虑这些附加功能是否有用。售后支持:选择提供良好售后支持的品牌和制造商。确保硬盘有足够的保修期限和可靠的技术支持,以便在需要时获得帮助。参考评价和建议:在购买机械硬盘之前,阅读其他用户和专家的评价和建议。这些评价可以提供关于硬盘性能、可靠性和用户体验的有价值信息,帮助你做出更明智的购买决策。品牌和制造商信誉:选择知名品牌和具有良好信誉的制造商。这些品牌通常具有长期的硬件制造经验和良好的质量控制,提供可靠的硬盘产品和优质的售后服务。

  西部数据(WD) 蓝盘系列 台式机硬盘

  西数蓝盘可能是绝大部分玩家装机首选机械硬盘,也是大众最属性的性价比机械硬盘,定位家庭级,所以性能比较保守,用来满足一般装机需求或当仓库盘都是可以胜任的。此外,西数蓝盘虽和希捷酷鱼系列相似,但选择范围更广,目前除2TB、6TB外,其他容量都还是非叠瓦盘,可以随便买,价格非常稳定,可随时入手。

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