2013-08-30
實測驗證效能提升
傳統硬碟 vs SSD 大比拼
文: Oliver Lam / 評測中心


固態硬碟機 SSD 的優點及特性相信對大部份用家來說並不陌生,相較傳統硬碟機, SSD 無論在速度、溫度、壽命都明顯有優勝之處,但在應用上的差別,也許未必每位用家都親身感受或測試,尤其對於一些尚未接觸 SSD 產品的用家,對兩者效能差異可能存有疑問,為了讓更多用家了解採用 SSD 與傳統 HDD 之間的分別, HKEPC 今次利用 SSD 及 傳統硬碟機作一個真實比較,在不同程式分別對比之下顯出兩者的分別。



傳統硬碟機受物理性能限制

 

Seagate

 

傳統硬碟機需利用機械臂及磁頭進行讀寫,以一片片高速轉動的碟片,在上面寫上不同的數據,再透過磁頭讀寫上面的數位資料進行整個儲存。正因利用機械臂及磁頭設計,會產生物理上限制及問題,例如不能承受高速撞擊、機械臂移動及馬達轉動時會產生聲噪、馬達會產生大量熱能等。

 

相反,固態硬碟機 SSD 利用 NAND Flash 顆粒儲存數據資料,整個讀寫過程都只會利用電子的方式進行,沒有馬達等高發熱量零件,整個 SSD 只有主控晶片及 NAND Flash 只會發出微溫,同時亦較少受到外來環境影響,例如:撞擊、擺放位置不平、通風不足等。

 

除此之外,由於傳統硬碟機只有一組機械臂及磁頭,因此每次只能讀取一組數據,相反 SSD 能夠同一時間讀取或寫入不同數據,利用主控晶片作為核心及運算,因此 SSD 的平行讀寫效能比一般硬碟機高出很多,亦因為這個原因而吸引大量用家轉用 SSD 。

 

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  傳統硬碟機利用機械臂及磁頭、利用極性原理讀寫資源在碟片上

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固態硬碟 SSD 利用 NAND Flash 作為儲存媒介、產品能更加輕巧及防震

 

從數字上觀察,傳統硬碟機連續讀寫速度大約 100MB/s 至 140MB/s 左右,至於目前市面上可看到的主流固態硬碟機,一般來說讀取速度平均已超過 400MB/s 或達至 500MB/s 以上,寫入速度由 200MB/s 至 400MB/s 以上不等。至於零碎檔案讀寫,正因為傳統硬碟機只有一組機械臂及磁頭,因此一般 4K 讀寫只有 0.5MB/s 至 1.5MB/s 的速度,但對於能夠平行讀寫的 SSD , 4K 平行讀寫速度可達至超過 300MB/s ,無論對開機、執行軟件、遊戲都有一定速度提升。

 

為讓大家能夠真實及清楚知道實際情況下傳統硬碟機與固態硬碟 SSD 的分別, HKEPC 特別利用傳統硬碟機與固態硬碟作測試,分別執行遊戲、軟件、一般操作,讓大家能夠更清楚知道兩者的分別。是次會利用 INTEL Core i7-4770K 、 GIGABYTE ZA87X-OC 、 DDR3-2666 4GBx2 作為平台配置,防止因為處理器或記憶體效能不足而造成影響。

 

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( 左 ) 硬碟機及 ( 右 ) SSD 的讀寫速度分別甚大、在零碎檔案的 4K 部份更為明顯

 

開機速度、無需依靠休眠

 

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休眠功能的確能夠讓電腦快速回復、但會讓成電腦不能更新 / 重啟系統資料

 

每一次啟動電腦,系統都需要讀取大量檔案及資料,由於檔案零碎,加上數量繁多,令每次啟動電腦時都需要一般時間。從 Windows XP 年代開始,網上經常流傳不少方法去改善開機速度,甚至利用「休眠」模式代替關機,但大部份方法都是治標不治本。

 

開機時間主要取決於硬碟讀取速度,以及平行讀取的能力,傳統硬碟機受限於只有一組讀寫磁頭,無法進行平行讀取檔案,面對開機時的大量檔案,只能夠逐個去讀取。相反 SSD 擁有平行讀寫的能力,能夠一次讀取不同地方的檔案,加上速度亦比傳統硬碟機高,因此同一組平台由傳統硬碟換成 SSD 後,開機速度能夠大大提升。

 

我們利用相同平台測試開機時間,先讓電腦平台進入 BIOS 設定頁面,按下離開時同時按動計時器,成功進入作業系統及顯示桌面才停止計時。利用傳統硬碟機的平台開機時間大約 34 秒,主要耗時在進入作業系統及進入桌面後讀取檔案,相反利用 SSD 的平台,只要 19 秒便能夠啟動平台及進入桌面 。

 

 

運行遊戲及軟件程式

 

同樣地,運行遊戲亦會讀取大量檔案、音效、圖片等,需然硬碟的速度不會影響遊戲畫質,但會令進入遊戲時間延長,對於部份大型遊戲例如: XPlane10 、 GTA IV 、 SIMS3 等影響更為明顯。數年前,一般遊戲需求較低,例如大家熟悉的 CS 1.6 或魔獸爭霸 3 等,整個遊戲可能只會佔用大約 1GB 的儲存空間。

 

但現時大部份遊戲像真度極高,亦會提供 3D 特效、煙火特效、立體聲等,令整個遊戲所佔用的空間大大增加,以 GTA IV 為例就佔用約 15GB 的空間,而完整 XPlane10 更佔用超過 50GB 的空間,可想而之現時運行遊戲時,系統需要讀取的檔案數量絕對不少。

 

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現時大部份遊戲檔案極大、每次運行遊戲時資料流量亦相應增加

 

我們利用同一組平台及作業系統,分別測試開啟不同遊戲的時間,以 XPlane10 為例,我們選用場景較大較複雜的東京國際機場,在傳統硬碟機下,由按鍵開始到完成讀取數據進入遊戲,大約需時 3 分 37 秒左右,以同樣方式但換成 SSD 後,所需時間只要大約 1 分 31 秒,速度差別十分明顯。另一方面亦試用模擬市民 Sims3 遊戲,同樣比較之下,傳統硬碟機需要 33 秒才能讀取所需檔案,至於 SSD 部份就只要 15 秒便能完成。

 

除了 XPlane10 ,我們亦利用 GTA IV 作測試,因為 GTA IV 遊戲包含大量地圖、人物、建築物等模組,每一次啟動遊戲都需要匯入相關檔案才可進行遊戲。傳統硬碟進入遊戲大約需時 40 秒,至於相同平台但換上 SSD 後,啟動遊戲時間大約只需 20 秒。啟動遊戲的時間差別主要因為 SSD 擁有較高讀取速度,加上能夠同時平行讀取,當遊戲需要匯入大量場景或模組時,能夠更快完成讀取。

 

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 XPlane 10 為飛行模擬遊戲、會預載地形及飛行環境資料

 

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相信大家對 GTA IV 並不陌生、 GTA IV 擁有大量建築物及物件、需要不停讀取遊戲模組去繪制

 

另外,針對部份應用程式,例如 Word 、 Excel 、 Ai 、 PhotoShop 等亦需配合硬碟的效能,對於較輕盈的軟件如 Word 或 Excel ,轉用 SSD 後的差別較少,但對於有大量檔案讀寫的高負載程式例如 Ai 或 PhotoShop 等,轉用 SSD 後的確能夠加快應用程式的反應,另外,如果用家同一時間開啟多個文檔,亦會令傳統硬碟機讀取造成瓶頸,換上 SSD 後開啟時間亦會有所加快。

 

我們分別執行一個大約 150MB 的 Ai 檔案,以及一個約 1GB 多的未經壓縮 50k x 12k  像素的圖像檔,以模擬用家在進行繪製時的操作。傳統硬碟開啟 Ai 檔約需時 26 秒,相反 SSD 只要約 6 秒多,系統主要耗時在匯入零碎素材,由於 SSD 能夠同時讀取,因此反應顯得更快。同樣,開啟一個約 1GB 多的未經壓縮 50k x 12k  像素的圖像檔時,兩組平台分別需要 55 秒及 17 秒,證明即使有強大的處理器,電腦亦需要配合可靠及高速的儲存裝置才能夠發揮。

 

 

轉用 SSD 的注意事項

 

轉用 SSD 後的確對電腦效能有所提升,無論開機時間或程式的反應速度都明顯有優勢,但 SSD 亦有壽命限制,在以往傳統硬碟機年代,有不少用家會利用 BT 程式下載遊戲或軟件,由於 BT 程式會大量讀寫硬碟上資料,而且所讀寫的檔案細碎及頻密,因此有不少用家反映經過長時間 BT 後硬碟機就要報銷或維修。

 

雖然現時 BT 軟件經已改良,會利用記憶體作緩衝,集合成一個大檔案才一次過寫入,減少寫入次數。但對於有寫入壽命限制的 SSD ,其實亦有一定傷害性,由於 SSD 利用 NAND Flash 晶片組成,壽命會隨寫入次數而減少,如果用家利用 SSD 作為 BT 的路徑,對其壽命絕對會有嚴重影響。

 

BT

現時 BT 軟件亦會利用記憶體作為快取、減少寫入次數、但仍會對 SSD 產品造成壓力

 

另一方面, SSD 初推市場一段日子後,有不少用家的 SSD 產品開始發生問題,但近年 SSD 廠商經已優化產品的韌體,利用 SSD 內的緩存去減少寫入次數,由於讀取過程中對 SSD 不會造成壽命上影響,所以近年所推出的 SSD 產品的故障機會經已大大降低。

 

總結來說,假如用家主要安裝作業系統、遊戲、軟件等,轉用 SSD 的確有不少好處,從以上對照測試亦可看到換上 SSD 後速度上的提升,加上在一般情況下系統大多只會讀取 SSD 內的檔案,相對寫入的比例會較低,因此用家亦無需擔心壽命上的問題。

 

 

文: Oliver Lam/評測中心
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