綠色環保新主流3.5吋2TB節能硬碟評測
地球暖化以及能源危機的議題越來越被重視，硬碟廠商面對這樣的話題也推出了「Green」系列的節能硬碟，憑藉著目前各種硬碟技術以及磁密度的提升，讓低轉速的硬碟也能有不錯的效能，甚至於還有所謂「自動轉速調節」
的機種。本篇專題除了對於各家廠商各自獨特的技術做介紹之外，對於效能方面也會加以測試，期望目前的節能系列硬碟都能有不錯的效能表現。另外對於先進格式化的4KB儲存單位所造成的問題也會進行討論，並也比較不同的廠商在這方面的解決方案。並且也鼓勵消費者在想要擴充電腦的儲存空間時，節能系列的機種也是一個不錯的選擇。
節能硬碟會讓你的臉也綠掉嗎？
以往對於節能硬碟也就是較低轉速的硬碟，一般人的觀念大多是安靜、省電但是效能不好，在一般的組裝市場上也是乏人問津，但是其單位容量價格低、穩定且功耗小、發熱量也低的特性卻是企業用戶喜好用來裝在伺服器或網路儲存裝置中擴充容量使用。畢竟透過網路存取為主的伺服器不太需要強調高速傳輸能力的硬碟。
現在環保的議題越來越被重視，各家廠商在推出節能硬碟的同時也強調本身使用的材料大部分是可以回收的，雖然說單碟容量高的情形下，2TB的硬碟甚至於用3張碟片就可以達成，較高性能的7200轉機種耗電最高也不過10W上下，而節能硬碟多在6W以下，比起其餘高耗電的裝置如顯示卡來說，這樣的差別是很小的，但是對於硬碟來說卻能夠減少許多不必要的噪音及熱量的產生。
然而節能硬碟真的會連同效能也一起給節省掉嗎？這個答案是一定的，畢竟以硬碟的運作原理，轉速對於存取效能的影響甚大。但是以目前的高磁密度技術，讓節能硬碟也可以有不錯的效能表現，部分廠商也在轉速上做出了調整，從之前慣用的5400轉提升到了5900轉，雖然只有微幅的增加但是卻能收到一個不錯的效能平衡點，新一代的節能硬碟甚至於比幾年前的7200轉硬碟效能還要好了。
轉速可自動調整？
硬碟的轉速應該是固定不變的，磁碟片在固定轉速下製造的氣流會產生一定的浮力，而根據白努力定律漂浮在磁碟盤上的讀寫頭距離才能夠被控制住，其距離比空氣中的粉塵還要小。常常遇到磁碟片被刮傷而損壞就是因為突然斷電卻來不及將讀寫頭移出磁碟片區，轉速下降浮力消失，兩者就接觸到了，但是現在WD卻提出了能夠改變硬碟轉速的技術。
圖 / 硬碟機是利用碟片在固定轉速下轉動產生的氣流來讓讀寫頭浮在碟片表面而不與其接觸。
WD的IntelliPower技術在HD Tune測試軟體下無法測得其轉速資訊，但是廠商宣稱能在5400轉至7200轉之間做變換，其實是當資料不被存取而閒置時，讀寫頭將被移到磁碟片外，此時主軸馬達會降低轉速。而資料需要被存取時則加速到正常速度並且讓讀寫頭移入碟盤，但是從測試成績的結果來說，一般還是認為其只有5400轉的轉速。
而在轉速這方面Seagate則強調其為固定5900轉的機種，不搞花樣來使消費者混淆，然而會訂在5900轉這個轉速是因為以往5400轉的硬碟效能不彰，但7200轉功耗大且較為吵雜，研究且實驗之後發現5900轉在效能及功耗節省上可以取得一個不錯的平衡點。HITACHI雖然在轉速部分用CoolSpin技術的名稱來帶過，但是卻未表示有轉速自動調整的功能，HD Tune的軟體也可測得5940的轉速，因此應該與WD的轉速調節技術不同，而與Seagate固定5900轉的概念接近。
2011年全面邁入先進格式化技術
相信許多使用者在過去一年裡已經看過許多介紹先進格式化的文章，硬碟廠商也已經推出了先進格式化的商品，但其實在今年2011年才算是先進格式化的元年，IDEMA（國際硬碟機設備與材料協會）組織內的所有硬碟廠商皆同意自今年1月1日起所有通路上販售的桌上型、筆記型電腦硬碟皆可支援先進格式化。
先進格式化的重點在於使用較長區段的4KB來取代以往的512Byte磁區，每一個磁區都必須包含一些經常性的資料，如Gap（磁區間隙）、Sync/DAM（同步及位址標記，可以標示磁區起始點與識別磁區數量及位置的資料，也提供磁區本身的狀態）的15Byte資料，另外還有50Byte的ECC錯誤校正碼的部分，因此一個512Byte的磁區必須附加65Byte的資料，磁碟空間經過磁區化格式之後的可應用率僅512/（512+65）x100%=88.7%而已。
先進格式化雖然將ECC校正碼的部分增加到了100Byte，但是每4KB的磁區總共也只要附加115（15+100）Byte的經常性資料，磁區化格式效率高達了4096/（4096+115）x100%=97.3%，增加了近10%的可用空間。但這並不表示買一個2TB的硬碟，有先進格式化的就會比沒有的可以有更多容量，因為對於廠商來說，先進格式化的好處是可以減少浪費掉的空間、可以降低生產的成本，但是磁區化格式之後提供的可用容量是不變的。
圖 / 以往的架構每一個512Byte磁區都必須附加經常性的65Byte資料，因此磁區化格式效率僅88%。
圖 / 先進格式化每4KB才需要附加115Byte的經常性資料，磁區化格式效率高達97%。
XP不支援先進格式化
而推出先進格式化之後首要面對的一大問題就是舊有系統的支援性，因為以往磁區都是以512Byte為單位，在MBR（主開機磁區）裡的磁碟分割表也是如此規範，因此先進格式化的4KB磁區還是要模擬成8個512Byte磁區來與外界作溝通。硬碟最前端的空間會被用來儲存分割表之類的資料，而Windows XP的磁碟分割區規劃是從LBA定址下的第63個磁區開始，也就是31.5KB處，這樣一來根本無法完好地對齊一個4KB的實體磁區，雖然在存放資料上沒什麼太大的問題，但是一個實體磁區卻會同時存在兩筆資料的區塊，在存取效能上會有一定程度的影響。
這個問題在Windows 7就不會發生，因為Win7的磁碟分割區是從第2048個磁區為起始，相對容量就是1024KB，所以可以完好地與4KB實體磁區做對齊，所以像是Windows XP這樣的舊系統建議不要使用有支援先進格式化的硬碟。
圖 / 先進格式化增加了磁碟內部空間的可應用率，但與外界溝通還是要模擬出512Byte的磁區。
圖 / 每一個先進格式化下的4KB實體磁區必須模擬成8個512Byte的邏輯磁區來與外界做溝通。
圖 / 磁碟分割區的起始點無法剛好對齊4KB的實體磁區時，一個占用兩個4KB叢集的資料就會存在於三個實體磁區內。
4KB磁區校準對效能的影響
目前已推出先進格式化硬碟的廠商對於4KB磁區校正對齊的問題均有提出解決方案，最先推出的WD是使用WD Align這個軟體來校正自家硬碟4KB磁區無法對齊的問題，不過若分割區中已存放了許多資料，那麼就必須花上很長的一段時間來進行校正。而Seagate則是在硬碟上內建了SmartAlign的技術，不用依靠任何額外的軟體來校正，就能夠自動判別作業系統的不同，讓磁碟分割區可以對齊4KB的先進格式化磁區，這樣一來任何作業系統的使用者都可以輕鬆地使用這一款先進格式化的硬碟。
但是對於先進格式化的硬碟來說，磁區有沒有對齊，在效能上真的會有影響嗎？小編也一直存在這個問題，因此使用了WD20EARS這款硬碟在XP下使用。AS SSD Benchmark這套軟體可以判別磁碟機的分割區是否有對齊4KB實體磁區的倍數，但不使用這套軟體來做效能測試是因為其較適合來作為固態硬碟而不是傳統硬碟的測試。而也因為有分割區的關係所以使用CrystalDiskMark這套軟體來測試存取速度，測試後發現，使用WD Align軟體校正之後的硬碟在循序存取上的速度略降，但應該算是在誤差範圍內，不過在於小檔案寫入的部分都有了大幅的提升，尤其是在4KB寫入的部分。
圖 / WD20EARS在XP下建立分割區之後無法對齊4KB磁區的倍數
圖 / 未經過對齊校準的WD20EARS在XP下的測試成績
圖 / 使用WD Align軟體來進行磁區位移校準的動作
圖 / 校準之後的分割區起始點會位移到1024KB處以對齊4KB的倍數
圖 / 對齊校準之後的測試成績可以發現小檔案的寫入上提升了不少速度
殘酷的事實－效能實測
為什麼小編在這次的硬碟效能評測，要選擇2TB的容量呢？因為2TB是一般大眾都可以使用到的容量，畢竟畢竟多數的使用者都還是在XP的作業系統，並無法支援2.2TB以上的硬碟。前面說了那摩多，大家最關心的還是實際上的效能表現吧？各家對於節能硬碟的馬達轉速都有不同的定義，但是在轉速上做文章不如來面對實際的效能傳輸測試。
實際測試時發現HD Tach的部分對於兩個支援先進格式化的硬碟寫入測試都滿差的，可能是軟體太過老舊都沒有更新版本的原因，因此寫入的部分就當作參考，而HD Tune的隨機存取及額外測試因為細項太多所以用圖來作為呈現。
以下就是這次的測試平台：
| 電腦DIY測試平台 | |
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處理器 |
AMD Phenom II X4 [email protected] |
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主機板 |
ASRock 890GX Extreme4 |
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顯示卡 |
AMD RADEON HD 6870 GDDR5 1GB |
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記憶體 |
Kingston HyperX DDR3-2133@1600MHz 2GB x2 |
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主要硬碟 |
OCZ VERTEX 2 SSD 40GB |
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作業系統 |
Windows 7 Ultimate 64bit |
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電源供應器 |
海韻X-650W 80PLUS金牌 |
HITACHI Deskstar 5K3000 2TB
HITACHI於去年12月發表了7K3000以及5K3000這兩個新的硬碟系列，最高都有支援到3TB的容量，從型號上命名的慣例來看，7K3000是屬於7200轉的機型，而5K3000應為5xxx轉的低轉低功耗系列，但是HITACHI在這部分以CoolSpin技術來稱呼，並沒有直接標示出轉速來，官方只表示其能夠比7K3000系列的硬碟節省29%的電力，但在HD Tune下能夠偵測出5940轉的速度。實際測試發現，雖然5K3000單碟500GB是三顆硬碟中磁密度最小的，不過效能表現卻是相當亮眼，不僅平均傳輸速度最快且讀寫差距最小，但是還未能支援先進格式化技術，不過對於Windows XP的使用者來說就不用擔心4KB磁區對齊的問題了。
圖 / HD Tune Pro隨機存取－讀取
圖 / HD Tune Pro隨機存取－寫入
圖 / HD Tune Pro額外測試－讀取
圖 / HD Tune Pro額外測試－寫入
規格
| 型號 |
HDS5C3020ALA632 |
|
介面 |
SATA 6Gbps |
|
快取 |
32MB |
|
轉速 |
CoolSpin技術 |
|
格式化容量 |
1863GB |
|
先進格式化 |
無 |
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單碟容量 |
500GB |
|
讀寫功耗 |
平均4.4W |
|
閒置功耗 |
|
|
重量 |
680g |
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保固 |
3年 |
廠商名稱：日立環球儲存科技
聯絡電話：00801651647 （02）2719-8765
建議售價：NT$3,200（未稅）
Seagate Barracuda Green 2000GB
此為Seagate Barracuda的LP（Low Power）系列改名為Green之後的首推產品，第一波的產品還是以雙產品名稱併行的方式，小編對於改名是還滿贊同的，畢竟原本的名稱會給予華人使用者比較不好的聯想方式。自LP以來定位在5900的轉速雖然功耗多了點但是卻可以得到好很多的效能，新一代的Green將傳輸介面提升至SATA 6Gbps並支援NCQ，對於資料存取會更加優化，有先進格式化並且有SmartAlign自動校正4KB磁區對齊的功能，因此可以不受作業系統的限制。隨機搜尋的存取速度表現亮眼，尤其在512B的隨機寫入，可能是因為先進格式化的因素，而本身的控制器韌體設計會將這樣的小檔案完全寫入快取之中再寫入到實體磁區。
圖 / HD Tune Pro隨機存取－讀取
圖 / HD Tune Pro隨機存取－寫入
圖 / HD Tune Pro額外測試－讀取
圖 / HD Tune Pro額外測試－寫入
規格
| 型號 |
ST2000DL003 |
|
介面 |
SATA 6Gbps NCQ |
|
快取 |
64MB |
|
轉速 |
5900RPM |
|
格式化容量 |
1858.2GB |
|
先進格式化 |
有 |
|
單碟容量 |
667GB |
|
讀寫功耗 |
5.8W |
|
閒置功耗 |
4.5W |
|
重量 |
622g |
|
保固 |
3年 |
廠商名稱：希捷科技股份有限公司
網 址：www.seagate.com
聯絡電話：聯強（02）2508-0055 亞銳士（02）2345-6622
建議售價：電洽
WD Caviar Green 2.0TB
WD Caviar Green可以說是在市面上賣得最好的節能硬碟，也是常常創下領先業界技術的一個系列，從最先採用先進格式化以及單碟667GB的高磁密度還有64MB的大容量快取，讓這個節能系列的硬碟在市面上一直都有相當的話題性，除了能見度高之外，其硬碟轉速的模糊化政策讓零售店家多會以7200轉來標示，但其實WD的IntelliPower技術雖然無法測得轉速，不過從傳輸效能上，一般大多認為其運作時僅為5400轉，低轉速雖然讓效能表現不是那麼地好，但是溫度在裸機時卻比前面兩個機種低了兩度。但唯一可惜的是遲遲未能支援SATA 6Gbps，雖然硬碟還用不到那麼高的傳輸頻寬，但也或許是廠商產品定位的關係，所以尚未推出。
圖 / HD Tune Pro隨機存取－讀取
圖 / HD Tune Pro隨機存取－寫入
圖 / HD Tune Pro額外測試－讀取
圖 / HD Tune Pro額外測試－寫入
規格
| 型號 |
WD20EARS |
|
介面 |
SATA 3Gbps |
|
快取 |
64MB |
|
轉速 |
IntelliPower技術 |
|
格式化容量 |
1863GB |
|
先進格式化 |
有 |
|
單碟容量 |
667GB |
|
讀寫功耗 |
4.5W |
|
閒置功耗 |
2.5W |
|
重量 |
730g |
|
保固 |
3年 |
廠商名稱：台灣威騰電子股份有限公司
網 址：www.wdc.com
聯絡電話：捷元（02）2795-6677 聯強（02）2508-0055
建議售價：電洽
補充－硬碟實際容量的換算
先進格式化硬碟所提供的容量並不會比較多，是因為這項技術是讓磁碟的原始空間在經過「磁區化格式」時可以擁有較好的空間利用，例如WD Caviar Green 2.0TB與HITACHI Deskstar 5K3000 2TB的硬碟容量都是2000.4GB，但是前者是有支援先進格式化的機種，因此所需要的磁性物質分布範圍就可以比後者來得要少，因為可以減少存放經常性資料的空間，生產同樣容量的硬碟成本相對地也較低。
但是很多人還有一個問題，那就是為什麼我買了一個2TB的硬碟，格式化之後卻變成18xxGB呢？其實這個部分的差異在於硬碟廠商計算容量的進位方式與電腦的計算方式不同而產生了差別。電腦的基礎資料單位是「位元（bit）」，八個位元是一個「位元組（Byte）」，這方面都沒有什麼問題，但是再上去問題就發生了，在電腦裡的運算，1024Byte是1MB，但是硬碟廠商卻是以十進位的1000計算，再上去的計算方式也相同，因此以一個廠商標示容量為2000.4GB的硬碟，要換算成實際的可用容量就必須要乘以10003（乘以三次：GB→MB→KB→Byte）換算成位元組之後，再除以10243（除三次）。小編實際演算一次給大家看：2000.4x1000x1000x1000=2000400000000個位元組，再/1024/1024/1024=1863.017678…這也就是實際可用的容量了。
圖 / 廠商標示2000.4GB的硬碟以1024進位換算之後的容量為1863GB。
圖 / 2TB的硬碟也會有1995.3GB的容量，以1024進位換算之後可用容量為1858.2GB。
節能硬碟其實也值得入手使用
經過小編以上的這些測試，相信各位讀者也可以發現節能硬碟真的已經可以擺脫過去效能不彰的污名，當然與目前7200轉的高效能機型還是有一些差距，不過讀寫平均100MB/s的效能己經是幾年前7200轉硬碟的成績了，這一切都要歸功於高磁密度所帶來的效能，另外，5900轉這個轉速也的確能比5400轉的機型多出不少的效能，但是功耗卻不會增加太多，是一個很好的效益平衡點。
讀者在採購擴充容量用的硬碟時真的可以考慮一下這類型的產品，小編建議的使用狀況是買一個效能較好的HDD或是SSD來當系統碟，當需要擴充額外的容量時，購買節能系列的就可，價格會比較便宜且因為不是當系統碟所以實際使用起來也並不會有太多的差別，反正只是要存放資料而已。雖然也節省不到多少功率，但也為減緩地球暖化盡一份心力吧，尤其是那些24小時開著機瘋狂下載BT的人們！
不過對於不支援先進格式化的舊系統，雖然廠商都有提出分割區對齊校準的解決方式，小編還是不太建議使用先進格式化的硬碟，在使用上會來得比較方便，但是今年要推出的新硬碟都會採用先進格式化了，Windows 7可以直接支援之外，內部也增加了許多對各種裝置的優化指令，是一套很方便的作業系統，建議還在使用Windows XP的一般使用者們，也可以考慮換成Win7來使用了。
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