巴拿马运河挖了几年:開機速度誰最快作業系統碟的最佳選擇 ｜ ComputerDIY

開機速度誰最快作業系統碟的最佳選擇 作者是 林建州    週二, 25 一月 2011 00:00

 

在抱怨開機速度不夠快嗎？到底是哪裡出了問題？是CPU太弱還是記憶體不足的關係呢？難道是顯示卡嗎？為什麼開機或是執行軟體時總要等個老半天？我到底該換什麼電腦零組件才可以讓我的開機速度變快？ 其實一切的答案就在於在「硬碟」，一個傳輸速度更快的儲存裝置能夠讓你的作業系統更快速地完成開啟的速度，打開及操作任何軟體都可以有更好的順暢感。而此篇特別企劃將為各位讀者示範使用各種不同的儲存裝置在安裝同一個作業系統之後的開機速度比較，並且也會比較這些不同的儲存裝置除了傳輸速度之外，能夠讓開機更加快速的原因，並了解其中各自的物理特性到底為何。

 

 作業系統碟應該注意的要素有哪些？ 在開機載入作業系統的時候，硬碟必須要讀取許多開啟作業系統所需要的資訊，並且執行各硬體的驅動程式以及其他的常駐程式，當作業系統裡面安裝的軟體越來越多的時候尤其是開機時會被執行的常駐軟體，作業系統開機速度將會越來越慢。然而在作為一個系統碟其實該注意的不是硬碟的連續讀寫傳輸效能，而是零碎小檔案的隨機存取速度，因為對於作業系統載入或是開啟程式的時候，在處理的都是以小檔案居多，並且是同時能夠多工存取越多個越好，因此IOPS（每秒輸入輸出運轉次數；Input/Output Operations Per Second）的數據就是一個重點了。另外小編在這邊也建議讀著們的作業系統磁區並不要用來存放資料，讓系統安裝所在的磁區只單純地存放作業系統以及安裝的程式就好。  零碎小檔案存取速度源自於SSD與HDD物理特性的差別 既然在開機時載入作業系統或是程式開啟時都必須要處理許多容量小的檔案，那麼對於小檔案的存取速度就是判定一個好的系統碟的關鍵，然而以這方面來說，SSD擁有比HDD還要來得好的優勢在，這是因為各自的物理特性的關係。以HDD來說，本身的結構大致上由馬達、磁碟片、讀寫頭及搖臂所構成，馬達的轉速對於效能上影響非常的大，而在讀寫資料的時候搖臂必須要先擺動到資料的正確位置，然後再利用讀寫頭改變磁碟片上的磁性物質來讀寫資料，看似麻煩的過程但是以目前已經相當成熟的硬碟技術，可以在瞬間完成這些動作，但是仍無法避免的是搖臂擺動所造成的時間延遲。 圖 / 傳統硬碟儲存構造概念圖   而SSD就沒有這方面的問題了，會影響讀寫速度主要是在於控制晶片的管控資料能力以及記憶體顆粒改變電壓來儲存資料的速度，因此在對於小檔案的處理，理論上是會比HDD來得優秀。然而在記憶體顆粒製程不斷地精進以及控制晶片控制方式的改良，SSD是儲存媒體中在未來裡有相當發展的一項產品，少了複雜的機械結構以及磁密度的問題，SSD的記憶體顆粒不論在速度、容量密度上都還有很大的進步空間，一但技術成熟，大幅降價的空間是存在的。一開始令人擔憂的使用壽命問題，以目前的技術足以可以克服，根據在SSD製造商上班的友人指出，使用壽命的問題其實根本不用去擔心了，在一般正常使用下，現在新推出的產品說不定比傳統硬碟還要耐用。只是這邊小編還是要提醒一下，以往用在HDD的磁碟重組軟體絕對不可以用在SSD上面阿，因為這種強制將資料區塊堆在一起的重組方式反而會破壞記憶體儲存槽的讀寫次數平均值，可用壽命將會大幅地減少！SSD在理論上對於零碎小檔案的處理會比HDD來得優秀，那麼系統碟不是就應該選擇SSD了嗎？但是在實際的產品上卻不一定是如此，較低階的SSD在小檔案處理上也不一定會來得比較出色，而且考慮到性價比的因素，這也就是SSD無法普遍讓大眾所接受的原因。各位讀者們還是思考一下自己的需求以及是哪種定位的電腦使用者，並參考一下接下來的測試，挑選出自己能接受的產品及方式來當作系統碟。  發揮系統碟完整效能的關鍵－4KB對齊 這一年來傳統硬碟方面比較令人在意的話題就是WD發表的「先進格式化」技術了，先進格式化的重點在於硬碟內部管理的方式改為4KB為一個儲存單位，比起以往的512Byte為一個儲存單位，能夠減少儲存單位間格及ECC校正區等所佔用的空間，在可用的空間上可以增加近百分之十左右。而先進格式化的硬碟與SSD有一個非常重要的共通點就是－都是使用「4KB」為內部的儲存單位，但是硬碟與外界溝通的介面到現在還是以512Byte為一個磁區，因此就必須將一個儲存區模擬成8個磁區來與外界溝通。 圖 / 先進格式化硬碟及SSD在內部儲存都是以4KB為單位，與外界溝通時必須要模擬成8個512Byte的磁區。   然而相當有趣的一點是，在作業系統中將硬碟格式化為NTFS格式時，預設的叢集大小也是4KB，也就是說在NTFS格式當中預設的最小儲存單位為4KB，當一筆資料為5KB時，將會使用到2個叢集，實際占用的大小為8KB。這樣一來不是會與SSD或是先進格式化的硬碟以4KB為單位儲存相呼應了嗎？在讀寫效能上應該會提升很多吧？其實這裡還有很重要的一點就是磁區的起始點是否有剛好對齊4KB的儲存單位，這個對於Windows XP等較舊的系統來說影響很大，SSD或是先進格式化的硬碟用在這類的作業系統下，是無法發揮出應有的效能的。在Windows XP的架構下，磁碟分割區起始點為第63個磁區，以一個磁區512Byte換算之後是31.5KB，由圖示可知，若是一筆8KB（占用兩個叢集大小）的資料，寫入在硬碟裡必須要用掉3個儲存格，因此一個儲存格裡面將會同時存在一筆資料的結尾及另一筆資料的開頭，當兩筆資料都同時被讀取時，就會發生傳輸效能低下的情形，說白話一點就是一個儲存格同時在做兩份工。而在Windows Vista或是7的架構下，磁碟分割區的起始點是在第2048個磁區，也就是1024KB處，剛好能對齊以4KB為單位的儲存格，因此在使用先進格式化的硬碟或是SSD而又需要安裝WinXP作業系統時，建議拿到Win7的作業系統下先做好格式化及磁區分割的工作，再進行安裝。雖然目前已經有軟體能夠修正WinXP環境下4KB無法對齊的問題，但是這方面小編將會在之後某一期雜誌中的「SSD實驗室」來特別進行探討，請各位讀者持續鎖定本期雜誌。 

圖 / WinXP的起始磁區剛好位在31.5KB處，無法對齊以4KB為單位的儲存方式。

而Win7的起始磁區為1024KB處，就沒有無法對齊的問題。

 

 

 

這次評測上選擇系統碟的標準為何？ 在裝置的選擇上，小編這次準備了一般的3.5吋HDD到SSD甚至於傳說中的拿記憶體來當儲存裝置用的怪東西都有，其實原本只是想要介紹單一的儲存裝置並沒有考慮架設磁碟陣列的打算，但是借測的OCZ RevoDrive 120GB SSD本身就是兩個SSD區塊預設為RAID 0來運作了，這樣一來不用HDD架個RAID 0來測試比較也實在是說不過去，畢竟許多買不起SSD或是還沒有打算入手SSD的玩家們大多會選擇使用架設RAID 0的方式來提升存取效能並來當系統碟使用。而在裝置的頻寬上呢？小編並不會特別挑選裝置本身能夠支援到多少頻寬的產品，反而比較注重平台能夠提供的頻寬，以SATA 3Gbps的375MB/s傳輸極限值來說，單顆HDD絕對無法達到這樣的傳輸速度，對單一的SSD來說也實在夠用了，但是主機板上的SATA 6Gbps（750MB/s）介面就來得比較重要，因為當需要透過eSATA外接或是其他方式架設磁碟陣列時，會只用到一個SATA埠而已。因此以目前市面上單顆的HDD或是SSD來說，非要挑選支援到SATA 6Gbps的嗎？小編覺得看看就好吧，HDD有支援SATA 6Gbps的產品會比上一代的3Gbps來得快的話，是因為磁密度增加或是快取記憶體變多等其他因素，跟介面頻寬實在是沒什麼關聯。但如果SSD本身就已經預設組成磁碟陣列來運作的話，那就建議挑選SATA 6Gbps介面的了，不過其實市面上也有PCI-E介面的可以來做選擇。  測試的平台、軟體以及測試的方式 前文中有提到4KB對齊的問題，因此作業系統當然就要選擇Windows 7來作為測試的標準，這次使用為Ultimate 64bit的版本，在主機板方面選擇AMD 890GX的晶片組主機板為平台，因為在SATA介面頻寬上均有支援6Gbps的速度且全都是原生的，並且將主機板的SATA模式選擇為AHCI模式，AHCI（Advanced Host Controller Interface）是進階主機控制器介面的意思，能夠允許軟體與SATA儲存裝置溝通，並且開啟進階SATA功能，如NCQ（NCQNative Command Queuing，原生指令佇列）以及熱插拔，尤其是對SSD來說，開啟AHCI模式才能夠發揮其完整的效能，不過在架設磁碟陣列的時候就必須要改為RAID模式了。測試軟體的選擇方面，這部分小編思考了很久到底要用何種的測試方式才能夠讓讀者比較能夠感受到差異性，首先是開機速度的部分，使用了BootRacer v2.3開機速度測試程式測試開機到桌面的時間。接著是較為常用的PCMark Vantage，它能模擬系統執行各種類型軟體的運作方式，並挑選其總成績以及HDD分數的部分來呈現給讀者參考，不同的系統碟對於總成績的影響還滿大的，對於其他項目多少也會有影響，由此可知，系統碟的效能好壞對於整體電腦效能是有最直接的影響。接著是選用Avira AntiVir Personal－Free Antivirus來進行系統槽的完整病毒掃描，病毒掃描時會讀取全部的檔案，這最能夠實際表現出硬碟的檔案處理能力。資料傳輸速度方面選用了ATTO Disk Benchmark並挑選4KB及1024KB的封包傳輸速度來呈現。CrystalDiskMark也是測試軟體之一，其中4K QD32測試是一個重要的系統碟效能指標，它會針對有支援AHCI模式及NCQ指令的控制晶片來進行隨機的4KB、佇列深度為32的多工讀寫。另外還用了AS SSD Benchmark這套軟體，雖然它是針對SSD的特性所設計的一套軟體，但是它有IOPS的數據呈現，且4K-64Thrd的測試是使用64執行緒來測試I/O的併發性能，是一種多工模式的測試，雖然用這套軟體來測試HDD所得到的數字不一定準確，但是還是提供大家做為參考。測試的程序，首先當然是安裝作業系統以及各項裝置的驅動程式以及必要的軟體，之後進行作業系統以及掃毒軟體的更新到最新的狀態，接著進行Windows 7體驗指數的評測，然後安裝BootRacer v2.3開機速度測試程式，並且重開機5次取最快的開機到桌面成績，在Seagate Momentus XT混合式硬碟的部分則是重新開機10次才會比較準確。最後就是掃毒時間以及各項軟體的測試了。好了，廢話不多說，接下來就來看看這次評測的個裝置作為系統碟的效能表現吧。 圖 / BootRacer v2.3開機速度測試程式，能夠統計每次完成開機動作進入桌面的時間，這是一個非常有趣的測試軟體。