桌面硬盘三响炮
趋势观察
近两年，固态硬盘（SSD）发展迅猛，大有取代机械硬盘（HDD）的气势。SSD的速度确实很快，不过极低的容量价格比仿佛是要让大家的硬盘又从小容量“重新开始”，这让人有些不爽。在这样的大环境下，传统硬盘厂商并没有一股脑儿地迎合固态硬盘，而是在机械硬盘领域继续发力，从今年初先进格式化技术的出台到近期希捷混合硬盘的诞生，再到将在下半年问世的3TB容量硬盘，都意味着桌面硬盘将迎来全新的时期……
效率升级，扇区容量的变革
长期以来，机械硬盘在储存数据时都是以512byte大小的扇区（Sector）为单位分割进行读写，随着硬盘容量的不断提升，这种古老的分配标准已经越来越显得不合时宜。因此，硬盘行业决定将扇区容量扩大到4KB，该技术被称为“先进格式化（Advanced Format）”。2009年底，西数公司率先推出了采用4KB扇区技术的一系列硬盘，受到了普遍欢迎，几天前另一家硬盘巨头希捷公司也表示会从明年起引入这一技术，并在2011年前实现彻底的覆盖。
先进格式化的优点很多，首先是提升硬盘的有效容量，这是由两方面因素决定的。第一，传统的扇区分割机制中，每512byte的数据之间需要间隔一个同步/分隔区域和一个ECC错误校验区域。而在先进格式化模式下，每4KB为一个扇区，相当于把之前的8个扇区合而为一，只需要一个同步/分隔区域和一个容量稍大的ECC校验区。根据理论计算，采用了先进格式化模式以后，硬盘的可用容量可以提升7%左右。第二，在x86架构中，通常情况下内存的分页（Page）容量即为4KB，而在磁盘文件系统中，包括NTFS、EXT3和HFS+格式的簇（Cluster）容量也同样是4KB。这样一来，用4KB的磁盘扇区中读取的数据正好可以装满一个内存页，也映射着磁盘分区中的一个簇，可以减少空间的浪费。
其次，更大的扇区还可以提高纠错的效率、数据的可靠性以及读写效率等等。但事实上这一技术早在上个世纪末就开始研发了，未能普及的主要原因是操作系统，目前只有Windows 7/Vista支持先进格式化模式，Windows XP是不支持的，要想在新硬盘上安装Windows XP就必须用软件实现兼容。西部数据公司的解决方案是利用分区校准工具WD Align，而希捷公司则将采用自家的“SmartAlign”技术，后者实现了全自动化工作，操作上更加容易。
4KB扇区技术并非一两家硬盘厂商的专利，该技术是由IDEMA（国际磁盘驱动器设备与材料协会）推动的，预计在2011年之前，各大硬盘厂商都会推出自己的4KB扇区硬盘，只是在操作系统兼容性上的解决方案略有不同。由于目前Windows XP依旧有着顽强的生命力，因此要想彻底摆脱兼容软件恐怕要等到2014年了，那也是微软彻底终结更新Windows XP的日子。
尽管如此，采用附加技术实现兼容终归会影响性能，最好的办法自然是早点升级到Windows 7。事实上今天多数用户对Windows 7的接受度已经很高了，而4KB扇区技术将进一步促进Windows 7的普及。过去是为了流畅运行Windows 7而升级硬件，这一次是为了支持更先进的硬盘技术而升级到Windows 7，这也印证了在技术发展的道路上，软件和硬件一直都是相辅相成的。
容量升级，往3TB大关迈进
硬盘容量从10GB发展到1TB用了将近十年的时间，从1TB发展到2TB的速度快得让很多人几乎觉察不到，容量的提升在今天看来似乎是太容易了，让用户都感到有些麻木。就在2TB尚未普及的今天，3TB已经离我们很近了，不过，从2到3并不像从1到2那么容易，这中间有更多的难题需要克服。5月18日，希捷公司高级产品经理芭芭拉·克雷格向公众确认“将在今年晚些时候发布3TB硬盘”。与往常不同的是，3TB的存储能力不仅是存储密度的提高，还意味着更多技术上的改进，不仅仅是硬盘本身。
对于希捷来说，只要技术上实现了更高的存储密度，硬盘的容量就可以“无限扩展”，当640GB的单碟容量研发成功后，3TB硬盘就指日可待了。然而在这个时候主板和操作系统却遭遇了瓶颈，问题的根源还是当年微软、IBM设立的标准——逻辑块寻址模式（LBA）。LBA模式所能支持的最大容量为2.1TB，这也是人类在计算机行业中“短视”的又一后果，毕竟在上个世纪80年代设立标准的时候，谁也不会想到硬盘的容量会超过2.1TB。
其实在硬盘的发展史上我们已经遭到遇过多次容量限制的尴尬，从早期的528MB到几年前的137GB，再到今天的2.1TB，和过去相同的是，问题总还是有解决的办法。希捷采用了一种更先进的长字节寻址模式（Long LBA），该模式需要操作系统的支持，64位版本的Windows Vista/7和修改版的Linux系统都可以支持这种长字节寻址模式，但Windows XP不行，测试表明3TB硬盘在这个“古老的”系统中仅能显示990MB，看来Windows XP真的该退休了。
此外，硬盘的主引导记录（MBR）目前也只能支持到2.1TB，这就意味着就算有了操作系统的支持，3TB硬盘也只能作为非系统盘。MBR是主板BIOS的一部分，要想改变局面，必须更新到UEFI。过去UEFI给大家最直观的感受就是图形化的界面和更多的功能，而在未来UEFI支持更大硬盘的新特性必将成为厂商和用户选择UEFI的重要理由，或许这将打破目前UEFI不瘟不火的平淡局面。
不难看出，推出3TB乃至更大容量的硬盘并不只是硬盘厂商自己的事，更是整个业界的责任。大硬盘、新操作系统、UEFI这些因素既能相互制约，也能相互促进，如果协调得好，大家共同发展的力量要比单一项目的升级容易和高效得多。虽然大硬盘的发展需要Windows 7和UEFI提供支撑，但同时它也是Windows 7和UEFI发展的催化剂。
速度升级混合硬盘不再“纸上谈兵”
当固态硬盘的理念刚刚萌芽时，曾经有厂商提出过这样的设想：既然SSD速度优势明显，但售价过于高昂，能否在一块硬盘中集成大容量的HDD和小容量的SSD，组成“混合硬盘（HHD）”呢？这一概念早在2007年就被广泛讨论，并出现过试验性的产品，不过三年时间过去了，固态硬盘已经逐步被高端用户所接受，但曾经备受期待的混合硬盘产品却仍然难得一见。正当混合硬盘就快要被大家淡忘的时候，希捷公司终于在该领域迈出了第一步。
5月底，希捷正式发布了Momentus XT系列2.5英寸混合硬盘，主要针对笔记本市场，该硬盘在250GB、320GB或500GB的传统磁盘的基础上，还内置了4GB的SLC NAND闪存。在Momentus XT中，闪存扮演了读取缓存的角色，硬盘会监视LBA寻址记录，自动将那些最经常访问的扇区中的数据复制到闪存中，一旦软件再要求访问这些数据，就能够直接从闪存中快速读出，反之则继续访问磁盘。这一过程无需用户手动参与，因此实现起来也非常容易。
理论上来讲，当数据从NAND闪存读取时，不仅速度更快，磁盘还可以降速节能。在实际测试中，Momentus XT的开机速度已经接近固态硬盘，超越了万转硬盘，但限于4GB的闪存容量，在日常应用测试时出现了只有小部分数据是从NAND读出，大部分数据仍需从磁盘读出的情况。目前Momentus XT只采用4GB闪存有两个原因，一是SLC成本较高（很多低价固态硬盘都采用的是MLC，性能和寿命都不及SLC），二是这部分闪存仅用作读取缓存，不用写入数据，因此在容量上的要求相对较低，希捷也表示4GB是目前性价比最高的选择。当然，随着SLC闪存成本的进一步降低，采用8GB或者更大容量的闪存应该只是时间问题，尤其是当混合硬盘的产品线扩充到更加看重性能的台式机硬盘以后。
再往后发展，如果混合硬盘的模式受到了欢迎，希捷表示还会考虑让NAND闪存支持写入缓存，只是那样会让整个混合硬盘的工作模式更加趋近于SSD，复杂性和成本都大大增加。但是总的来说，混合硬盘的性价比必然是远超固态硬盘的，在高速度与大容量两大指标缺一不可的今天，混合硬盘是未来一段时间最适合主流用户的发展方向。
写在最后>>
很明显，在固态硬盘的冲击下，传统硬盘厂商明显加快了产品的研发速度，这对用户来说是值得欣喜的。虽然从长远来看固态硬盘终究会取代机械硬盘，虽然从原理上看混合硬盘只是过渡产品，但是我们应该明白，在技术不断发展的IT业界，任何一款产品都将会被取代，而任何一款产品也无法摆脱过渡产品的命运，大家都是按照今天的需求和市场来选择当前最合适的产品，因此在我们还无法确定固态硬盘到底哪一天能彻底取代机械硬盘的今天，机械硬盘和混合硬盘依旧是大多数用户的首选。客观地说，机械硬盘和固态硬盘之间的过渡期还很漫长，我们也期待在这样一段时间内机械硬盘依旧能够健康、持续地发展，给主流用户带来更多、更好的选择。