为什么我的外置硬盘无法达到广告中的性能?

许多因素都会影响外置硬盘的性能,包括连接、电缆和设备类型。本文提供了有关其中一些因素的信息。

 

在 Windows 中启用写入缓存

如果在 Windows 中使用外置硬盘,则可以通过启用写入缓存来提高性能。有关说明,请访问如何在 Windows 中提高外置硬盘的性能

 

传输过程中速度下降

将数据传输到外置硬盘时,一开始的传输率(也称为突发速率)可能较高,然后在某个时候传输速度可能会变慢。发生这种情况的原因是数据将先写入目标硬盘的缓存,因此一旦缓存已满,性能就会降低。文件类型或文件大小也可能影响数据传输速度。例如,如果在传输过程中您发现速度变慢,则可能是因为正在传输小文件,而之前传输的是大文件。

 

接口

可用的接口多种多样,因此了解您的计算机是否支持外置硬盘的接口非常重要。请查阅计算机文档或与制造商联系以获取更多信息。
以下是最常见接口的最大吞吐量:
 
接口

(每秒千兆位)传输速率(每秒兆字节)

Thunderbolt 5

高达 80Gb/秒或者高达 10,000MB/秒

Thunderbolt 4

高达 40Gb/秒或者高达 5,000MB/秒

Thunderbolt 3 

高达 40Gb/秒

或者

高达 5,000MB/秒

Thunderbolt 2 

高达 20Gb/秒

或者

高达 2,500MB/秒

Thunderbolt 1

高达 10Gb/秒

或者

高达 1,250MB/秒

USB 4

高达 40Gb/秒*高达 5,000MB/秒

USB 3.2 Gen 2x2 

高达 20Gb/秒

或者

高达 2,500MB/秒

USB 3.1 Gen 2 

高达 10Gb/秒

或者

高达 1,250MB/秒

USB 3.1 Gen 1 

高达 5Gb/秒

或者

高达 625MB/秒

SuperSpeed USB 3.0 

高达 5Gb/秒

或者

高达 625MB/秒

Hi-Speed USB 2.0 

高达 480Mb/秒

或者

高达 60MB/秒

*注:

  • USB3.2 Gen 2x2:两个速度为 10Gb/秒的通道。
  • 计算机和设备都必须支持 40 GB/秒的速度

 

连接

为了获得最佳性能,建议直接将外置硬盘连接到计算机。适配器、集线器和其他类型的扩展解决方案可能会影响外置硬盘的性能。
如果外置硬盘配备多个接口,请确保将正确的线缆连接到正确的端口。例如:如果外置硬盘配备 Thunderbolt 3 端口和 USB-C 3.1 端口,但您将 USB-C 3.1 Gen 2 线缆连接到设备的 Thunderbolt 3,那么最大吞吐量仅为 10Gb/s。因此,检查连接到设备的线缆是否合适非常重要。
  

线缆

建议使用外置硬盘随附的原装线缆,因为许多第三方线缆可能使用不同的协议或者粗制滥造,从而影响性能、甚至损坏硬盘或计算机。

注: Thunderbolt 3 线缆有两种类型:有源和无源
  • 无源线缆通常更长、更便宜并且可以达到 20 Gb/秒的速度
  • 有源线缆速度更快,可以达到 40Gb/秒;但价格更高,并提供不同的尺寸。
  

资源

您的计算机对于外置硬盘的性能起着重要的影响作用。取决于计算机的硬件,资源可能需要与其他组件共享。如果所有资源都处于使用状态,就有可能会影响外置硬盘的传输速度。
例如,某些 Thunderbolt 3 计算机仅设计两个 PCI 通道。但是为了达到 Thunderbolt 3 支持的 40Gb/s,需要四个 PCI 通道。这意味着,如果计算机只有两条通道,则最大可能速度为 20Gb/s。MacBook Pro(13 英寸,2016 年末)就很好地展示了这一限制。有关更多详细信息,请访问 2016 年末 MacBook Pro 性能缓慢。此外,一些 Dell Thunderbolt 3 系统的设计有所不同。有些型号配备两条 PCI 通道,有些配备四条 PCI 通道,请参阅此处了解更多详细信息。
在进行大型数据传输或尝试最大化整体传输速度时,最好确保尽量减少任何其他任务。这会使您的系统更专注于数据传输,从而提高传输性能。

 

文件系统

您可以通过使用计算机的本机文件系统格式化存储设备来优化性能。如果您打算仅在 Mac 上使用存储设备,那么最好格式化为“Mac OS 扩展(日志式)”,这也称为 HFS+ 或 APFS。如果您需要同时在 Mac 和 PC 上使用您的设备,则最好格式化为 exFAT。但是由于这一系统并不是适合两种操作系统的最佳文件系统,因此可能无法获得最佳的传输率。有关如何格式化存储设备的其他信息,请访问如何格式化硬盘

 

来源和目的地

如果数据传输来自比外部硬盘速度慢的源硬盘,则传输速率会受到影响,因为它受到较慢硬盘的限制。此外,如果存储空间几乎已满,这也会导致性能下降。

 

HDD 和 SSD

当今市面上有几种不同类型的外置硬盘。有些使用的是传统旋转硬盘 (HDD),还有一些使用的是速度更快的固态硬盘 (SSD) 技术。设备配备不同类型的接口,因此除其他因素外,外置硬盘的性能由用于存储数据的技术和设备配备的接口类型决定。
每种技术的主要特点如下:
 
HDD
HDD 由包含一个或多个盘片、磁头和其他组件的运动部件组成,它们将数据磁性存储在盘片(磁盘)上。HDD 具有两种尺寸,分别是 3.5 英寸和 2.5 英寸,RPM(每分钟旋转次数)从 5,400 RPM 到 7,200 RPM 不等。最新的 HDD 使用 SATA 连接。
 
SSD
与 HDD 不同,SSD 没有活动部件。它由 NAND 闪存组成,可提供更快的性能、无噪音的运行和出色的可靠性。闪存的类型多种多样,这意味着 SSD 的性能将取决于所使用闪存的类型。此外,性能可能会随时间变化,这取决于读/写历史记录和应用于硬盘的刺激(IO 请求)类型。通常,硬盘越新,性能越强。请参阅下表,了解闪存类型之间的主要区别:
 
NAND 闪存类型

优点

缺点

SLC 

单层单元

每单元存储一位数据

 

企业级解决方案

更快的性能

最准确的数据读写。

低密度(每单元 1 位)

低功耗

高寿命 - 周期约为 90,000 - 100,000

最昂贵
 
 

eMLC 

企业级多层单元

每单元存储多位数据

 

企业级解决方案

性能 - 比 MLC 更快

成本低于 SLC

寿命比 MLC 长 - 周期 ~20,000 - 30,000 

针对企业进行了优化

性能 - 比 SLC 慢

高密度(每单元存储两位数据)

MLC 

多层单元

每单元存储多位数据

 

消费级/游戏级解决方案

比 SLC 便宜

比 TLC 闪存更可靠

 
 
 

性能 - 比 SLC 慢

数据读写精度较低

高密度(每单元存储两位数据)

更高的功耗

低寿命 - 周期 ~10,000 

TLC 

三层单元

每单元存储三位数据

 

消费级解决方案

低成本

性能 - 比 MLC 慢

高密度(每单元 3 位)

低寿命 - 周期 ~3,000 -5,000

 

QLC 

四层单元

每单元存储四位数据

 

消费级解决方案

低成本

 

性能 - 比其他任何闪存类型都慢

高密度(每单元存储四位数据)

低寿命 – 周期 ~1000

 
大多数最新版本的 HDD 使用 SATA 连接,但对于 SSD,有不同的技术可用,如下所示:

SATA III – 也称为 SATA 6Gb/秒,是第三代 SATA 接口,运行速度为 6Gb/秒,吞吐量为 600MB/秒。

PCIe(外设组件互连扩展总线)- 此接口通常用于将组件直接连接到计算机的主板,例如显卡、RAID 卡等。但最近使用此接口可以使用 SSD 了。PCIe 有许多版本。目前在双向模式下 SSD 使用的 PCIe Gen 3 支持高达 4GB/秒带宽,Gen 4 支持 64GB/秒带宽。

M.2 - 也称为 NGFF(下一代规格)提供多功能性和灵活性,因为它支持 SATA III 和 PCIe 连接,并且有多种尺寸。最常见的是 M.2 2280,尺寸为 80 x 22 毫米。

NVMe - NVMe(非易失性高速内存)是专门为 SSD 设计的协议,支持在控制器与存储组件之间进行通信,从而优化性能。该技术有多种规格:U.2(专用于 NVMe)、PCIe 和 M.2。NVMe 旨在探索 SATA 使用的 AHCI(高级主机控制器接口)所实现的潜力。NVMe 提高了同时接收读写命令的能力,从而降低了延迟、节省了能源,最重要的是提高了性能。

 

RAID 

某些外置硬盘可能配备 RAID 功能,这也可能会影响性能。例如,使用 RAID 0 时,通常可获得优于单个硬盘的速度;但是使用 RAID-1 时,不太可能发现实际的性能改进。
 
RAID 配置示例
 
标准 RAID
RAID
最少磁盘
数据保护
容错
性能
读/写
容量利用率

RAID 0

2

0 个磁盘

100%

RAID 1

2

1 个磁盘

50%

RAID 5

3

1 个磁盘

67% - 94%

RAID 6

4

2 个磁盘

50% - 88%

嵌套 RAID

RAID 10

4

每嵌套 1 个圆盘

50%