為什麼我的外接式硬碟機硬碟機沒辦法達到廣告宣稱的效能?

外接式硬碟機的效能會受到許多因素影響,包括連線狀況、連接線和裝置類型。本文會提供其中部分因素的相關資訊。

 

於 Windows 啟用寫入快取處理

如果是在 Windows 系統使用外接式硬碟機,啟用寫入快取處理可提升效能。如需相關說明,請參閱如何提升外接式硬碟機在 Windows 下的效能

 

速率在傳輸期間下降

將資料傳輸到外接式硬碟機時,可能會注意到一開始傳輸率較高 (這種情況也稱為突發速率),而到某個時間點後就會發現傳輸速率開始下降。這是因為資料會先寫入目標硬碟機的快取記憶體,等到快取記憶體空間滿了之後,效能便會減慢。檔案類型或檔案大小也會影響資料傳輸速率。舉例來說,如果在資料傳輸期間發現速度下降,可能是因為目前正在傳輸小檔案,而之前傳輸的是大檔案。

 

介面

市面上有許多介面種類,因此一定要知道自己的電腦是否支援外接式硬碟機的介面。如需更多資訊,請查閱電腦文件或聯絡或洽詢製造商。
幾種常見介面的最大傳輸量如下所示:
 
介面

(每秒十億位元) 傳輸率 (每秒百萬位元組)

Thunderbolt 5

最高 80Gb/秒最高 10,000MB/秒

Thunderbolt 4

最高 40Gb/秒最高 5,000MB/秒

Thunderbolt 3

最高 40Gb/秒

最高 5,000MB/秒

Thunderbolt 2

最高 20Gb/秒

最高 2,500MB/秒

Thunderbolt 1

最高 10Gb/秒

最高 1,250MB/秒

USB 4

最高 40Gb/秒*最高 5,000MB/秒

USB 3.2 Gen 2x2

最高 20Gb/秒*

最高 2,500MB/秒

USB 3.1 Gen 2

最高 10Gb/秒

最高 1,250MB/秒

USB 3.1 Gen 1

最高 5Gb/秒

最高 625MB/秒

SuperSpeed USB 3.0

最高 5Gb/秒

最高 625MB/秒

Hi-Speed USB 2.0

最高 480Mb/秒

最高 60MB/秒

*備註:

  • USB 3.2 Gen 2x2:10Gb/秒雙通道。
  • 電腦與裝置均必須支援 40GB/秒的速度

 

連線能力

為了達到最佳效能,建議直接將外接式硬碟機連接到電腦上。轉接頭、集線器等類型的擴充方式,都會影響到外接式硬碟機的效能。
如果外接式硬碟機具有多種介面,請務必在正確的連接埠上使用正確的連接線。舉個例子:如果外接式硬碟機有提供 Thunderbolt 3 連接埠和 USB-C 3.1 連接埠,但使用者將 USB-C 3.1 Gen 2 連接線接到裝置的 Thunderbolt 3 上,最大傳輸量會是 10Gb/秒。因此請務必檢查裝置上的連接線是否正確。
  

連接線

建議使用外接式硬碟機本身隨附的原廠連接線,許多第三方連接線可能會使用不同的通訊協定,或是製造品質不良,因而影響到效能表現,甚至還可能會損壞硬碟機或電腦。

備註:Thunderbolt 3 連接線有兩種類型,分成主動式和被動式
  • 被動式連接線通常長度較長、價格較便宜,速度可達 20Gb/秒
  • 主動式連接線速度較快,最高可達 40Gb/秒,價格較高,有各種尺寸。
  

資源

您的電腦對外接式硬碟機效能的影響力很大。電腦上的資源可能會由多種元件共享,視電腦硬體而定。如果所有資源同時在使用中,就可能會影響外接式硬碟機的傳輸速度。
比方說有些 Thunderbolt 3 電腦的設計採用兩個 PCI 通道,但若要達到 Thunderbolt 3 的 40Gb/秒傳輸速度,則需要使用四個 PCI 通道。也就是假如電腦只有兩個通道,所能達到的最高速度上限即是 20Gb/秒。2016 年後半推出的 MacBook Pro 13 吋版本就是受到此種限制的最佳例子。如需更多資訊,請參閱 2016 MacBook Pro 效能緩慢。此外,部分, Dell Thunderbolt 3, 系統的設計不太一樣。有些型號採用兩個 PCI 通道,有些則是四個 PCI 通道。如需更多資訊,請參閱此處
在進行大型資料傳輸作業,或是想要加快整體傳輸速度時,建議盡量減少其他進行中的作業。如此系統就能更加專注在資料傳輸上,進而提升傳輸效能。

 

檔案系統

將儲存裝置格式化為電腦原生檔案系統,可達到最佳效能。如果只打算在 Mac 上使用您的儲存裝置,建議格式化為 Mac OS Extended (Journaled),也就是 HFS+ 或 APFS。至於 Windows,建議格式化為 NTFS。如果需要在 Mac 和 PC 之間交替使用裝置,則建議格式化為 exFAT。但因為這並非這兩種作業系統的最佳化檔案系統,可能無法達到最佳傳輸率。如需進一步瞭解如何格式化儲存裝置,請參閱如何格式化硬碟機

 

來源與目的地

如果資料傳輸的來源硬碟機速度比外接式硬碟機更慢,則傳輸率會受限於速度較慢的硬碟機,傳輸速度就會受到影響。此外,如果儲存空間幾近全滿,也會導致效能變慢。

 

HDD 與 SSD

現在市面上有許多類型的外接式硬碟機可供選擇。有些使用的是傳統的旋轉硬碟機 (HDD) 技術,有些則採用速度較快的固態硬碟機 (SSD) 技術。硬碟機會採用各種不同的介面。因此影響外接式硬碟機效能的最主要因素,還是在於資料儲存技術和裝置介面類型。
各種技術的主要特點如下所示:
 
HDD
由可移動的零件組成,內有一個或更多個碟片、磁頭和其他組件。HDD 是採磁性方式在碟片 (磁碟) 上儲存資料。HDD 有兩種規格尺寸:3.5 吋與 2.5 吋。轉速 (即每分鐘轉數,RPM) 從 5,400 RPM 到 7,200 RPM 各有不同。最近大部分的 HDD 都是採用 SATA 連線。
 
SSD
SSD 與 HDD 不同,內部沒有任何可移動的零件。SSD 採用 NAND 快閃記憶體達到更快的效能,運作時更加安靜無聲,也更可靠穩固。快閃記憶體有各種類型,因此 SSD 的效能取決於所用的快閃記憶體種類。效能也會隨著時間過去而有所變化,因為效能會受到讀/寫的累積情況,以及觸發硬碟機的類型 (IO 請求) 影響。通常越新的硬碟機效能越好。快閃記憶體類型的主要差異如下所示:
 
NAND 快閃記憶體類型

優點

缺點

SLC

單層單元

每個單元一個資料位元

 

企業級解決方案

效能更快

資料讀寫最準確

低密度 (每個單元 1 個位元)

低耗電量

壽命長:週期約 90,000 - 100,000

最昂貴
 
 

eMLC

企業級多層單元

每個單元多個資料位元

 

企業級解決方案

效能:快於 MLC

要價低於 SLC

壽命長於 MLC:週期約 20,000 - 30,000

企業最佳化設計

效能:慢於 SLC

高密度 (每單元 2 位元)

MLC

多層單元

每個單元多個資料位元

 

消費型/遊戲型解決方案

要價低於 SLC

可靠度高於 TLC 快閃記憶體

 
 
 

效能:慢於 SLC

資料讀寫較不準確

高密度 (每單元 2 位元)

耗電量較高

壽命短:週期約 10,000

TLC

三層單元

每個單元三個資料位元

 

消費型解決方案

低成本

效能:慢於 MLC

高密度 (每單元 2 位元)

壽命長:週期約 3,000   -5,000

 

QLC

四層單元

每個單元四個資料位元

 

消費型解決方案

低成本

 

效能:慢於其他選擇

高密度 (每單元 4 位元)

壽命短:週期約 1000

 
最近大部分的 HDD 版本都是採用 SATA 連線,但 SSD 則有各種不同的技術,如下所示:

SATA III:也稱為 SATA 6Gb/s,是第三代 SATA 介面,執行速度為 6Gb/秒,傳輸量為 600MB/秒。

PCIe (快捷週邊組件互連介面):此介面通常用於直接將組件連接到電腦主機板,例如顯示卡、RAID 卡等。但最近也有 SSD 採用此種介面。PCIe 有許多版本,但目前所製造的 SSD 採用的是 PCIe Gen 3,支援頻寬最高為 4Gb/秒,而 Gen 4 在雙向模式下最高可支援 64GB/秒。

M.2:也稱為 NGFF (Next Generation Form Factor),可支援 SATA III 及 PCIe 連線,且有各種不同尺寸,兼具多功能與靈活彈性的特質。最常見的是 M.2 2280,尺寸為 80 x 22 公釐。

NVMe:NVMe (Non-Volatile Memory Express) 是專門為 SSD 設計的通訊協定,允許控制器與儲存組件之間的通訊,進而達到最佳效能。此種技術有各種不同的尺寸規格:U.2 獨家使用 NVMe、PCIe 和 M.2。NVMe 的設計是為了進一步探索 AHCI (Advanced Host Controller Interface) 的潛能,以求超越搭配 SATA 使用時的極限。NVMe 可加強同時接收讀取和寫入指令的能力、降低延遲、節能省電,最重要的是能夠改善效能。

 

RAID

有些外接式硬碟機具備 RAID 功能,效能可能會因此受影響。比方說通常會認為 RAID 0 的速度較單台硬碟機更快,但 RAID 1 大概就不太能實際感受到效能有所提升。
 
RAID 配置範例
 
標準 RAID
RAID
硬碟機最低數量
資料保護
容錯移轉
效能
讀/寫
容量使用量

RAID 0

2

0 個磁碟

100%

RAID 1

2

1 個磁碟

50%

RAID 5

3

1 個磁碟

67% - 94%

RAID 6

4

2 個磁碟

50% - 88%

巢狀 RAID

RAID 10

4

每個巢 1 個磁碟

50%