兼顾技术和应用 市售高性价比硬盘一网打尽(2)

三、附件价值3GB/S和NCQ

　　3GB/S和NCQ是SATA2.5的主要特征，不过坦白来说对于目前家庭用户的影响还不是非常大。目前影响家庭用户磁盘性能的还是持续传输速率、寻道时间和硬盘转速， 这三大参数造成了各大品牌的硬盘性能存在一定的差距。持续传输速率、寻道时间和硬盘转速以后才是3GB/S和NCQ。

性能测试

　　3GB/S的概念很容易看出来，SATA接口速度提升到3GB/S以后，最直观的就是在磁盘的缓冲区读写数据的爆发速率超过了1.5GB/S。从上图的测试数据看来，在ICH7R上安装了四颗支持3GB/S硬盘组成的Raid5阵列，在打开“写缓存”的设置下， 爆发速度轻而易举突破10GB/S，平均持续传输速率也达到了惊人的200MB/S。

　　我们再来看看NCQ。高层建筑的电梯与硬盘技术 SATA 接口全速命令队列（ NCQ ）之间有什么共同之处？二者都具有可靠、高效地输送能力，这使得这两种完全不同的运输机制，在技术上有了非常相似之处。

　　在高层办公建筑内乘坐电梯。当工作人员和来访者进入电梯要去不同的楼层时，他们就按楼层按钮。当许多人在不同的楼层进入电梯，要去往不同的楼层时，电梯并不是按照按钮按下的顺序去停靠楼层，这种方法会给电梯的各种部件造成不必要的磨损，比如： 钢索系统、刹车、液压系统、传动装置 和导向轴等。对于许多乘客来说，当一部笨拙的电梯哼哼唧唧地从一层开到另一层，按照按钮按下的顺序停靠卸栽乘客时，会产生许多额外的等候时间。电梯最顺畅有效的运行顺序是，每次都运行到最近的楼层停靠，每次向反方向运行之前，先要到达最高或最低的停靠点。

　　硬盘的 NCQ 技术使用类似的方法来高效地安排和运行数据命令。没有 NCQ 的硬盘像笨拙的电梯一样效率低下，并会按照命令发送到硬盘的顺序来执行它们。有了 NCQ ，硬盘会考虑读 / 写头在盘片上的位置，然后决定最有效的命令执行顺序，像电梯一样，先将磁头移到最近的位置执行命令，再按照相同的方式到下一个位置。

　　在“ SATA1.0 技术规范扩充版”引入的大多数先进特性中， NCQ 是一种命令协议，它能允许同一块硬盘在同一时间有多个待执行命令。 NCQ 有一个待执行命令的内部队列，该队列与跟踪待执行命令和已完成工作的机制一起，对队列中的命令进行重新计划或排序。 NCQ 还允许主机在硬盘为另一个命令查寻数据时，对硬盘发出附加命令。这样做的结果是减少了机械运动，降低了盘片的旋转延迟，提高了性能。

NCQ

　　当明显需要对待处理命令重新排队以减小机械负担，改善输入 / 输出（ I/O ）延迟时，这样做要比简单地在队列中收集命令效果好。重排序算法使用一个被称为“基于寻道和旋转优化的命令重新排序”，或者称为标记命令队列（ TCQ ）的过程，优化了目标数据的线性和角度定位，从而最大程度地缩短总服务时间。命令队列减轻了机械负荷，降低了机械磨损，延长了硬盘寿命。 NCQ 是执行标记命令队列（ TCQ ）的高效协议。

　　NCQ 通过在较少的磁盘旋转中处理更多的 IOPS 来减少旋转延迟。结果是在繁重工作负荷中，有更多的 IOPS 被处理了。 NCQ 是动态的，工作负荷越重，硬盘性能越高，考虑到目前家庭用户的负荷情况，NCQ并不是必须的。异步 I/O ，NCQ才可以在优化各种计算机的性能上提高一大步，工作站和入门级服务器。