硬盘上的随机读/写非常慢

Question

我有一个大约 8 岁的笔记本电脑硬盘。感觉硬盘很慢，很多情况下，我在登录后和打开应用程序等操作时发现Windows任务管理器中的“活动时间”为100%。我做了一个基准测试，这是结果。

顺序读取的速度很好，大约为 70MB/s，但在进行随机 R/W 时，它下降到小于 1MB/s。这是正常的吗？还是由于某些组件损坏/磨损？

硬盘规格：

Western Digital WD5000LPVT 500GB SATA Hard Drive 
Capacity: 500GB.
Speed: 5,400RPM. 
Interface Types: SATA. 
Form Factor: 2.5inx7mm Fits
All laptops. Sector Size: 512 / 512e. 
Sustained Throughput: 147.
Electrical Interface: SATA 300 - 3.0Gbps. 
On-Board Cache: 8MB.

[编辑]：上传 CrystalDiskInfo 结果

碎片化 (0%)

预取/超取

Answer 1

这对于 5400 rpm 磁盘上的随机 I/O 性能来说是完全正常的。一个 5400 rpm 的磁盘可以管理大约 90 IOPS，因为所需的扇区每秒只能在磁头下方移动 90 次（每分钟 5400 次）。

所以对于 4KB 块，即 4KB * 90 = 360KB/s。

这与您所看到的大致相符。

Answer 2

您的硬盘是 WD5000LPVT，2.5" 500GB 5400rpm 型号。

查看UserBenchmark您的结果并没有异常。随机读取结果应该在 0.1-0.5 MB/s 之间，你的已经很不错了。UserBenchmark 随机写入为 0.76-2.3 MB/s，您的 ~0.85 偏低但未超出范围。

对于此磁盘模型，这些值似乎是正常的。HDD 通常有很糟糕的随机访问结果，尤其是 5400rpm 的。

Answer 3

硬盘驱动器由以指定速度转动的盘片和沿盘片半径移动的读写磁头组成。

要读取磁盘上的随机块，需要做两件事：

• 磁头需要沿着盘片半径（寻道时间）移动到正确的“轨道” 。

• 盘片需要旋转，直到正确的“扇区”或块位于读/写头下方（旋转延迟）。

平均随机寻道时间通常在 9 到 15 毫秒之间，具体取决于磁盘。对于这个特定的磁盘，它是12 ms。

平均随机旋转延迟直接取决于驱动器旋转速度。磁盘有多种速度，从 5400 RPM（每分钟转数），这是小型消费 2.5" 磁盘的标准，到高端企业级磁盘的 15000 RPM。

在 5400 RPM（即每秒 90 转）下，正确的块平均需要5.6 毫秒才能进入读写头。

这意味着平均而言，读取一个随机块需要17.6 毫秒（不包括命令处理和数据传输本身，但相比之下，这通常是花生）。

这又意味着每秒读取次数低于57 次。基准测试使用的4K 块为 228 KB/s，或0.228 MB/s。所以基准测试的结果实际上比理论略好！

这是RND4K Q1T1读取测试（第一个屏幕截图的左下角），这是最终的随机读取测试，每次读取都会等待其结果，然后再进行下一次读取。

该Q32T1测试利用排队：在等待结果之前将多个读取命令（最多 32 个）发送到驱动器（并且一旦结果返回，就会请求新的读取，维护一个包含 32 个待处理读取的队列）。

这使驱动器能够对读取重新排序，从而减少随机性。例如，从磁道 1 到磁道 2 的寻道时间比从第一个到最后一个更短，因此在递增的磁道上对读取进行排序可以节省时间。如果从同一磁道读取多个块（无需查找，您可以读取读/写头下的第一个块），这也有帮助。

写测试通常有缺陷，因为磁盘会缓存写入并说“是的，我知道了”，即使它尚未写入磁盘，因此要准确判断它们要困难得多。

所以：

• 您的磁盘似乎在规格范围内运行
• 您的磁盘与所有消费级笔记本电脑硬盘一样，速度很慢。这里并不奇怪。
• 如果您想要更好的搜索（随机）性能，没有什么比 SSD 更好的了。