将硬盘分区成比实际大小更小的分区，客观上会表现得更好吗？

Question

2016 年我曾经在 80GB 硬盘上工作，而且大部分时间实际上感觉很活泼。在购买了一台配备 1TB 硬盘、更大内存和更快 CPU 的新笔记本电脑后 - 虽然硬盘是新一代硬盘（不确定 RPM 速度），但实际上感觉比我的旧笔记本慢得多。

所以最近我决定将我的 1TB HDD 分区为 80GB 的主分区，并保留其余空间未分配，因为除了操作系统和主 Web 浏览器之外，我真的不需要任何东西。

做完之后 - 出于某种原因，它实际上感觉比以前快得多。文件管理器运行得如此之快，硬盘的整体性能感觉好多了。我想知道它是否只是安慰剂，还是在 SSD 时代之前就已经发生的合法事情。

我读了一些关于“磁盘短行程”的内容，但我不确定这是否与我所做的相同。也许我的 BIO 首先在边缘分区空间？我想知道你对此的解释。

Answer 1

是的，你正在做的事情被称为“短行程”。

它通过限制驱动器的磁头移动来提高寻道性能。硬盘驱动器的性能主要受三个因素的限制：寻道时间（将磁头移入或移出所需柱面所需的时间）、旋转延迟，当然还有实际的数据传输速率。

原则

大多数现代 3.5 英寸硬盘的平均寻道时间在 9 到 10 毫秒范围内。完成“搜索”后，驱动器必须等待所需扇区的开始进入磁头下方。平均旋转延迟只是驱动器转一整圈所需时间的一半。一个 7200 rpm 的驱动器以每秒 120 转的速度转动，所以一个转需要 1/120 秒，所以半转 - 平均旋转延迟 - 是 1/240 秒，或 4.2 毫秒。（请注意，对于每个7200 rpm 的硬盘驱动器，这是相同的。）因此，在开始传输数据之前，我们平均有大约 13 毫秒的时间。

数据传输率取决于驱动器规格。对于现代驱动器，这几乎总是比物理接口（例如 SATA 3）支持的要低一些。请注意，I/O 操作的数据传输部分通常是持续时间最短的部分，使用现代接口几乎可以忽略。即使在旧的 ATA33 驱动器上，传输 4KiB 也只需要 1.2 毫秒。

寻道时间规格是各种头部移动距离的可能寻道时间的平均值。您可以看到从一个圆柱体到相邻圆柱体的搜索比从最里面到最外面的搜索要短得多。（“柱面”是可从单个磁头位置访问的所有磁道的集合。）这两种情况都是非典型情况。HD 性能的假设是被访问的数据将在驱动器中随机分布，因此通常引用的大约 9 或 10 毫秒的寻道时间是许多不同寻道距离的平均值。在最详细的规格表上，一些制造商列出了柱面到柱面（通常标记为“磁道到磁道”），即相邻的寻道时间和最大值（端到端）以及平均值。

当您看到使用大型“顺序”传输完成的驱动器基准测试时，您会看到使用数据访问模式完成的测试，这些模式最大限度地减少了寻道时间和旋转延迟，并最大限度地提高了驱动器板载缓存的有效性。即按顺序读取单个大文件 - 从开始到结束 - 使用一次读取（例如 64 KiB），文件占用一个连续的块范围。

那么短行程是如何工作的呢？

通过创建 - 并且仅使用 - 比驱动器小得多的分区，您将所有数据保存在可能的柱面（磁头位置）的狭窄范围内。这使得最大可能的寻道时间更小，因此平均值更小。它对旋转延迟或传输速率没有帮助。

它有帮助的另一种方法是将驱动器的使用保持在最大容量的柱面。现代 HD 使用“区域位记录”，这意味着外部轨道上的每个轨道比内部轨道上的扇区更多。因此，如果数据位于外圆柱体上，则无需移动磁头即可访问更多数据。

它真的有效吗？

许多不同的技术爱好者网站都对此进行了测试。例如，请参阅Tom's Hardware 上的这篇文章。结果令人印象深刻：每秒的 I/O 速率几乎翻了一番。

但这是通过购买一个大硬盘驱动器并只使用驱动器容量的一小部分来实现的。这会从根本上增加您的每 GB 成本。

但是，有一个解决方法。你不必永远使用驱动器的剩余部分来获得速度优势。当您的系统经常访问您的主分区时，您只需要将它排除在日常使用之外。我们中的大多数人都有一些我们经常访问的文件（操作系统、应用程序和应用程序处理的一些数据）和大量我们不常访问的数据。例如，您可以将驱动器的剩余部分用于某种档案存储，或用于音乐和视频等多媒体文件。媒体播放通常是对单个文件的不频繁、顺序访问，而且您通常不会对机器做太多其他事情。因此，以这种方式使用驱动器不会使媒体播放比所有内容都分布在一个大分区中更糟糕，并且不涉及媒体数据的工作应该会获得短行程的好处。

但这是个好主意吗？

另一方面…… TH 执行的测试是综合基准测试，为了获得这些结果，他们放弃了非常高百分比的磁盘容量。现代操作系统做了很多工作来尝试优化高清性能。一个例子是 Windows 的“文件放置优化”，在这个答案的评论中进行了描述。而“短行程”会降低这种效果。仅仅因为有人在综合基准测试中获得了令人印象深刻的结果并不意味着“短行程”就一定是一件好事。

想一想：如今，1 TB 硬盘的成本约为 50 美元。但是您只使用了其中的 80 GB。你说你只需要操作系统和浏览器......好吧，只要 63 美元，你就可以得到一个三星 128 GB SSD，无论你“短冲程”多远，你的 80 GB 空间和性能都将增加一半高清。或者只需 50 美元，您就可以获得容量为 240 GB 的 SanDisk SSD。这似乎比不使用几乎所有 50 美元的 1 TB 硬盘更好。

顺便提一句

顺便说一句：您的“BIOS”（或 UEFI）不会创建分区，并且与分区所在的位置无关。这取决于操作系统的分区实用程序。我听说过的每个操作系统都首先使用外圆柱体。例如，在 Windows 的磁盘管理实用程序中，每个磁盘内驱动器分区的图形显示显示了最外面柱面在左侧的布局。AOMEI 磁盘分区实用程序执行相同的操作。

旁白 - 真实故事：在 5.25 英寸外形规格硬盘驱动器的尺寸为数十和数百 MB 的那一天，一家名为 CDC 的公司拥有一系列名为“Wren”系列的驱动器。（这个名字无疑是对稍早时代体积大得多的富士通“Eagle”驱动器的一记耳光。）有一段时间，他们还有一个性能稍高的型号，“WrenRunner”。容量增加了大约 90%，成本增加了 20%，平均访问时间缩短了一毫秒左右。经过一些实验，很明显“WrenRunner”只是一个“Wren”，前几条轨道和最后几条轨道被锁定在驱动器的固件中。即您可以通过“短行程”从更便宜的 Wren 中获得相同的性能和容量，尽管我们当时没有使用该术语。