不同速率下，硬盘的功耗会如何变化？

​众所周知，“硬盘功耗”参数有着重大意义。它不仅直接决定了硬盘的发热，更能深刻影响着笔电的续航。

但是，“硬盘功耗”也是一个难解的话题。很少有传感器能直接收集硬盘功耗数据，厂商间的标定标准也各不相同。多种多样的负载情况，更让真实的功耗数据变得扑朔迷离。为此，我决定进行一次基于移动硬盘盒的SSD功耗测试。

希望本系列文章能够抛砖引玉，让硬盘间的“能耗对比”不再如盲人摸象；更希望这些测试能帮助消费者，让玩家们借此了解硬盘功耗的高低。

本期所聚焦的问题，便是“工作在不同的速率下，硬盘的能耗会有多大变化？”

出于各种原因，我们时常会将PCIE4.0 X4速率的硬盘 安装在PCIE3.0 X4甚至是X2带宽的接口之上。毫无疑问，伴随着接口带宽的下降，硬盘的速度将会不可避免地受到影响。但是与此同时，硬盘的功耗又是否会成比例地下降呢？

遗憾的是，PCI-E接口缺少功耗传感器数据。因此，我决定借助移动硬盘盒和USB电流表完成测试。

测试方法

将待测硬盘安装在移动硬盘盒上，通过USB电流表接入电脑。在进行待机、读写等各项硬盘测试时，USB电流表将会记录移动硬盘盒的整体功耗数据。

在本次测试中，我就将分别收集10Gbps USB Type-C接口 与5Gbps USB Type-A接口上的硬盘盒功耗数据。

但是，移动硬盘盒的实际速率比PCI-E接口低不少，因而电流表记录的功率，可能会略低于硬盘在主板M.2接口上的能耗。不过基于多次测试的数据对比，我们仍然可以推知硬盘之间的相对能耗表现。

此外，测试数据中的“硬盘功耗”，均是硬盘盒所消耗的整体功耗，其中包括硬盘与桥接芯片。但在高负载读写测试中，硬盘的功耗是主要部分。

随机读写测试

首先进行的是随机读写测试。4K读写主要象征着小文件负载表现，它的成绩与日常使用息息相关。

在USB-C 10Gbps接口上，硬盘盒的4K读写功耗约为1.89W。

与之对应的是硬盘的速度——4K读取速度约为50MB/S，写入速度则高达90MB/S。

而到了速度较低的USB-A 5Gbps接口上，硬盘盒的功耗有了明显下降。仅有1.6W左右，较10Gbps接口下降约0.3W。

作为对比，硬盘盒的4K读写速度也有了一定改变。读取速度仅有40MB/S，而写入速度也降低至50MB/S。

顺序读写测试

接下来进行的是硬盘的顺序读写测试，该项目主要表征硬盘的大文件拷贝性能，较为贴合移动硬盘的使用环境。

在USB-C 10Gbps接口上，硬盘盒的能耗大幅增加，达到了2.45W。

从数值上看，10Gbps约为1250MB/S。但是由于协议与传输损耗，接口的实际速率通常在1GB/S上下，而这也符合测试成绩。

而在USB-A 5Gbps接口上，功耗相对低了不少，仅有1.85W左右。

相对的是带宽同样“腰斩”，5Gbps上的硬盘速度大幅下降！仅剩下约420MB/S，尚不及10Gbps接口的1/2。

极端情况测试

通常状况下的成绩我们已经知晓，那么在极端情况下，硬盘的功耗又会如何变化呢？我将硬盘盒接到了USB-A 480Mbps（USB2.0）接口上，记录了一些有趣的数据。

在480Mbps接口上，硬盘的顺序/随机读写功耗均在1.3W以下。明显低于5V 0.5A的电流限制，整体表现较为稳定。

而读写速率尤其值得一提。480Mbps折合约60MB/S。但由于种种损耗，硬盘的实际读写速度只剩下了不足45MB/S，可谓是惨不忍睹。

但是4K读写方面，一切有了改变。25MB/S左右的读写速度仍然称不上高，但还在可以接受的范围之内。

总结

电流表记录的功率，可能会略低于硬盘在主板M.2接口上的能耗。不过基于多个数据间的对比，我们仍然可以得到答案。

不难发现，在能耗相对较高的顺序读写测试中，不同接口之间的速率和功耗差距 均被进一步拉开。

5Gbps的速度仅有10Gbps的45%，而功耗却只下降了25%，而480Mbps的速度甚至只剩下10Gbps的4.5%，可是依然消耗了将近50%的功率。硬盘的顺序读写功耗 确实会随着接口带宽的下降而降低，但是其变化幅度完全不成比例。

而到了考验主控能力的4K读取领域，功耗与性能的对应关系明显线性不少。相较于10Gbps接口，USB 5Gbps的4K读取速度下降了20%，而功耗降低了15%；更极端的480Mbps情况下，4K读写速度仅剩46%，而功耗则剩下66.7%。

看来，如需衡量不同接口下的硬盘功耗，4K读取速度是个可以考虑的方法。它与功耗的关系，可以简单对应为“4K读速每降低1-2%，功耗便会下降1%”。

受限于样本数量，这一结论可能有待完善：不同硬盘之间的能耗表现，也会略有差异；处理器性能的变化，更会影响硬盘的4K读取速度。但对于粗略估算而言，或许已经足够了。

这篇文章到这里就结束了，如果对本文内容与测试数据有疑惑，随时欢迎与我交流！

本次测试使用的硬盘来自海力士，具体型号为BC711-512G。

这里有它的更多信息：​

​本次测试使用的桥接芯片为瑞昱RTL9210B，硬盘盒则是奥睿科M2PJ-C3，固件版本1.23。​

​10Gbps USB电流表为维简C4L

5Gbps USB电流表为FNIRSI-FNB48S

如果你希望了解更多硬盘方面的内容，可以看看这些文章：​​​

​​

​​

​希望这些文章能帮到你！

作者声明本文无利益相关，欢迎值友理性交流，和谐讨论～