Komputery PC to skomplikowane maszyny, wypełnione dziesiątkami mniejszych komponentów, które współpracują ze sobą. Każdy, kto pracował ze sprzętem komputerowym, zna główne specyfikacje dysku twardego, takie jak pojemność, prędkości odczytu/zapisu i prędkości obrotowe talerza. Istnieje jednak mniej znana i często pomijana funkcja, która wpływa na szybkość i wydajność dysku twardego. Ta funkcja jest znana jako pamięć podręczna dysku twardego. Rzućmy okiem na to, co pamięć podręczna dysku twardego oraz Pamięć podręczna SSD jest i jak to działa.
Co to jest pamięć podręczna dysku twardego?
Pamięć podręczna dysku twardego jest często nazywana buforem dysku. Pod tą nazwą jego cel staje się trochę c. Działa jako tymczasowa przestrzeń pamięci, podczas gdy dysk twardy odczytuje i zapisuje dane w stałej pamięci na talerzach.
Możesz myśleć o pamięci podręcznej dysku twardego jako o pamięci o dostępie swobodnym (RAM), która została specjalnie zaprojektowana dla dysku twardego. Dyski twarde mają wbudowane mikrokontrolery, które zarządzają i przetwarzają dane przychodzące i wychodzące, podobnie jak procesor. Pamięć podręczna działa w połączeniu z mikrokontrolerem, aby przechowywać pamięć podczas jej przetwarzania.
Możesz również pomyśleć o pamięci podręcznej dysku twardego jako o czymś podobnym do buforowania, jeśli chodzi o przesyłanie strumieniowe treści. Wszyscy mieli do czynienia z przesyłaniem strumieniowym wideo na wolnym łączu. Odtwarzacz wideo czeka przed lub w trakcie odtwarzania na zebranie danych, dzięki czemu może kontynuować odtwarzanie wideo płynniej w miarę postępu. Pamięć podręczna dysku twardego umożliwia dyskowi twardemu wykonywanie tych samych czynności podczas odczytywania i zapisywania danych.
Jak to działa?
Gdy dysk twardy odczytuje i zapisuje dane, ściąga je z talerzy. Bardzo często dysk twardy pracuje wielokrotnie z tymi samymi danymi, ponieważ osoba korzystająca z komputera zwykle wykonuje jedno lub dwa zadania na raz. Dysk twardy (HDD) przechowuje dane w swojej pamięci podręcznej, z których Ty lub Twoje programy korzystasz najczęściej, a ostatnio eliminując potrzebę wyjmowania ich z talerzy za każdym razem, gdy potrzebne są dane. To działanie przyspiesza działanie dysku.
Czytanie z wyprzedzeniem i z tyłu
Zazwyczaj dysk twardy nie tylko zbiera potrzebne dane. Odczytuje również dane wokół niego. Dyski twarde nie są wydajne. Obracające się talerze i głowice odczytująco-zapisujące są z natury ograniczone przez fizyczne ruchome części, które są znacznie wolniejsze niż dyski półprzewodnikowe bez ruchomych elementów. Dlatego dyski twarde próbują to zrekompensować, zgadując.
Gdy użytkownik lub program żąda danych (przypomina mi Trona), dysk twardy odczytuje te dane i dane wokół nich z talerza i przechowuje je wszystkie w buforze. Ponieważ istnieje spore prawdopodobieństwo, że otaczające dane są podobne, dysk zakłada, że użytkownik lub proces wkrótce zażąda również otaczających danych.
Wieczorny przepływ danych
Istnieje wiele różnych kroków pobierania danych z dysku twardego. Każda z nich wymaga czasu i rzadko się synchronizują. Przesyłanie danych z dysku twardego przez SATA zwykle przebiega znacznie szybciej niż dysk może odczytywać i zapisywać dane na talerzach. Bufor dyskowy jest często używany do wyrównania przepływu danych i znacznie płynniejszego procesu.
Minimalizowanie czasu oczekiwania podczas pisania
Znowu dyski twarde są wolne. Są prawdopodobnie najbardziej czasochłonną częścią każdego komputera ze względu na ich fizycznie ruchome części. Zapisywanie danych jest zwykle „bolesne” dla użytkownika.
Pamięć podręczna pomaga przyspieszyć procesy zapisu danych, wirtualnie oszukując resztę komputera. Dysk twardy zabierze dane do swojej pamięci podręcznej i zacznie je zapisywać. Zamiast czekać na zapisanie wszystkich danych na talerzach, HDD sygnalizuje komputerowi, że to zrobił. Komputer PC lub Mac albo kontynuuje wysyłanie większej ilości danych, albo przechodzi do innych zadań, wierząc, że proces został zakończony. Tak czy inaczej, pozwala to komputerowi jako całości przejść do następnego wydarzenia.
Jest jednak minus. Podczas gdy dysk twardy próbuje dotrzymać obietnicy zapisania danych, może je stracić. Jeśli komputer zostanie nagle wyłączony, wszystkie dane przechowywane w pamięci podręcznej znikną. Pamięć podręczna, podobnie jak pamięć RAM, jest pamięcią ulotną.
Przyspieszenie dysku twardego
Pamięć podręczna nie będzie oznaczać szybszej wydajności dysku bezpośrednio w przypadku pojedynczych zadań. To nie jest tak, że napęd porusza się szybciej. Posiadanie bufora dysku pozwala jednak dyskowi twardemu na znacznie wydajniejszą pracę wielozadaniową i są szanse, że jest to coś, czego będziesz potrzebować.
Rzadko zdarza się, aby dysk robił tylko jedną rzecz lub wchodził w interakcję tylko z jednym procesem na raz. Dyskowe dyski twarde są nadal dobrze znanymi urządzeniami pamięci masowej w nowoczesnych komputerach. Jednak dyski półprzewodnikowe (SSD) stopniowo zastępują te dyski twarde (HDD). Nawet w przypadku pojedynczego zadania wiele programów może potrzebować dostępu do tej pamięci naraz. Być może pracujesz jednocześnie z dwoma lub więcej plikami z dysku.
Serwery to kolejna przestrzeń, w której przechowywanie pamięci podręcznej na dyskach twardych ma kluczowe znaczenie. Serwerowe dyski twarde zawsze będą robić wiele rzeczy. Pomyśl o bazie danych za witryną internetową. Za każdym razem, gdy użytkownik wykonuje czynność, którą witryna musi przechowywać lub rejestrować, witryna uzyskuje dostęp do informacji i zapisuje je w bazie danych. Za każdym razem, gdy ktoś przegląda tę witrynę, odczytuje ją z bazy danych. Rzadko byłoby, gdyby dyski przechowujące tę bazę danych nie wykonywały wielu zadań jednocześnie.
Pamięć podręczna na dyskach SSD
Dyski SSD nie są tak wolne jak fizyczne dyski twarde, więc czy potrzebują też pamięci podręcznej? Krótko mówiąc, robią. Podczas gdy pamięć podręczna na dyskach twardych zachowuje się jak pamięć RAM, pamięć podręczna na dyskach półprzewodnikowych służy jako dynamiczna pamięć o dostępie swobodnym (DRAM). Jest znacznie szybszy i dotrzymuje kroku dyskom SSD.
Mimo że dyski SSD są znacznie szybsze niż ich odpowiedniki na dyskach, pamięć podręczna nadal zapewnia korzyści. Dyski półprzewodnikowe nadal używają pamięci podręcznej do regulowania wejścia/wyjścia i zapewniają nieco szybszy dostęp do odczytu i zapisu. Tymczasem niektóre dyski SSD nie mają wbudowanej pamięci DRAM. Oszczędza zużycie energii, ale zmusza dyski do kompensacji w inny sposób.
Kupowanie dysku
Tak więc pamięć podręczna oczywiście ma znaczenie. Pamięć podręczna nie jest tak ważna, jak specyfikacje dysku podstawowego, ale nadal należy to wziąć pod uwagę. Jeśli twój dysk będzie wielozadaniowy lub będzie działał nieprzerwanie, na przykład na serwerze lub używany na platformach do gier, poszukaj większych rozmiarów pamięci podręcznej. Zobaczysz największe korzyści z tego. Użytkownicy domowi, którzy szukają dysku do sporadycznego użytku, nie muszą się o to tak bardzo martwić. W przypadku dysków SSD wody są nieco bardziej mętne, ale nadal warto wziąć pod uwagę pamięć podręczną w procesie decyzyjnym. Jednak inne czynniki mogą łatwo to przyćmić.