Что такое кэш жесткого диска и что он делает?

ПК представляют собой сложные машины, заполненные десятками мелких компонентов, работающих вместе. От вашего процессора и графического процессора до жесткого диска и памяти, каждый маленький кусочек вашего настольного или портативного ПК должен объединяться для выполнения операций и запуска приложений. Любой, кто работал с аппаратным обеспечением ПК, знаком с основными характеристиками жесткого диска, такими как емкость, скорость чтения / записи и скорость вращения диска. Однако есть менее известная и часто упускаемая из виду функция, которая может реально повлиять на скорость вашего жесткого диска: размер вашего кеша. Давайте кратко рассмотрим, что такое кеш жесткого диска и как он работает.

Что такое кэш жесткого диска?

Быстрые ссылки

  • Что такое кэш жесткого диска?
  • Как это работает?
    • Чтение впереди и позади
    • Вечерний поток данных
    • Минимизация времени ожидания при записи
  • Ускорение вашего жесткого диска
    • Кэш в SSD
    • Покупка диска

Кеш жесткого диска часто называют дисковым буфером. С этим именем его цель становится немного более понятной. Он действует как временная память для жесткого диска, поскольку он читает и записывает данные в постоянное хранилище на пластинах.

Вы можете думать о кеше жесткого диска как о оперативной памяти специально для жесткого диска. Аналогия на самом деле тоже очень хорошо подходит. Жесткие диски имеют встроенные микроконтроллеры, которые управляют и обрабатывают данные, поступающие на диск и выходящие из него, подобно центральному процессору. Кэш работает совместно с этим контроллером для хранения памяти в процессе ее обработки.

Вы также можете думать об этом как о буферизующем видео. Все имели дело с потоковым видео по медленному соединению. Видеопроигрыватель ожидает до или во время воспроизведения, чтобы собрать больше данных, чтобы продолжить плавное воспроизведение видео в дальнейшем. Кэш жесткого диска позволяет жесткому диску делать то же самое при чтении или записи данных.

Как это работает?

Поскольку жесткий диск читает и записывает данные, он должен извлекать эти данные из пластин. Очень часто жесткий диск многократно работает с одними и теми же данными, так как человек, использующий компьютер, вероятно, будет работать над одной или двумя задачами одновременно. Диск хранит данные, которые вы или ваши программы используете чаще всего и в последнее время, в своем кеше, устраняя необходимость извлекать их из пластин каждый раз, когда эти данные необходимы, и ускоряя работу накопителя.

Чтение впереди и позади

Как правило, жесткий диск не просто получает нужные данные. Он также читает данные вокруг него. Жесткие диски не эффективны. Система вращающихся пластин и головок чтения / записи по своей природе ограничена опорой на физические движущиеся части. Движущиеся части намного медленнее, чем полностью электронные. Таким образом, жесткие диски пытаются компенсировать, угадывая.

Когда пользователь или программа запрашивает данные, жесткий диск извлекает эти данные и данные вокруг них на диск и сохраняет их в буфере. Поскольку существует достаточная вероятность того, что окружающие данные похожи, накопитель делает ставку на то, что пользователь или процесс, который запросил исходные данные, также вскоре запросит окружающие данные.

Вечерний поток данных

Есть несколько разных шагов для извлечения данных с жесткого диска. Каждый из них требует времени, и они редко синхронизируются. Передача с жесткого диска через SATA обычно происходит намного быстрее, чем диск может читать и записывать данные на диски. Дисковый буфер часто используется, чтобы выровнять этот поток данных и сделать процесс намного более плавным.

Минимизация времени ожидания при записи

Опять же, жесткие диски работают медленно. Они, вероятно, самая медленная часть любого компьютера из-за их физических движущихся частей. Запись данных обычно особенно болезненна.

Кэш-память помогает ускорить запись, лгая остальному компьютеру. Жесткий диск поместит данные в кеш и начнет их запись. Вместо того, чтобы ждать, чтобы записать все эти данные на диски, накопитель сообщает остальной части компьютера, что он записал все данные. Компьютер либо продолжает отправлять больше данных, либо продолжает, полагая, что процесс завершен. В любом случае, это позволяет компьютеру в целом перейти к следующей задаче.

Хотя есть и обратная сторона. Пока жесткий диск пытается выполнить свое обещание записать данные, он может его потерять. Если компьютер внезапно выключится, все данные, хранящиеся в кеше, ожидающем записи, исчезнут. Кэш, как и RAM, является энергозависимым хранилищем.

Ускорение вашего жесткого диска

Кэш-память не будет напрямую приравниваться к более быстрой производительности накопителя при выполнении отдельных задач. Не похоже, что это на самом деле заставляет диск двигаться быстрее. Однако наличие дискового буфера позволяет многозадачности жесткого диска работать намного эффективнее, и есть вероятность, что это то, что вам нужно.

Редко, когда диск выполняет только одно действие или взаимодействует только с одним процессом за раз. В большинстве случаев основанные на дисках жесткие диски станут накопителями на современных ПК, а операционная система и приложения будут установлены на твердотельные накопители. Даже при выполнении этой единственной работы нескольким программам может потребоваться доступ к этому хранилищу одновременно. Вы можете даже активно работать с двумя или более файлами с вашего накопителя одновременно.

Серверы — это еще одно пространство, где очень важно иметь кеш на жестких дисках. Серверные жесткие диски всегда будут выполнять несколько задач. Подумайте о базе данных за веб-сайтом. Каждый раз, когда пользователь на этом сайте выполняет действие, которое веб-сайт должен сохранять или регистрировать, сайт обращается к базе данных и записывает ее. Каждый раз, когда кто-то просматривает этот сайт, он читает из базы данных. Редко, когда накопители, хранящие эту базу данных, не будут одновременно выполнять несколько задач.

Кэш в SSD

SSD не так медленны, как физические жесткие диски, поэтому им тоже нужен кеш? Короче, вроде как. Большинство твердотельных накопителей используют кеш-систему. В то время как кеш в жестких дисках ведет себя как RAM, кеш в твердотельных накопителях фактически является DRAM. Это намного быстрее и идет в ногу с самими приводами.

Несмотря на то, что твердотельные накопители намного быстрее, чем их дисковые аналоги, кэш-память все еще имеет свои преимущества. Твердотельные накопители по-прежнему используют кэш для регулирования накопителей и обеспечивают более быстрый доступ для чтения и записи. Между тем, некоторые SSD не имеют встроенного DRAM для кеширования. Это экономит энергопотребление, но заставляет диски компенсировать это другими способами.

Покупка диска

Итак, кеш, очевидно, имеет значение. Кэш-память, вероятно, не будет иметь такого же значения, как основные характеристики накопителя, но вы все равно должны это учитывать. Если ваш диск будет работать в многозадачном режиме или работать постоянно, как на сервере, поищите больший размер кэша. Вы увидите наибольшую пользу от этого. Домашним пользователям, которые ищут накопитель, к которому они будут иметь доступ только в некоторых случаях, не нужно беспокоиться об этом. Для твердотельных накопителей вода немного мутнее, но все же стоит рассмотреть кэш в процессе принятия решения. Другие факторы могут легко затмить его, хотя.

Если вы все еще хотите ускорить работу вашего ПК с Windows 10, ознакомьтесь с нашим обширным руководством, как это сделать.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector