PC-urile sunt mașini complicate, pline cu zeci de componente mai mici, toate lucrând împreună. Oricine a lucrat cu hardware PC este familiarizat cu specificațiile principale ale hard diskului, cum ar fi capacitatea, vitezele de citire/scriere și vitezele de rotație a platoului. Cu toate acestea, există o caracteristică mai puțin cunoscută și adesea trecută cu vederea, care afectează viteza și performanța hard diskului. Caracteristica este cunoscută sub numele de cache pentru hard disk. Să aruncăm o privire rapidă la ce memoria cache a hard diskului și SSD cache este și cum funcționează.
Ce este hard disk cache?
Cache-ul hard diskului este adesea cunoscut sub numele de buffer de disc. Prin acest nume, scopul său devine puțin c. Acționează ca un spațiu de memorie temporar în timp ce hard disk-ul citește și scrie date în stocarea permanentă de pe platouri.
Vă puteți gândi la memoria cache a unui hard disk ca fiind ca memoria cu acces aleatoriu (RAM) care este special concepută pentru hard disk. Hard disk-urile au microcontrolere încorporate care guvernează și procesează datele care intră și ies, la fel ca un procesor. Cache-ul funcționează împreună cu microcontrolerul pentru a stoca memoria pe măsură ce este procesată.
De asemenea, vă puteți gândi la memoria cache a hard disk-ului ca la ceva asemănător cu tamponarea atunci când vine vorba de streaming de conținut. Toată lumea s-a ocupat de transmiterea în flux a unui videoclip pe o conexiune lentă. Playerul video așteaptă înainte sau în timpul redării pentru a colecta date, astfel încât să poată continua redarea video mai ușor pe măsură ce progresează. Cache-ul hard disk-ului permite unui hard disk să facă același lucru atunci când citește și scrie date.
Cum functioneazã?
Pe măsură ce unitatea de hard disk citește și scrie date, le trage de pe platouri. Foarte des, un hard disk lucrează cu aceleași date în mod repetat, deoarece persoana care utilizează computerul lucrează de obicei la una sau două sarcini odată. Unitatea de hard disk (HDD) reține în cache datele pe care dvs. sau programele dvs. le utilizați cel mai frecvent și, cel mai recent, eliminând nevoia de a le scoate de pe platouri de fiecare dată când este nevoie de date. Această acțiune accelerează performanța unității.
Citirea înainte și în urmă
De obicei, un hard disk nu preia doar datele de care are nevoie. De asemenea, citește datele din jurul lui. Hard disk-urile nu sunt eficiente. Platourile rotative și capetele de citire/scriere sunt limitate în mod inerent de părțile fizice în mișcare, care sunt mult mai lente decât unitățile SSD care nu au componente mobile. Prin urmare, hard disk-urile încearcă să compenseze prin ghicire.
Când un utilizator sau un program solicită date (îmi amintește de Tron), hard diskul citește acele date și datele din jurul lui de pe platou și le stochează pe toate în buffer. Deoarece există o probabilitate decentă ca datele din jur să fie similare, unitatea presupune că utilizatorul sau procesul va solicita și datele din jur în curând.
Flux de date seara
Există o mulțime de pași diferiți pentru a prelua date de pe un hard disk. Fiecare dintre ele necesită timp și se sincronizează rar. Transferul datelor de pe hard disk prin SATA se mișcă de obicei mult mai rapid decât poate citi și scrie unitatea de date pe platouri. Buffer-ul de disc este adesea folosit pentru a uniformiza acest flux de date și a face procesul mult mai ușor.
Minimizarea timpilor de așteptare la scriere
Din nou, hard disk-urile sunt lente. Acestea sunt probabil cea mai consumatoare de timp a oricărui computer din cauza părților lor fizice în mișcare. Scrierea datelor este de obicei „dureroasă” pentru utilizator.
Cache-ul ajută la accelerarea proceselor de scriere a datelor, păcălind practic restul computerului. Un hard disk va prelua date în memoria cache și va începe să le scrie. În loc să aștepte să scrie toate datele pe platouri, HDD-ul semnalează computerului că a făcut-o. PC-ul sau Mac-ul fie continuă să trimită mai multe date, fie trece la alte sarcini, crezând că procesul este complet. În orice caz, acest lucru permite computerului în ansamblu să continue la următorul eveniment.
Există totuși un dezavantaj. În timp ce hard disk-ul încearcă să își respecte promisiunea de a scrie datele, le poate pierde. Dacă computerul este oprit brusc, toate datele stocate în cache vor dispărea. Cache-ul, ca și RAM, este stocare volatilă.
Accelerarea hard diskului
Cache-ul nu va echivala cu o performanță mai rapidă a drive-ului pentru sarcini individuale direct. Nu este ca și cum ar face ca unitatea să se miște mai repede. Cu toate acestea, a avea un buffer de disc permite unui hard disk să efectueze mai multe sarcini mult mai eficient și sunt șanse ca acesta să fie ceva de care veți avea nevoie.
Este rar ca o unitate să facă un singur lucru sau să interacționeze doar cu un proces la un moment dat. Hard disk-urile bazate pe disc sunt încă dispozitive de stocare binecunoscute în PC-urile moderne. Cu toate acestea, unitățile cu stare solidă (SSD) înlocuiesc treptat acele unități hard disk (HDD). Chiar și cu o singură sarcină, este posibil ca mai multe programe să aibă nevoie să acceseze acel spațiu de stocare simultan. Este posibil să lucrați cu două sau mai multe fișiere de pe unitatea de stocare simultan.
Serverele sunt un alt spațiu în care este esențial să aveți cache în hard disk. Hard disk-urile serverelor vor face întotdeauna mai multe lucruri. Gândiți-vă la o bază de date în spatele unui site web. De fiecare dată când un utilizator finalizează o acțiune pe care site-ul trebuie să o stocheze sau să înregistreze, site-ul accesează informațiile și le scrie în baza de date. De fiecare dată când cineva vizitează acel site web, acesta citește din baza de date. Ar fi rar ca unitățile care stochează acea bază de date să nu efectueze mai multe sarcini simultan.
Cache în SSD-uri
SSD-urile nu sunt la fel de lente ca hard disk-urile fizice, deci au nevoie și de cache? Pe scurt, o fac. În timp ce memoria cache din hard disk-urile se comportă ca RAM, memoria cache din unitățile SSD servește ca memorie dinamică cu acces aleatoriu (DRAM). Este mult mai rapid și ține pasul cu SSD-urile.
Chiar dacă SSD-urile sunt mult mai rapide decât omologii lor bazați pe disc, memoria cache oferă totuși beneficii. Unitățile cu stare solidă încă folosesc memoria cache pentru a regla intrarea/ieșirea și pentru a oferi acces de citire și scriere ceva mai rapid. Între timp, unele SSD-uri nu au DRAM încorporată. Economisește consumul de energie, dar forțează unitățile să compenseze în alte moduri.
Cumpărarea unui Drive
Deci, cache-ul contează evident. Cache-ul nu este la fel de important ca specificațiile unității primare, dar ar trebui să țineți cont de el. Dacă unitatea dvs. va fi multitasking sau va rula continuu, ca pe un server sau folosită pentru platforme de jocuri, căutați cache-uri de dimensiuni mai mari. Veți vedea cel mai mare beneficiu de pe urma ei. Utilizatorii casnici care caută o unitate de stocare pentru utilizare ocazională nu trebuie să-și facă griji atât de mult. Pentru SSD-urile, apele sunt puțin mai tulburi, dar merită totuși să luați în considerare memoria cache în procesul de decizie. Alți factori îl pot umbri cu ușurință, totuși.
