ПК — це складні машини, наповнені десятками менших компонентів, які працюють разом. Кожен, хто працював з обладнанням ПК, знайомий з основними характеристиками жорсткого диска, такими як ємність, швидкість читання/запису та швидкість обертання диска. Однак є менш відома і часто ігнорована функція, яка впливає на швидкість і продуктивність вашого жорсткого диска. Ця функція відома як кеш жорсткого диска. Давайте швидко розглянемо, що кеш жорсткого диска і SSD кеш є, і як це працює.
Що таке кеш жорсткого диска?
Кеш жорсткого диска часто відомий як дисковий буфер. Під цією назвою його призначення стає трохи c. Він діє як тимчасовий простір пам’яті, поки жорсткий диск зчитує та записує дані в постійне сховище на пластинах.
Ви можете уявити кеш жорсткого диска як пам’ять із довільним доступом (RAM), яка спеціально розроблена для жорсткого диска. Жорсткі диски мають вбудовані мікроконтролери, які керують і обробляють дані, що надходять і виходять, подібно до ЦП. Кеш працює разом з мікроконтролером для збереження пам’яті під час її обробки.
Ви також можете розглядати кеш жорсткого диска як щось подібне до буферизації, коли справа доходить до потокового вмісту. Кожен мав справу з потоковим відео на повільному з’єднанні. Відеоплеєр чекає до або під час відтворення, щоб зібрати дані, щоб він міг продовжувати відтворення відео більш плавно в міру його просування. Кеш жорсткого диска дозволяє жорсткому диску виконувати те ж саме під час читання та запису даних.
Як це працює?
Коли жорсткий диск зчитує та записує дані, він витягує їх із пластин. Дуже часто жорсткий диск багаторазово працює з одними і тими ж даними, оскільки людина, яка користується комп’ютером, зазвичай працює над однією-двома завданнями одночасно. Жорсткий диск (HDD) зберігає в кеш-пам'яті дані, які ви або ваші програми використовуєте найчастіше, а останнім часом усуває необхідність витягувати їх з дисків щоразу, коли потрібні дані. Ця дія прискорює роботу накопичувача.
Читання наперед і позаду
Як правило, жорсткий диск не просто збирає потрібні йому дані. Він також зчитує дані навколо нього. Жорсткі диски неефективні. Крутячі пластини та головки зчитування/запису за своєю суттю обмежені фізичними рухомими частинами, які набагато повільніше, ніж твердотільні накопичувачі, які не мають рухомих компонентів. Тому жорсткі диски намагаються компенсувати вгадуванням.
Коли користувач або програма запитує дані (нагадує мені Tron), жорсткий диск зчитує ці дані та дані навколо нього з платформи та зберігає все це в буфері. Оскільки існує пристойна ймовірність того, що навколишні дані подібні, диск припускає, що користувач або процес також незабаром запитають навколишні дані.
Вечірній потік даних
Існує безліч різних кроків для отримання даних з жорсткого диска. Кожна з них потребує часу, і вони рідко синхронізуються. Передача даних з жорсткого диска через SATA зазвичай відбувається набагато швидше, ніж накопичувач може читати та записувати дані на пластини. Дисковий буфер часто використовується, щоб вирівняти цей потік даних і зробити процес набагато більш гладким.
Мінімізація часу очікування під час написання
Знову ж таки, жорсткі диски повільні. Вони, мабуть, є найбільш трудомісткою частиною будь-якого комп’ютера через їх фізично рухомі частини. Запис даних зазвичай «болісний» для користувача.
Кеш допомагає прискорити процеси запису даних, практично обдурюючи решту комп’ютера. Жорсткий диск візьме дані в кеш і почне записувати їх. Замість того, щоб чекати, щоб записати всі дані на пластини, жорсткий диск сигналізує комп’ютеру, що він зробив. ПК або Mac або продовжують надсилати більше даних, або переходять до інших завдань, вважаючи, що процес завершено. У будь-якому випадку це дозволяє комп’ютеру в цілому перейти до наступної події.
Однак є і зворотний бік. Поки жорсткий диск намагається виконати свою обіцянку записати дані, він може їх втратити. Якщо комп’ютер раптово вимкнути, усі дані, збережені в кеші, зникнуть. Кеш-пам'ять, як і оперативна пам'ять, є енергонезалежним сховищем.
Прискорення роботи вашого жорсткого диска
Кеш не буде прирівнюватися до швидшої продуктивності диска для окремих завдань. Це не змушує диск рухатися швидше. Однак наявність дискового буфера дозволяє жорсткому диску набагато ефективніше виконувати багатозадачність, і, швидше за все, це те, що вам знадобиться.
Рідко трапляється, що диск виконує лише одну річ або взаємодіє лише з одним процесом за раз. Жорсткі диски на основі дисків досі є добре відомими пристроями зберігання даних у сучасних ПК. Однак твердотільні накопичувачі (SSD) поступово замінюють ці жорсткі диски (HDD). Навіть з одним завданням кільком програмам може знадобитися доступ до цього сховища одночасно. Можливо, ви працюєте з двома чи більше файлами зі свого накопичувача одночасно.
Сервери є ще одним місцем, де наявність кешу на жорстких дисках є критичною. Жорсткі диски сервера завжди будуть виконувати кілька речей. Подумайте про базу даних за веб-сайтом. Кожен раз, коли користувач виконує дію, яку веб-сайт має зберегти або зареєструвати, сайт отримує доступ до інформації та записує її в базу даних. Кожен раз, коли хтось навіть переглядає цей веб-сайт, він читає з бази даних. Було б рідко, щоб диски, що зберігають цю базу даних, не виконували кілька завдань одночасно.
Кеш в SSD
SSD не такі повільні, як фізичні жорсткі диски, тож їм теж потрібен кеш? Коротше кажучи, роблять. У той час як кеш на жорстких дисках поводиться як оперативна пам’ять, кеш у твердотільних накопичувачах служить динамічною пам’яттю із довільним доступом (DRAM). Це набагато швидше і йде в ногу з SSD.
Незважаючи на те, що SSD набагато швидші, ніж їхні дискові аналоги, кеш-пам'ять все одно дає переваги. Твердотільні накопичувачі все ще використовують кеш для регулювання введення/виводу та забезпечують дещо швидший доступ для читання та запису. Тим часом деякі SSD не мають вбудованої DRAM. Це економить на споживанні електроенергії, але змушує накопичувачі компенсувати інші способи.
Купівля диска
Отже, кеш, очевидно, має значення. Кеш не настільки важливий, як специфікації основного диска, але ви все одно повинні його враховувати. Якщо ваш диск буде багатозадачний або працювати безперервно, наприклад, на сервері або використовуватися для ігрових платформ, знайдіть більші розміри кешу. Ви побачите від цього найбільшу користь. Домашнім користувачам, які шукають накопичувач для періодичного використання, не потрібно так сильно турбуватися про це. Для твердотільних накопичувачів вода трохи темніша, але все одно варто враховувати кеш у процесі прийняття рішень. Однак інші фактори можуть легко затьмарити це.
