Qual è la cache del disco rigido e cosa fa?

I PC sono macchine complicate, piene di dozzine di componenti più piccoli, che lavorano tutti insieme. Chiunque abbia lavorato con l’hardware del PC ha familiarità con le principali specifiche del disco rigido, come capacità, velocità di lettura/scrittura e velocità di rotazione del piatto. Tuttavia, c’è una caratteristica meno conosciuta e spesso trascurata che influisce sulla velocità e sulle prestazioni del disco rigido. La funzione è conosciuta come la cache del disco rigido. Diamo un rapido sguardo a ciò che la cache del disco rigido e la cache SSD è, e come funziona.

Che cos’è la cache del disco rigido?

La cache del disco rigido è spesso conosciuta come buffer del disco. Con questo nome, il suo scopo diventa un po ‘ c. Agisce come uno spazio di memoria temporanea mentre il disco rigido legge e scrive i dati nella memoria permanente sui piatti.

Si può pensare di cache di un disco rigido come essendo come memoria ad accesso casuale (RAM) che è specificamente progettato per il disco rigido. I dischi rigidi hanno microcontrollori integrati che governano ed elaborano i dati in entrata e in uscita, proprio come una CPU. La cache funziona in combinazione con il microcontrollore per memorizzare la memoria durante l’elaborazione.

Puoi anche pensare alla cache del disco rigido come qualcosa di simile al buffering quando si tratta di contenuti in streaming. Ognuno ha affrontato con lo streaming di un video su una connessione lenta. Il lettore video attende prima o durante la riproduzione per raccogliere i dati in modo che possa continuare a riprodurre il video in modo più fluido man mano che progredisce. La cache del disco rigido consente a un disco rigido di fare la stessa cosa durante la lettura e la scrittura dei dati.

Come funziona?

Mentre il disco rigido legge e scrive i dati, lo tira dai vassoi. Molto spesso, un disco rigido funziona ripetutamente con gli stessi dati, poiché la persona che utilizza il computer di solito lavora su una o due attività alla volta. L’unità disco rigido (HDD) contiene i dati nella sua cache che voi oi vostri programmi utilizzano più frequentemente e, più di recente, eliminando la necessità di tirare dai vassoi ogni volta che i dati sono necessari. Questa azione accelera le prestazioni dell’unità.

Leggendo avanti e indietro

In genere, un disco rigido non raccoglie solo i dati di cui ha bisogno. Si legge anche i dati intorno ad esso. I dischi rigidi non sono efficienti. I piatti rotanti e le teste di lettura/scrittura sono intrinsecamente limitati dalle parti mobili fisiche, che sono molto più lente delle unità a stato solido che non hanno componenti in movimento. Pertanto, i dischi rigidi cercano di compensare indovinando.

Quando un utente o un programma richiede dati (mi ricorda Tron), il disco rigido legge quei dati e i dati attorno ad esso dal piatto e li memorizza tutti nel buffer. Poiché esiste una buona probabilità che i dati circostanti siano simili, l’unità presuppone che l’utente o il processo richiederanno presto anche i dati circostanti.

Evening Data Flow

Ci sono una serie di passaggi diversi per il recupero dei dati da un disco rigido. Ognuno di loro richiede tempo e raramente si sincronizzano. Il trasferimento dei dati dal disco rigido tramite SATA di solito si muove molto più velocemente di quanto l’unità possa leggere e scrivere dati sui piatti. Il buffer del disco viene spesso utilizzato per uniformare questo flusso di dati e rendere il processo molto più agevole.

Ridurre al minimo i tempi di attesa durante la scrittura

Anche in questo caso, i dischi rigidi sono lenti. Sono probabilmente la parte più dispendiosa in termini di tempo di qualsiasi computer a causa delle loro parti fisicamente in movimento. La scrittura dei dati è solitamente “dolorosa” per l’utente.

La cache aiuta a velocizzare i processi di scrittura dei dati praticamente ingannando il resto del computer. Un disco rigido prenderà i dati nella sua cache e inizierà a scriverlo. Invece di aspettare di scrivere tutti i dati sui piatti, l’HDD segnala al computer che lo ha fatto. Il PC o Mac o continua l’invio di più dati, o si passa ad altre attività, credendo che il processo è completo. In entrambi i casi, questo consente al computer nel suo complesso di continuare al prossimo evento.

C’è un rovescio della medaglia, però. Mentre il disco rigido sta cercando di fare bene sulla sua promessa di scrivere i dati, può perderlo. Se il computer viene spento improvvisamente, tutti i dati memorizzati nella cache scompariranno. La cache, come la RAM, è archiviazione volatile.

Accelerare il disco rigido

La cache non equivale a prestazioni dell’unità più veloci su singole attività direttamente. Non è che sta causando l’unità a muoversi più velocemente. Avere un buffer del disco, tuttavia, consente a un disco rigido di eseguire il multitasking in modo molto più efficiente e, probabilmente, è qualcosa di cui avrai bisogno.

È raro che un’unità faccia solo una cosa o interagisca solo con un processo alla volta. I dischi rigidi basati su disco sono ancora dispositivi di archiviazione ben noti nei PC moderni. Tuttavia, le unità a stato solido (SSD) stanno gradualmente sostituendo quelle unità disco rigido (HDD). Anche con una singola attività, più programmi potrebbero aver bisogno di accedere a tale archiviazione alla volta. Si può lavorare con due o più file dal disco di archiviazione in una sola volta.

I server sono un altro spazio in cui avere cache nei dischi rigidi è fondamentale. I dischi rigidi del server stanno sempre facendo più cose. Pensa a un database dietro un sito web. Ogni volta che un utente completa un’azione che il sito Web deve archiviare o registrare, il sito accede alle informazioni e le scrive nel database. Ogni volta che qualcuno visualizza anche quel sito web, legge dal database. Sarebbe raro che le unità che memorizzano quel database non eseguissero più attività contemporaneamente.

Cache in SSD

Gli SSD non sono lenti come i dischi rigidi fisici, quindi hanno bisogno anche della cache? In breve, lo fanno. Mentre la cache nei dischi rigidi si comporta come la RAM, la cache nelle unità a stato solido funge da memoria dinamica ad accesso casuale (DRAM). È molto più veloce e tiene il passo con gli SSD.

Anche se gli SSD sono molto più veloci delle loro controparti basate su disco, la cache offre ancora vantaggi. Le unità a stato solido utilizzano ancora la cache per regolare l’input/output e fornire un accesso in lettura e scrittura un po ‘ più veloce. Nel frattempo, alcuni SSD non hanno DRAM incorporato. Consente di risparmiare sul consumo di energia, ma costringe le unità a compensare in altri modi.

Acquisto di un’unità

Quindi, la cache ovviamente ha importanza. La cache non è importante quanto le specifiche dell’unità primaria, ma dovresti comunque tenerne conto. Se l’unità sta per essere multitasking o in esecuzione continua, come in un server o utilizzato per piattaforme di gioco, cercare dimensioni della cache più grandi. Si sta andando a vedere il massimo beneficio da esso. Gli utenti domestici che sono alla ricerca di un’unità di archiviazione per uso occasionale non devono preoccuparsi tanto. Per gli SSD, le acque sono un po ‘ più torbide, ma vale comunque la pena considerare la cache nel processo decisionale. Altri fattori possono facilmente oscurare, però.