Co to jest pamięć podręczna dysku twardego i co robi?

komputery są skomplikowanymi maszynami, wypełnionymi dziesiątkami mniejszych komponentów, współpracujących ze sobą. Każdy, kto pracował ze sprzętem PC, zna główne specyfikacje dysków twardych, takie jak pojemność, prędkość Odczytu/Zapisu i prędkość obrotu talerza. Istnieje jednak mniej znana i często pomijana funkcja, która wpływa na szybkość i wydajność dysku twardego. Funkcja ta jest znana jako pamięć podręczna dysku twardego. Rzućmy okiem na to, co to jest pamięć podręczna dysku twardego i pamięć podręczna SSD 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 do stałej pamięci na talerzach.

możesz myśleć o pamięci podręcznej dysku twardego jako o pamięci o dostępie losowym (RAM), która jest specjalnie zaprojektowana dla dysku twardego. Dyski twarde mają wbudowane mikrokontrolery, które regulują i przetwarzają dane przychodzące i wychodzące, podobnie jak procesor. Pamięć podręczna działa w połączeniu z mikrokontrolerem, aby przechowywać pamięć w trakcie przetwarzania.

Możesz również myśleć o pamięci podręcznej dysku twardego jako o czymś podobnym do buforowania, jeśli chodzi o przesyłanie strumieniowe treści. Każdy miał do czynienia ze strumieniowaniem wideo na wolnym połączeniu. Odtwarzacz wideo czeka przed lub w trakcie odtwarzania, aby zebrać dane, dzięki czemu może kontynuować odtwarzanie wideo płynniej w miarę postępu. Pamięć podręczna dysku twardego pozwala dyskowi twardemu robić to samo podczas odczytu i zapisu danych.

Jak To Działa?

gdy dysk twardy odczytuje i zapisuje dane, ściąga je z talerzy. Bardzo często dysk twardy pracuje z tymi samymi danymi wielokrotnie, ponieważ osoba korzystająca z komputera zwykle pracuje nad jednym lub dwoma zadaniami naraz. Dysk twardy (HDD) przechowuje dane w pamięci podręcznej, z których najczęściej korzystasz ty lub Twoje programy, a ostatnio eliminuje potrzebę wyciągania ich z talerzy za każdym razem, gdy dane są potrzebne. To działanie przyspiesza działanie napędu.

odczyt z przodu i z tyłu

zazwyczaj dysk twardy nie tylko odbiera dane, których potrzebuje. Czyta również dane wokół niego. Dyski twarde nie są wydajne. Wirujące talerze i głowice do odczytu / zapisu są z natury ograniczone przez fizyczne części ruchome, które są znacznie wolniejsze niż dyski półprzewodnikowe, które nie mają ruchomych elementów. Dlatego dyski twarde próbują zrekompensować zgadywanie.

gdy użytkownik lub program żąda danych (przypomina mi Tron), dysk twardy odczytuje te dane i dane wokół niego z talerza i przechowuje je 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 kilka różnych kroków do pobierania danych z dysku twardego. Każdy z nich wymaga czasu i rzadko się synchronizuje. Przesyłanie danych z dysku twardego przez SATA zwykle porusza się znacznie szybciej niż dysk może odczytywać i zapisywać dane na talerzach. Bufor dysku jest często używany do wyrównania tego przepływu danych i uczynienia procesu znacznie płynniejszym.

minimalizując czas oczekiwania podczas pisania

ponownie, dyski twarde są powolne. Są one prawdopodobnie najbardziej czasochłonną częścią każdego komputera ze względu na ich fizycznie poruszające się części. Zapisywanie danych jest zwykle „bolesne” dla użytkownika.

Pamięć podręczna pomaga przyspieszyć procesy zapisu danych, praktycznie oszukując resztę komputera. Dysk twardy pobierze dane do pamięci podręcznej i zacznie je zapisywać. Zamiast czekać na zapisanie wszystkich danych na talerzach, dysk HDD sygnalizuje komputerowi, że to zrobił. Komputer PC lub Mac albo kontynuuje wysyłanie większej ilości danych, albo przechodzi do innych zadań, wierząc, że proces jest zakończony. Tak czy inaczej, pozwala to komputerowi jako całości przejść do następnego zdarzenia.

jest jednak minus. Podczas gdy dysk twardy stara się dotrzymać obietnicy zapisania danych, może je stracić. Jeśli komputer zostanie nagle wyłączony, wszystkie dane zapisane w pamięci podręcznej znikną. Pamięć podręczna, podobnie jak pamięć RAM, jest zmienną pamięcią masową.

przyspieszenie dysku twardego

pamięć podręczna nie będzie równać się z szybszą wydajnością dysku bezpośrednio przy pojedynczych zadaniach. To nie jest tak, że powoduje, że dysk porusza się szybciej. Posiadanie bufora dysku pozwala jednak na wydajniejsze wielozadaniowość dysku twardego, a są szanse, że jest to coś, czego będziesz potrzebować.

rzadko zdarza się, że dysk robi tylko jedną rzecz lub będzie współdziałał tylko z jednym procesem naraz. Dyski twarde oparte na dyskach są nadal dobrze znanymi urządzeniami pamięci masowej w nowoczesnych komputerach. Jednak dyski półprzewodnikowe (ssd) stopniowo zastępują te dyski twarde (HDD). Nawet w przypadku jednego zadania może być konieczne uzyskanie dostępu do tego magazynu naraz przez wiele programów. Możesz pracować z dwoma lub więcej plikami z dysku pamięci masowej naraz.

Serwery to kolejna przestrzeń, w której krytyczne znaczenie ma pamięć podręczna na dyskach twardych. Dyski twarde serwerów zawsze będą robić wiele rzeczy. Pomyśl o bazie danych za stroną internetową. Za każdym razem, gdy użytkownik wykonuje akcję, którą strona musi zapisać lub zalogować, strona uzyskuje dostęp do informacji i zapisuje je do bazy danych. Za każdym razem, gdy ktoś przegląda tę stronę, czyta ją z bazy danych. Rzadko zdarza się, że dyski przechowujące tę bazę danych nie wykonują wielu zadań jednocześnie.

Pamięć podręczna w dyskach SSD

dyski SSD nie są tak wolne jak fizyczne dyski twarde,więc czy potrzebują też pamięci podręcznej? Krótko mówiąc, tak. Podczas gdy pamięć podręczna na dyskach twardych zachowuje się jak pamięć RAM, Pamięć podręczna na dyskach SSD służy jako dynamiczna pamięć o dostępie losowym (DRAM). Jest znacznie szybszy i dotrzymuje kroku dyskom SSD.

mimo że dyski SSD są znacznie szybsze niż ich odpowiedniki na dysku, pamięć podręczna nadal przynosi korzyści. Dyski półprzewodnikowe nadal używają pamięci podręcznej do regulacji wejścia / wyjścia i zapewnienia nieco szybszego dostępu do odczytu i zapisu. Tymczasem niektóre dyski SSD nie mają wbudowanej pamięci DRAM. Oszczędza zużycie energii, ale zmusza napędy do kompensacji w inny sposób.

kupowanie dysku

więc pamięć podręczna oczywiście ma znaczenie. Pamięć podręczna nie jest tak ważna jak specyfikacja dysku podstawowego, ale nadal powinieneś wziąć to pod uwagę. Jeśli twój dysk ma być wielozadaniowy lub działać w sposób ciągły, jak na serwerze lub na platformach do gier, poszukaj większych rozmiarów pamięci podręcznej. Zobaczysz jak najwięcej z tego skorzystasz. Użytkownicy domowi, którzy szukają dysku do okazjonalnego użytku, nie muszą się o to tak bardzo martwić. W przypadku dysków SSD wody są nieco mroczniejsze, ale nadal warto rozważyć pamięć podręczną w procesie decyzyjnym. Inne czynniki mogą go jednak łatwo przyćmić.