A PC-k bonyolult gépek, tele több tucat kisebb komponenssel, amelyek mindegyike együtt működik. Bárki, aki számítógépes hardverrel dolgozott, ismeri a merevlemez főbb jellemzőit, például a kapacitást, az olvasási/írási sebességet és a tányér forgási sebességét. Van azonban egy kevésbé ismert és gyakran figyelmen kívül hagyott funkció, amely befolyásolja a merevlemez sebességét és teljesítményét. A funkció a merevlemez gyorsítótáraként ismert. Nézzük meg gyorsan, mit merevlemez gyorsítótár és SSD gyorsítótár és hogyan működik.
Mi az a merevlemez gyorsítótár?
A merevlemez gyorsítótárát gyakran lemezpuffernek nevezik. Ezzel a névvel a célja egy kicsit c. Ideiglenes memóriahelyként működik, miközben a merevlemez adatokat olvas és ír a tányérokon lévő állandó tárhelyre.
A merevlemez gyorsítótárát úgy képzelheti el, mint egy véletlen hozzáférésű memóriát (RAM), amelyet kifejezetten a merevlemezhez terveztek. A merevlemezek beépített mikrokontrollerekkel rendelkeznek, amelyek a CPU-hoz hasonlóan szabályozzák és feldolgozzák a be- és kimenő adatokat. A gyorsítótár a mikrokontrollerrel együttműködve tárolja a memóriát a feldolgozás alatt.
A merevlemez gyorsítótárát a puffereléshez hasonlónak is tekintheti, ha tartalom streameléséről van szó. Mindenki foglalkozott már a videó streamelésével lassú kapcsolaton. A videolejátszó vár a lejátszás előtt vagy közben, hogy adatokat gyűjtsön, hogy zökkenőmentesebben tudja folytatni a videó lejátszását. A merevlemez gyorsítótára lehetővé teszi, hogy a merevlemez ugyanezt tegye az adatok olvasása és írása során.
Hogyan működik?
Miközben a merevlemez adatokat olvas és ír, leveszi azokat a tányérokról. Nagyon gyakran előfordul, hogy egy merevlemez többször is ugyanazokkal az adatokkal dolgozik, mivel a számítógépet használó személy általában egy vagy két feladaton dolgozik egyszerre. A merevlemez-meghajtó (HDD) a gyorsítótárában tárolja azokat az adatokat, amelyeket Ön vagy a programjai a leggyakrabban használnak, és a legutóbbi időkben kiküszöböli annak szükségességét, hogy a tálcákról minden alkalommal kihúzzák azokat, amikor szükség van az adatokra. Ez a művelet felgyorsítja a meghajtó teljesítményét.
Olvasás előre és mögötte
A merevlemez általában nem csak a szükséges adatokat veszi fel. A körülötte lévő adatokat is beolvassa. A merevlemezek nem hatékonyak. A forgó tányérokat és az író/olvasó fejeket eleve korlátozzák a fizikai mozgó alkatrészek, amelyek sokkal lassabbak, mint a mozgó alkatrészeket nem tartalmazó szilárdtestalapú meghajtók. Ezért a merevlemezek találgatással próbálják kompenzálni.
Amikor egy felhasználó vagy egy program adatokat kér (ez a Tron jut eszembe), a merevlemez kiolvassa az adatokat és a körülöttük lévő adatokat a tányérról, és az összeset a pufferben tárolja. Mivel nagy a valószínűsége annak, hogy a környező adatok hasonlóak, a meghajtó feltételezi, hogy a felhasználó vagy a folyamat hamarosan kérni fogja a környező adatokat is.
Esti adatfolyam
Az adatok merevlemezről való lekéréséhez számos különböző lépés szükséges. Mindegyikhez idő kell, és ritkán szinkronizálódnak. Az adatok átvitele a merevlemezről SATA-n keresztül általában sokkal gyorsabban halad, mint ahogy a meghajtó képes adatokat olvasni és a tányérokra írni. A lemezpuffert gyakran használják ennek az adatáramlásnak a kiegyenlítésére, és a folyamat sokkal gördülékenyebbé tételére.
A várakozási idő minimalizálása írás közben
Ismét a merevlemezek lassúak. Fizikailag mozgó részeik miatt valószínűleg ezek a számítógépek legidőigényesebb részei. Az adatok írása általában „fájdalmas” a felhasználó számára.
A gyorsítótár segít felgyorsítani az adatírási folyamatokat azáltal, hogy gyakorlatilag becsapja a számítógép többi részét. A merevlemez az adatokat a gyorsítótárába veszi, és elkezdi írni. Ahelyett, hogy várna, hogy az összes adatot a tányérokra írja, a HDD jelzi a számítógépnek, hogy megtette. A PC vagy Mac vagy folytatja az adatok küldését, vagy más feladatokra lép, és azt hiszi, hogy a folyamat befejeződött. Akárhogy is, ez lehetővé teszi a számítógép egészének, hogy továbblépjen a következő eseményre.
Van azonban egy árnyoldala is. Míg a merevlemez megpróbálja beváltani az ígéretét, hogy megírja az adatokat, elveszítheti azokat. Ha a számítógépet hirtelen kikapcsolják, a gyorsítótárban tárolt összes adat eltűnik. A gyorsítótár a RAM-hoz hasonlóan ingadozó tárhely.
A merevlemez felgyorsítása
A gyorsítótár nem egyenlő a gyorsabb meghajtóteljesítménnyel közvetlenül az egyes feladatoknál. Nem mintha ez okozná a meghajtó gyorsabb mozgását. A lemezpuffer azonban lehetővé teszi, hogy a merevlemez sokkal hatékonyabban végezzen több feladatot, és valószínűleg erre lesz szüksége.
Ritka, hogy egy meghajtó csak egy dolgot csináljon, vagy egyszerre csak egy folyamattal lép kölcsönhatásba. A lemez alapú merevlemezek még mindig jól ismert tárolóeszközök a modern PC-kben. A szilárdtestalapú meghajtók (SSD-k) azonban fokozatosan felváltják ezeket a merevlemez-meghajtókat (HDD-ket). Még egyetlen feladat esetén is előfordulhat, hogy több programnak egyszerre kell hozzáférnie ehhez a tárhelyhez. Lehetséges, hogy egyszerre két vagy több fájllal dolgozik a tárolómeghajtón.
A szerverek egy másik olyan terület, ahol kritikus fontosságú a gyorsítótár a merevlemezeken. A szerver merevlemezei mindig több dolgot fognak csinálni. Gondoljon egy adatbázisra egy webhely mögött. Minden alkalommal, amikor a felhasználó végrehajt egy műveletet, amelyet a webhelynek tárolnia vagy naplóznia kell, a webhely hozzáfér az információkhoz, és beírja az adatbázisba. Valahányszor valaki megtekinti a webhelyet, az kiolvas az adatbázisból. Ritka, hogy az adatbázist tároló meghajtók ne hajtanának végre több feladatot egyszerre.
Gyorsítótár az SSD-kben
Az SSD-k nem olyan lassúak, mint a fizikai merevlemezek, tehát szükségük van gyorsítótárra is? Röviden: igen. Míg a merevlemez-meghajtók gyorsítótára RAM-ként viselkedik, a szilárdtestalapú meghajtók gyorsítótára d dinamikus véletlen hozzáférésű memóriaként (DRAM) szolgál. Sokkal gyorsabb és lépést tart az SSD-kkel.
Annak ellenére, hogy az SSD-k sokkal gyorsabbak, mint lemezalapú társaik, a gyorsítótár továbbra is kínál előnyöket. A szilárdtestalapú meghajtók továbbra is gyorsítótárat használnak a bemenet/kimenet szabályozására, és valamivel gyorsabb olvasási és írási hozzáférést biztosítanak. Eközben egyes SSD-k nem rendelkeznek beépített DRAM-mal. Energiafogyasztást takarít meg, de a meghajtókat más módokon kompenzálására kényszeríti.
Meghajtó vásárlása
Tehát a gyorsítótár nyilvánvalóan számít. A gyorsítótár nem olyan fontos, mint az elsődleges meghajtó specifikációi, de figyelembe kell vennie. Ha a meghajtó többfeladatos munkát fog végezni, vagy folyamatosan fut, például egy szerveren vagy játékplatformokon, akkor keressen nagyobb gyorsítótár-méreteket. A legtöbb hasznot fogod látni belőle. Az otthoni felhasználóknak, akik tárolómeghajtót keresnek alkalmi használatra, nem kell annyira aggódniuk emiatt. Az SSD-k esetében a víz kissé zavarosabb, de a döntési folyamat során még mindig érdemes figyelembe venni a gyorsítótárat. Más tényezők azonban könnyen beárnyékolhatják.