Personālie datori ir sarežģītas iekārtas, kas piepildītas ar desmitiem mazāku komponentu, kas darbojas kopā. Ikviens, kurš ir strādājis ar datora aparatūru, zina galvenās cietā diska specifikācijas, piemēram, ietilpību, lasīšanas/rakstīšanas ātrumu un šķīvju rotācijas ātrumu. Tomēr ir mazāk zināma un bieži aizmirsta funkcija, kas ietekmē jūsu cietā diska ātrumu un veiktspēju. Šī funkcija ir pazīstama kā cietā diska kešatmiņa. Īsi apskatīsim, ko cietā diska kešatmiņa un SSD kešatmiņa ir un kā tas darbojas.
Kas ir cietā diska kešatmiņa?
Cietā diska kešatmiņu bieži sauc par diska buferi. Ar šo nosaukumu tā mērķis kļūst nedaudz c. Tā darbojas kā pagaidu atmiņas vieta, kamēr cietais disks nolasa un ieraksta datus uz šķīvju pastāvīgo krātuvi.
Varat uzskatīt, ka cietā diska kešatmiņa ir kā brīvpiekļuves atmiņa (RAM), kas ir īpaši paredzēta cietajam diskam. Cietajos diskos ir iebūvēti mikrokontrolleri, kas pārvalda un apstrādā ienākošos un izejošos datus, līdzīgi kā CPU. Kešatmiņa darbojas kopā ar mikrokontrolleri, lai saglabātu atmiņu, kad tā tiek apstrādāta.
Varat arī domāt par cietā diska kešatmiņu kā kaut ko līdzīgu buferizācijai, kad runa ir par satura straumēšanu. Ikviens ir nodarbojies ar video straumēšanu lēnā savienojumā. Video atskaņotājs gaida pirms atskaņošanas vai tās laikā, lai apkopotu datus, lai varētu turpināt atskaņot videoklipu vienmērīgāk, kad tas turpinās. Cietā diska kešatmiņa ļauj cietajam diskam veikt to pašu, lasot un rakstot datus.
Kā tas darbojas?
Kad cietais disks lasa un raksta datus, tas izvelk tos no šķīvjiem. Ļoti bieži cietais disks atkārtoti strādā ar vieniem un tiem pašiem datiem, jo persona, kas izmanto datoru, parasti vienlaikus veic vienu vai divus uzdevumus. Cietā diska (HDD) kešatmiņā tiek glabāti dati, kurus jūs vai jūsu programmas izmantojat visbiežāk, un pēdējā laikā nav nepieciešams tos izņemt no šķīvjiem katru reizi, kad dati ir nepieciešami. Šī darbība paātrina diska veiktspēju.
Lasīšana uz priekšu un aiz muguras
Parasti cietais disks neuztver tikai nepieciešamos datus. Tas arī nolasa apkārtējos datus. Cietie diski nav efektīvi. Rotējošās plates un lasīšanas/rakstīšanas galviņas pēc būtības ierobežo fiziskas kustīgas daļas, kas ir daudz lēnākas nekā cietvielu diskdziņi, kuriem nav kustīgu komponentu. Tāpēc cietie diski cenšas kompensēt ar minējumiem.
Kad lietotājs vai programma pieprasa datus (man atgādina Tron), cietais disks nolasa šos datus un datus ap tiem no šķīvja un saglabā to visu buferī. Tā kā pastāv liela varbūtība, ka apkārtējie dati ir līdzīgi, disks pieņem, ka lietotājs vai process drīzumā pieprasīs arī apkārtējos datus.
Vakara datu plūsma
Ir vairākas dažādas darbības, lai izgūtu datus no cietā diska. Katrs no tiem prasa laiku, un tie reti tiek sinhronizēti. Datu pārsūtīšana no cietā diska, izmantojot SATA, parasti notiek daudz ātrāk, nekā disks spēj nolasīt un ierakstīt datus uz šķīvjiem. Diska buferis bieži tiek izmantots, lai izlīdzinātu šo datu plūsmu un padarītu procesu daudz vienmērīgāku.
Gaidīšanas laika samazināšana rakstīšanas laikā
Atkal cietie diski ir lēni. Tie, iespējams, ir visietilpīgākā jebkura datora daļa, jo to fiziski kustīgās daļas. Datu rakstīšana lietotājam parasti ir “sāpīga”.
Kešatmiņa palīdz paātrināt datu rakstīšanas procesus, praktiski apmānot pārējo datoru. Cietais disks uzņems datus savā kešatmiņā un sāks tos rakstīt. Tā vietā, lai gaidītu visu datu ierakstīšanu uz šķīvjiem, cietais disks signalizē datoram, ka tas ir izdarījis. PC vai Mac vai nu turpina sūtīt vairāk datu, vai arī pāriet uz citiem uzdevumiem, uzskatot, ka process ir pabeigts. Jebkurā gadījumā tas ļauj datoram kopumā pāriet uz nākamo notikumu.
Tomēr ir arī mīnuss. Kamēr cietais disks mēģina izpildīt savu solījumu rakstīt datus, tas var tos zaudēt. Ja dators tiek pēkšņi izslēgts, visi kešatmiņā saglabātie dati pazudīs. Kešatmiņa, tāpat kā RAM, ir nepastāvīga krātuve.
Cietā diska paātrināšana
Kešatmiņa nebūs vienāda ar ātrāku diska veiktspēju, veicot atsevišķus uzdevumus. Nav tā, ka tas liek diskam pārvietoties ātrāk. Tomēr diska buferis ļauj cietajam diskam daudz efektīvāk veikt vairākus uzdevumus, un, iespējams, tas jums būs nepieciešams.
Reti ir gadījumi, kad disks veic tikai vienu darbību vai vienlaikus mijiedarbosies tikai ar vienu procesu. Cietie diski, kuru pamatā ir diski, joprojām ir plaši pazīstamas mūsdienu personālajos datoros. Tomēr cietvielu diskdziņi (SSD) pakāpeniski aizstāj šos cietos diskus (HDD). Pat veicot vienu uzdevumu, šai krātuvei vienlaikus var būt jāpiekļūst vairākām programmām. Iespējams, vienlaikus strādājat ar diviem vai vairākiem failiem no sava atmiņas diska.
Serveri ir vēl viena vieta, kur cieto disku kešatmiņa ir ļoti svarīga. Serveru cietie diski vienmēr veiks vairākas darbības. Padomājiet par datubāzi, kas atrodas aiz tīmekļa vietnes. Katru reizi, kad lietotājs pabeidz darbību, kas vietnē ir jāsaglabā vai jāreģistrē, vietne piekļūst informācijai un ieraksta to datu bāzē. Katru reizi, kad kāds pat apskata šo vietni, tā tiek nolasīta no datu bāzes. Reti būtu gadījumi, kad diskdziņi, kas glabā šo datu bāzi, neveiktu vairākus uzdevumus vienlaikus.
Kešatmiņa SSD
SSD diski nav tik lēni kā fiziskie cietie diski, tāpēc vai tiem ir nepieciešama arī kešatmiņa? Īsāk sakot, viņi to dara. Kamēr kešatmiņa cietajos diskos darbojas kā RAM, cietvielu diskdziņos kešatmiņa kalpo kā dinamiskā brīvpiekļuves atmiņa (DRAM). Tas ir daudz ātrāks un iet kopsolī ar SSD.
Lai gan SSD ir daudz ātrāki nekā to līdzinieki, kuru pamatā ir diski, kešatmiņa joprojām sniedz priekšrocības. Cietvielu diskdziņi joprojām izmanto kešatmiņu, lai regulētu ievadi/izvadi un nodrošinātu ātrāku lasīšanas un rakstīšanas piekļuvi. Tikmēr dažiem SSD diskiem nav iebūvētas DRAM. Tas ietaupa enerģijas patēriņu, bet liek diskdziņiem to kompensēt citos veidos.
Pērkot disku
Tātad kešatmiņai acīmredzami ir nozīme. Kešatmiņa nav tik svarīga kā primārā diska specifikācijas, taču jums tas joprojām ir jāņem vērā. Ja jūsu disks ir paredzēts vairākuzdevumu veikšanai vai nepārtraukti darbosies, piemēram, serverī vai tiek izmantots spēļu platformām, meklējiet lielākus kešatmiņas izmērus. Jūs redzēsit no tā vislielāko labumu. Mājas lietotājiem, kuri meklē atmiņas disku neregulārai lietošanai, par to nav tik daudz jāuztraucas. Attiecībā uz SSD ūdeņi ir nedaudz neskaidri, taču joprojām ir vērts apsvērt kešatmiņu, pieņemot lēmumu. Tomēr citi faktori to var viegli aizēnot.