Mi a merevlemez és az SSD gyorsítótár, és mit csinál?

A PC-k bonyolult gépek, tele több tucat kisebb komponenssel, amelyek mindegyike együtt működik. Bárki, aki számítógépes hardverrel dolgozott, ismeri a meghajtó főbb jellemzőit, például a kapacitást, az olvasási/írási sebességet és a merevlemez-meghajtók tányér forgási sebességét. Van azonban egy kevésbé ismert és gyakran figyelmen kívül hagyott funkció, amely befolyásolja a tárolómeghajtók sebességét és teljesítményét. A funkció véletlen elérésű memória (RAM) vagy gyorsítótár a merevlemez-meghajtókhoz (HDD) és dinamikus véletlen hozzáférésű memória a szilárdtestalapú meghajtókhoz (SSD). Nézzük meg gyorsan, mi a HDD és az SSD gyorsítótár, és hogyan működnek.

Mi az a merevlemez gyorsítótár?

A merevlemez gyorsítótárát gyakran lemezpuffernek nevezik. Ezzel a névvel a célja egy kicsit átláthatóbbá válik. Ideiglenes memóriahelyként működik, miközben a merevlemez adatokat olvas és ír a tányérokon lévő állandó tárolóra.

A merevlemez gyorsítótárát úgy képzelheti el, mint kifejezetten a merevlemezhez tervezett RAM-ot. A merevlemezek beépített mikrovezérlőkkel rendelkeznek, amelyek a CPU-hoz hasonlóan szabályozzák és feldolgozzák a be- és kimenő adatokat. A HDD RAM a mikrokontroller mellett működik, hogy tárolja a feldolgozás alatti memóriát.

A merevlemez gyorsítótárát a streaming tartalom puffereléséhez hasonlónak is tekintheti. Mindenki foglalkozott már a videó streamelésével lassú kapcsolaton. A videolejátszó vár a lejátszás előtt vagy közben, hogy adatokat gyűjtsön a videó zökkenőmentes lejátszása érdekében. A merevlemez gyorsítótára lehetővé teszi, hogy a merevlemez ugyanezt tegye az adatok olvasása és írása során.

Hogyan működik a HDD gyorsítótár?

Miközben a HDD adatokat olvas és ír, leveszi azokat a tányérokról. Nagyon gyakran előfordul, hogy a merevlemez többször is ugyanazokkal az adatokkal dolgozik, mivel a számítógépet használó személy általában egy vagy két feladaton dolgozik egyszerre. A merevlemez a gyorsítótárában tárolja azokat az adatokat, amelyeket Ön vagy a programjai a leggyakrabban használnak, és ami a legutóbbi időkben szükségtelenné teszi azokat a tálcákról való kihúzását minden alkalommal, amikor adatra van szükség. Ez a művelet felgyorsítja a meghajtó teljesítményét.

HDD: 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 alkatrészek nélküli SSD-k. 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 mindezt 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.

HDD: Evening Data Flow

Az adatok merevlemezről való lekérésének számos különböző lépése van. Mindegyikük időt vesz igénybe, és ritkán szinkronizálódik. Az adatok átvitele a merevlemezről SATA-n keresztül általában gyorsabban halad, mint ahogy a merevlemez tud adatokat olvasni és írni a tányérokra. A lemezpuffert gyakran használják az adatáramlás kiegyenlítésére, és a folyamat sokkal simábbá tételére.

Merevlemezek: 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.

HDD-k: A gyorsítótár célja

A merevlemez gyorsítótár (RAM) segít felgyorsítani az adatírási folyamatot azáltal, hogy gyakorlatilag becsapja a számítógép többi részét. A merevlemez az adatokat a gyorsítótárába veszi, és elkezdi írni. Ahelyett, hogy az összes adatot a tányérokra várná, 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 számára, hogy továbblépjen a következő eseményre.

Az adatok gyorsítótárazásának azonban van egy hátránya 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 RAM/gyorsítótár ingadozó tárhely.

A merevlemezek felgyorsítása

A nagyobb HDD RAM (gyorsítótár) nem jelent gyorsabb meghajtó teljesítményt közvetlenül az egyes feladatoknál. Nem mintha ez okozná a meghajtó gyorsabb mozgását. A lemezpuffer azonban lehetővé teszi, hogy a lemezmeghajtó sokkal hatékonyabban végezzen többfeladatot, és valószínűleg erre van szüksége.

Ritka, hogy egy meghajtó csak egy dolgot hajt végre, vagy egyszerre csak egy folyamattal lép kölcsönhatásba. A lemez alapú merevlemezek még mindig jól ismert tárolóeszközök a modern PC-kben. Az SSD-k azonban fokozatosan felváltják ezeket a merevlemezeket. Még egyetlen feladat esetén is előfordulhat, hogy több programnak egyszerre kell hozzáférnie a meghajtó tárhelyéhez. Előfordulhat, hogy két vagy több fájllal dolgozik, háttérfeladatokat tapasztal, vagy akár frissítéseket is kap.

A szerverek egy másik olyan terület, ahol kritikus fontosságú, hogy a merevlemezeken legyen némi RAM. A szerver HDD-k mindig több dolgot fognak csinálni. Gondoljon egy adatbázisra egy webhely mögött. 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 azt a webhelyet, az beolvas az adatbázisból. Ritka, hogy az adatbázist tároló meghajtók ne hajtanának végre több feladatot egyszerre.

Mi a gyorsítótár az SSD-kben?

Az SSD-k nem olyan lassúak, mint a fizikai merevlemezek , tehát szükségük van némi gyorsítótárra is? Röviden: igen. Míg a merevlemezek RAM-ja úgy viselkedik, mint a PC vagy a grafikus feldolgozó egység (GPU) RAM-ja, a szilárdtestalapú meghajtók gyorsítótára DRAM-ként 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 ezt használják a bemenet/kimenet szabályozására, és gyorsabb olvasási és írási hozzáférést biztosítanak. Eközben egyes SSD-k nem rendelkeznek beépített DRAM-mal. Energiafogyasztást takarít meg, de a meghajtókat más módokon kompenzálásra kényszeríti.

Egy másik dolog, amit meg kell jegyezni, hogy az SSD-k kötegekben írnak, nem pedig szektorokban, ezért adatcsoportokat kell betölteniük, hozzáadniuk kell a gyorsítótárból, majd vissza kell helyezniük és tovább kell lépniük a következő adatcsoportra. Ezért előnyös a DRAM gyorsítótár.

Összességében a gyorsítótár számít, még az SSD-k esetében is. Ez nem olyan fontos, mint az elsődleges meghajtó specifikációi, de érdemes megfontolni. Ha a HDD többfeladatos vagy folyamatosan fut, például egy szerverrel, fejlesztéshez vagy akár játékhoz, keressen nagyobb RAM-méreteket. A legtöbb hasznot fogod látni belőle. Az otthoni felhasználóknak, akik alkalmi használatra tárolómeghajtót keresnek, nem kell miatta annyira aggódniuk, bár a böngészőben több lap, egy YouTube-videó és két táblázat mellett, miközben frissítéseket is kap, lelassíthatja a dolgokat. Az SSD-k esetében a víz kissé zavarosabb, de a döntési folyamat során még mindig érdemes figyelembe venni a DRAM-ot. Más tényezők azonban könnyen beárnyékolhatják.