Hvað er harður diskur og SSD skyndiminni og hvað gerir það?

Tölvur eru flóknar vélar, fullar af tugum smærri íhluta, sem allir vinna saman. Allir sem hafa unnið með tölvuvélbúnað þekkja helstu drifaforskriftirnar, eins og afkastagetu, les-/skrifhraða og snúningshraða disks fyrir harða diska. Hins vegar er minna þekktur og oft gleymdur eiginleiki sem hefur áhrif á hraða og afköst geymsludrifanna. Eiginleikinn er þekktur sem handahófsaðgangsminni (RAM) eða skyndiminni fyrir harða diska (HDD) og kraftmikið handahófsaðgangsminni fyrir solid-state drif (SSD). Við skulum líta fljótt á hvað HDD og SSD skyndiminni eru og hvernig þau virka.

Hvað er skyndiminni á harða diskinum?

Skyndiminni á harða disknum er oft þekkt sem diskbuffi. Með því nafni verður tilgangur þess aðeins gagnsærri. Það virkar sem tímabundið minnisrými á meðan harði diskurinn les og skrifar gögn í varanlega geymsluna á diskunum.

Þú getur hugsað um skyndiminni á harða disknum sem vinnsluminni sem er sérstaklega hannað fyrir harða diskinn. Harðir diskar eru með innbyggðum örstýringum sem stjórna og vinna úr gögnum sem koma inn og út, líkt og örgjörvi. HDD vinnsluminni vinnur við hlið örstýringarinnar til að geyma minni þegar verið er að vinna úr því.

Þú getur líka hugsað um skyndiminni á harða disknum sem eitthvað svipað og biðminni varðandi streymiefni. Allir hafa tekist á við að streyma myndbandi á hægri tengingu. Myndbandsspilarinn bíður fyrir eða meðan á spilun stendur til að safna gögnum til að halda áfram að spila myndbandið á auðveldari hátt eftir því sem lengra líður. Skyndiminni á harða disknum gerir harða disknum kleift að gera það sama við lestur og ritun gagna.

Hvernig virkar HDD Cache?

Þegar HDD les og skrifar gögn dregur hann þau af diskunum. Mjög oft er HDD að vinna með sömu gögnin ítrekað þar sem sá sem notar tölvuna er venjulega að vinna í einu eða tveimur verkefnum í einu. HDD geymir gögn í skyndiminni sem þú eða forritin þín eru að nota oftast og nú síðast sem útilokar þörfina á að taka þau af diskunum í hvert skipti sem þörf er á gögnunum. Þessi aðgerð flýtir fyrir afköstum drifsins.

HDD: Lesa á undan og aftan

Venjulega tekur harður diskur ekki bara upp þau gögn sem hann þarfnast. Það les líka gögnin í kringum það. Harðir diskar eru ekki skilvirkir. Snúningsplöturnar og les-/skrifhausin eru í eðli sínu takmörkuð af líkamlegum hreyfanlegum hlutum, sem eru mun hægari en SSD diskar án hreyfanlegra íhluta. Þess vegna reyna harðir diskar að bæta upp með því að giska.

Þegar notandi eða forrit biður um gögn (minnir mig á Tron), les harði diskurinn þessi gögn og gögnin í kringum það af fatinu og geymir þau öll í biðminni. Þar sem það eru ágætis líkur á að gögnin í kring séu svipuð, gerir drifið ráð fyrir því að notandinn eða ferlið muni einnig biðja um nærliggjandi gögn fljótlega.

HDD: Kvöldgagnaflæði

Það eru mörg mismunandi skref til að sækja gögn af harða diskinum. Hver og einn þeirra tekur tíma og þeir samstilla sjaldan. Flutningur gagna af harða disknum í gegnum SATA hreyfist venjulega hraðar en HDD getur lesið og skrifað gögn á diskana. Diskabuffið er oft notað til að jafna þetta gagnaflæði og gera ferlið mun sléttara.

HDD: Lágmarka biðtíma við ritun

Aftur, harðir diskar eru hægir. Þeir eru líklega tímafrekasti hluti allra tölvu vegna líkamlega hreyfanlegra hluta þeirra. Að skrifa gögn er venjulega „sársaukafullt“ fyrir notandann.

HDD: Tilgangur skyndiminni

HDD skyndiminni (RAM) hjálpar til við að flýta fyrir gagnaritunarferlinu með því að blekkja afganginn af tölvunni. Harður diskur mun taka gögn inn í skyndiminni og byrja að skrifa þau. Í stað þess að bíða eftir að skrifa öll gögnin á diskana, gefur HDD tölvunni merki um að hann hafi gert það. PC eða Mac heldur áfram að senda fleiri gögn eða heldur áfram í önnur verkefni, í þeirri trú að ferlið sé lokið. Hvort heldur sem er, þetta gerir tölvunni kleift að halda áfram í næsta atburð.

Hins vegar er galli við að vista gögn í skyndiminni. Þó að harði diskurinn reyni að standa við loforð sitt um að skrifa gögnin getur hann tapað þeim. Ef slökkt er á tölvunni skyndilega hverfa öll gögn sem geymd eru í skyndiminni . RAM/skyndiminni er rokgjarn geymsla.

Hraða upp HDD

Hærra HDD vinnsluminni (skyndiminni) þýðir ekki hraðari afköst drifsins beint í stökum verkefnum. Það er ekki eins og það valdi því að drifið hreyfist hraðar. Að vera með diskabuffi gerir diskadrifi hins vegar kleift að fjölverka miklu á skilvirkari hátt og líkurnar eru á að það sé eitthvað sem þú þarft.

Það er sjaldgæft að drif geri bara eitt eða mun aðeins hafa samskipti við eitt ferli í einu. Harðir diskar sem byggja á diskum eru enn vel þekkt geymslutæki í nútíma tölvum. Hins vegar eru SSD-diskar smám saman að skipta um þessa HDD. Jafnvel með eitt verkefni gætu mörg forrit þurft að fá aðgang að geymslu drifsins samtímis. Þú gætir verið að vinna með tvær eða fleiri skrár, upplifað bakgrunnsverkefni eða jafnvel fengið uppfærslur.

Netþjónar eru annað rými þar sem mikilvægt er að hafa smá vinnsluminni á hörðum diskum. Server HDD eru alltaf að fara að gera marga hluti. Hugsaðu um gagnagrunn á bak við vefsíðu. Alltaf þegar notandi lýkur aðgerð sem vefsíðan þarf að geyma eða skrá, þá opnar síðan upplýsingarnar og skrifar þær í gagnagrunninn. Í hvert skipti sem einhver skoðar þá vefsíðu les hún úr gagnagrunninum. Það væri sjaldgæft að drif sem geyma þann gagnagrunn myndu ekki framkvæma mörg verkefni samtímis.

Hvað er skyndiminni í SSD diskum?

SSD diskar eru ekki eins hægir og líkamlegir harðir diskar , svo þurfa þeir líka skyndiminni? Í stuttu máli, þeir gera það. Þó að vinnsluminni á hörðum diskum hegðar sér eins og vinnsluminni í tölvunni eða grafískri vinnslueiningu (GPU), þá þjónar skyndiminni í solid-state drifum sem DRAM. Það er miklu hraðvirkara og heldur í við SSD diskana.

Jafnvel þó að SSD-diskar séu miklu hraðari en hliðstæður þeirra sem byggja á diskum, skilar skyndiminni samt ávinningi. Solid-state drif nota það enn til að stjórna inntak/úttak og veita hraðari les- og skrifaðgang. Á sama tíma eru sumir SSD diskar ekki með innbyggt DRAM. Það sparar orkunotkun en neyðir drif til að bæta upp á annan hátt.

Annað sem þarf að hafa í huga er að SSD-diskar skrifa í lotum frekar en geirum, svo þeir verða að hlaða gagnahópum, bæta við það úr skyndiminni og setja það síðan aftur og fara í næsta hóp gagna. Þess vegna er DRAM skyndiminni gagnleg.

Á heildina litið skiptir skyndiminni máli, jafnvel í SSD diskum. Það er ekki eins mikilvægt og aðaldrifforskriftirnar, en þú ættir að íhuga það. Ef harði diskurinn þinn er í fjölverkavinnslu eða í gangi stöðugt, eins og með netþjóni, til þróunar eða jafnvel til leikja, leitaðu að stærri vinnsluminni. Þú munt sjá mestan ávinning af því. Heimilisnotendur sem eru að leita að geymsludrifi til einstaka notkunar þurfa ekki að hafa eins miklar áhyggjur af því, þó nokkrir flipar í vafra ásamt YouTube myndbandi og tveimur töflureiknum ásamt því að fá uppfærslur geti hægt á hlutunum. Fyrir SSD-diska er vatnið aðeins gruggugra, en það er samt þess virði að íhuga DRAM í ákvörðunarferlinu þínu. Aðrir þættir geta þó auðveldlega skyggt á það.