Kas ir cietais disks un SSD kešatmiņa, un ko tas dara?

Personālie datori ir sarežģītas iekārtas, kas piepildītas ar desmitiem mazāku komponentu, kas darbojas kopā. Ikviens, kurš ir strādājis ar datora aparatūru, zina galvenās diskdziņa specifikācijas, piemēram, ietilpību, lasīšanas/rakstīšanas ātrumu un šķīvju rotācijas ātrumu cietajiem diskiem. Tomēr ir mazāk zināma un bieži aizmirsta funkcija, kas ietekmē jūsu atmiņas disku ātrumu un veiktspēju. Funkcija ir pazīstama kā brīvpiekļuves atmiņa (RAM) vai kešatmiņa cietajiem diskiem (HDD) un dinamiskā brīvpiekļuves atmiņa cietvielu diskdziņiem (SSD). Īsi apskatīsim, kas ir HDD un SSD kešatmiņa un kā tie darbojas.

Kas ir cietā diska kešatmiņa?

Cietā diska kešatmiņu bieži sauc par diska buferi. Ar šo nosaukumu tā mērķis kļūst nedaudz pārredzamāks. Tā darbojas kā pagaidu atmiņas vieta, kamēr cietais disks nolasa un ieraksta datus uz šķīvju pastāvīgo krātuvi.

Cietā diska kešatmiņu var uzskatīt par RAM, kas īpaši paredzēta cietajam diskam. Cietajos diskos ir iebūvēti mikrokontrolleri, kas pārvalda un apstrādā ienākošos un izejošos datus, līdzīgi kā CPU. HDD RAM darbojas kopā ar mikrokontrolleru, lai saglabātu atmiņu, kad tā tiek apstrādāta.

Varat arī domāt par cietā diska kešatmiņu kā kaut ko līdzīgu buferizācijai attiecībā uz straumēšanas saturu. Ikviens ir nodarbojies ar video straumēšanu lēnā savienojumā. Video atskaņotājs gaida pirms atskaņošanas vai atskaņošanas laikā, lai apkopotu datus, lai turpinātu vienmērīgāk atskaņot videoklipu. Cietā diska kešatmiņa ļauj cietajam diskam darīt to pašu, lasot un rakstot datus.

Kā darbojas HDD kešatmiņa?

Kamēr cietais disks lasa un raksta datus, tas izvelk tos no šķīvjiem. Ļoti bieži HDD atkārtoti strādā ar tiem pašiem datiem, jo ​​persona, kas izmanto datoru, parasti vienlaikus veic vienu vai divus uzdevumus. Cietā diska kešatmiņā tiek glabāti dati, kurus jūs vai jūsu programmas izmantojat visbiežāk, un pēdējā laikā tas novērš nepieciešamību tos izņemt no šķīvjiem katru reizi, kad dati ir nepieciešami. Šī darbība paātrina diska veiktspēju.

Cietie diski: lasīšana uz priekšu un aiz muguras

Parasti cietais disks ne tikai uztver 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 SSD diski bez kustīgiem komponentiem. 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.

HDD: vakara datu plūsma

Ir daudz dažādu darbību, 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 ātrāk, nekā HDD spēj nolasīt un ierakstīt datus uz šķīvjiem. Diska buferis bieži tiek izmantots, lai izlīdzinātu šo datu plūsmu un padarītu procesu daudz vienmērīgāku.

Cietie diski: samaziniet gaidīšanas laiku 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”.

Cietie diski: kešatmiņas mērķis

HDD kešatmiņa (RAM) palīdz paātrināt datu rakstīšanas procesu, praktiski apmānot pārējo datoru. Cietais disks uzņems datus savā kešatmiņā un sāks tos rakstīt. Tā vietā, lai gaidītu, līdz visi dati tiks ierakstīti šķīvjos, cietais disks signalizē datoram, ka tas ir izdarījis. PC vai Mac vai nu turpina sūtīt vairāk datu, vai pāriet uz citiem uzdevumiem, uzskatot, ka process ir pabeigts. Jebkurā gadījumā tas ļauj datoram pāriet uz nākamo notikumu.

Tomēr datu saglabāšanai kešatmiņā ir arī negatīvie aspekti. Kamēr cietais disks mēģina izpildīt savu solījumu rakstīt datus, tas var tos zaudēt. Ja dators tiek pēkšņi izslēgts, visi kešatmiņā saglabātie dati pazudīs. RAM/kešatmiņa ir nepastāvīga krātuve.

HDD paātrināšana

Lielāka HDD RAM (kešatmiņa) nenozīmē ātrāku diska veiktspēju, veicot atsevišķus uzdevumus. Nav tā, ka tas liek diskam pārvietoties ātrāk. Tomēr, ja ir diska buferis, tas ļauj daudz efektīvāk veikt vairākus uzdevumus, un, iespējams, tas ir kaut kas jums 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 SSD pakāpeniski aizstāj šos HDD. Pat veicot vienu uzdevumu, vairākām programmām vienlaikus var būt nepieciešams piekļūt diskdziņa krātuvei. Iespējams, strādājat ar diviem vai vairākiem failiem, veicat fona uzdevumus vai pat saņemat atjauninājumus.

Serveri ir vēl viena vieta, kur ir ļoti svarīgi, lai cietajos diskos būtu RAM. Servera HDD vienmēr veiks vairākas darbības. Padomājiet par datubāzi aiz tīmekļa vietnes. Ikreiz, 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.

Kas ir SSD kešatmiņa?

SSD diski nav tik lēni kā fiziskie cietie diski , tāpēc vai tiem ir nepieciešama arī kešatmiņa? Īsāk sakot, viņi to dara. Lai gan RAM cietajos diskos darbojas kā RAM datorā vai grafiskajā procesora blokā (GPU), cietvielu diskdziņos kešatmiņa kalpo kā 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 to izmanto, 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.

Vēl viena lieta, kas jāņem vērā, ir tāda, ka SSD raksta pa daļām, nevis sektoros, tāpēc tiem ir jāielādē datu grupas, jāpievieno tie no kešatmiņas un pēc tam jāievieto atpakaļ un jāpāriet uz nākamo datu grupu. Tāpēc DRAM kešatmiņa ir izdevīga.

Kopumā kešatmiņai ir nozīme pat SSD. Tas nav tik svarīgi kā primārās piedziņas specifikācijas, taču jums tas jāņem vērā. Ja jūsu HDD veic vairākus uzdevumus vai darbojas nepārtraukti, piemēram, ar serveri, izstrādei vai pat spēlēm, meklējiet lielākus RAM izmērus. Jūs redzēsit no tā vislielāko labumu. Mājas lietotājiem, kuri meklē atmiņas disku neregulārai lietošanai, par to nav tik daudz jāuztraucas, lai gan vairākas cilnes pārlūkprogrammā līdzās YouTube videoklipam un divām izklājlapām, vienlaikus saņemot arī atjauninājumus, var palēnināt darbību. Attiecībā uz SSD ūdeņi ir nedaudz neskaidri, taču joprojām ir vērts apsvērt DRAM, pieņemot lēmumu. Tomēr citi faktori to var viegli aizēnot.