Hva er harddisk og SSD Cache, og hva gjør det?

PC-er er kompliserte maskiner, fylt med dusinvis av mindre komponenter, som alle jobber sammen. Alle som har jobbet med PC-maskinvare er kjent med hovedstasjonsspesifikasjonene, som kapasitet, lese-/skrivehastigheter og platerotasjonshastigheter for harddisker. Imidlertid er det en mindre kjent og ofte oversett funksjon som påvirker hastigheten og ytelsen til lagringsstasjonene dine. Funksjonen er kjent som RAM (Random Access Memory) eller hurtigbuffer for harddisker (HDDer) og dynamisk tilfeldig tilgangsminne for solid-state-stasjoner (SSD). La oss ta en rask titt på hva HDD- og SSD- cachen er og hvordan de fungerer.

Hva er harddiskbuffer?

Harddiskbufferen er ofte kjent som diskbufferen. Med det navnet blir formålet litt mer gjennomsiktig. Den fungerer som en midlertidig minneplass mens harddisken leser og skriver data til den permanente lagringen på tallerkenene.

Du kan tenke på en harddisks cache som RAM designet eksplisitt for harddisken. Harddisker har innebygde mikrokontrollere som styrer og behandler data som kommer inn og ut, omtrent som en CPU. HDD RAM fungerer sammen med mikrokontrolleren for å lagre minne mens den behandles.

Du kan også tenke på harddiskbuffer som noe som ligner på buffering angående strømmeinnhold. Alle har jobbet med å streame en video på en treg tilkobling. Videospilleren venter før eller under avspilling med å samle inn data for å fortsette å spille av videoen jevnere etter hvert som den skrider frem. Harddiskbufferen lar en harddisk gjøre det samme når den leser og skriver data.

Hvordan fungerer HDD Cache?

Når harddisken leser og skriver data, trekker den dem fra platene. Svært ofte jobber harddisken med de samme dataene gjentatte ganger siden personen som bruker datamaskinen vanligvis jobber med en eller to oppgaver om gangen. Harddisken holder data i hurtigbufferen som du eller programmene dine bruker oftest, og sist, noe som eliminerer behovet for å hente dem fra tallerkenene hver gang dataene trengs. Denne handlingen øker hastigheten på stasjonens ytelse.

HDD-er: Lesing foran og bak

Vanligvis plukker en harddisk ikke bare opp dataene den trenger. Den leser også dataene rundt den. Harddisker er ikke effektive. De roterende tallerkenene og lese-/skrivehodene er iboende begrenset av fysiske bevegelige deler, som er mye tregere enn SSD-er uten bevegelige komponenter. Derfor prøver harddisker å kompensere ved å gjette.

Når en bruker eller et program ber om data (minner meg om Tron), leser harddisken disse dataene og dataene rundt fra tallerkenen og lagrer alt i bufferen. Siden det er en anstendig sannsynlighet for at de omkringliggende dataene er like, antar stasjonen at brukeren eller prosessen også vil be om de omkringliggende dataene snart.

HDD-er: Dataflyt om kvelden

Det er mange forskjellige trinn for å hente data fra en harddisk. Hver av dem tar tid, og de synkroniseres sjelden. Overføring av data fra harddisken via SATA går vanligvis raskere enn harddisken kan lese og skrive data til platene. Diskbufferen brukes ofte til å jevne ut denne dataflyten og gjøre prosessen mye jevnere.

HDD-er: Minimerer ventetider under skriving

Igjen, harddisker er trege. De er sannsynligvis den mest tidkrevende delen av en datamaskin på grunn av deres fysisk bevegelige deler. Å skrive data er vanligvis "smertefullt" for brukeren.

HDD-er: hensikten med cachen

HDD-cache (RAM) bidrar til å øke hastigheten på dataskrivingsprosessen ved å nesten lure resten av datamaskinen. En harddisk tar data inn i hurtigbufferen og begynner å skrive den. I stedet for å vente med å skrive alle dataene på platene, signaliserer harddisken datamaskinen at den gjorde det. PC-en eller Mac-en fortsetter enten å sende mer data eller går videre til andre oppgaver, i troen på at prosessen er fullført. Uansett lar dette datamaskinen fortsette til neste hendelse.

Det er imidlertid en ulempe ved å bufre data. Mens harddisken prøver å innfri løftet om å skrive dataene, kan den miste dem. Hvis datamaskinen plutselig slås av, vil all data som er lagret i hurtigbufferen forsvinne. RAM/cache er flyktig lagring.

Få fart på harddiskene

Høyere HDD RAM (cache) betyr ikke raskere stasjonsytelse direkte på enkeltoppgaver. Det er ikke slik at det får stasjonen til å bevege seg raskere. Å ha en diskbuffer tillater imidlertid en diskstasjon å multitaske mye mer effektivt, og sjansen er stor for at det er noe du trenger.

Det er sjelden at en stasjon bare gjør én ting eller bare vil samhandle med én prosess om gangen. Diskbaserte harddisker er fortsatt velkjente lagringsenheter i moderne PC-er. Imidlertid erstatter SSD-er gradvis disse harddiskene. Selv med en enkelt oppgave kan det hende at flere programmer trenger tilgang til stasjonens lagringsplass samtidig. Du kan jobbe med to eller flere filer, oppleve bakgrunnsoppgaver eller til og med motta oppdateringer.

Servere er en annen plass der det er avgjørende å ha litt RAM på harddisker. Server-harddisker kommer alltid til å gjøre flere ting. Tenk på en database bak et nettsted. Når en bruker fullfører en handling som nettstedet må lagre eller logge, får nettstedet tilgang til informasjonen og skriver den til databasen. Hver gang noen til og med ser på nettstedet, leses det fra databasen. Det ville være sjelden at stasjonene som lagrer den databasen, ikke ville utføre flere oppgaver samtidig.

Hva er cachen i SSD-er?

SSD-er er ikke like trege som fysiske harddisker , så trenger de litt cache også? Kort sagt, de gjør det. Mens RAM i harddisker oppfører seg som RAM i PC-en eller grafisk prosesseringsenhet (GPU), fungerer hurtigbufferen i solid-state-stasjoner som DRAM. Det er mye raskere og holder tritt med SSD-ene.

Selv om SSD-er er mye raskere enn sine diskbaserte motparter, gir cache fortsatt fordeler. Solid-state-stasjoner bruker den fortsatt til å regulere inngang/utgang og gi raskere lese- og skrivetilgang. I mellomtiden har noen SSD-er ikke innebygd DRAM. Det sparer strømforbruk, men tvinger stasjonene til å kompensere på andre måter.

En annen ting å merke seg er at SSD-er skriver i batcher i stedet for sektorer, så de må laste grupper med data, legge til dem fra hurtigbufferen og deretter sette dem tilbake og gå videre til neste gruppe med data. Det er derfor DRAM-cachen er fordelaktig.

Totalt sett betyr hurtigbufferen, selv i SSD-er. Det er ikke så viktig som de primære stasjonsspesifikasjonene, men du bør vurdere det. Hvis harddisken din er multitasking eller kjører kontinuerlig, som med en server, for utvikling, eller til og med for spill, se etter større RAM-størrelser. Du kommer til å se de fleste fordelene med det. Hjemmebrukere som leter etter en lagringsstasjon for sporadisk bruk trenger ikke å bekymre seg så mye for det, selv om flere faner i en nettleser ved siden av en YouTube-video og to regneark samtidig som de mottar oppdateringer, kan bremse ting. For SSD-er er vannet litt skumlere, men det er fortsatt verdt å vurdere DRAM i beslutningsprosessen. Andre faktorer kan imidlertid lett overskygge det.