Čo je to pevný disk a vyrovnávacia pamäť SSD a čo robí?

Počítače sú komplikované stroje, naplnené desiatkami menších komponentov, ktoré všetky spolupracujú. Každý, kto pracoval s hardvérom počítača, pozná hlavné špecifikácie jednotky, ako je kapacita, rýchlosť čítania/zápisu a rýchlosť rotácie platní pre jednotky pevných diskov. Existuje však menej známa a často prehliadaná funkcia, ktorá ovplyvňuje rýchlosť a výkon vašich úložných jednotiek. Táto funkcia je známa ako pamäť s náhodným prístupom (RAM) alebo vyrovnávacia pamäť pre pevné disky (HDD) a dynamická pamäť s náhodným prístupom pre jednotky SSD (SSD). Poďme sa v krátkosti pozrieť na to, čo sú to HDD a SSD cache a ako fungujú.

Čo je vyrovnávacia pamäť pevného disku?

Vyrovnávacia pamäť pevného disku je často známa ako vyrovnávacia pamäť disku. Pod týmto názvom sa jeho účel stáva trochu transparentnejším. Funguje ako dočasný pamäťový priestor, zatiaľ čo pevný disk číta a zapisuje dáta do trvalého úložiska na platniach.

Vyrovnávaciu pamäť pevného disku si môžete predstaviť ako pamäť RAM navrhnutú výslovne pre pevný disk. Pevné disky majú vstavané mikrokontroléry, ktoré riadia a spracovávajú dáta prichádzajúce a odchádzajúce, podobne ako CPU. HDD RAM funguje spolu s mikrokontrolérom na ukladanie pamäte počas jej spracovania.

Vyrovnávaciu pamäť pevného disku si môžete predstaviť aj ako niečo podobné ukladaniu do vyrovnávacej pamäte, pokiaľ ide o streamovaný obsah. Každý sa stretol so streamovaním videa na pomalom pripojení. Prehrávač videa čaká pred prehrávaním alebo počas neho, aby zhromaždil údaje, aby mohol pokračovať v prehrávaní videa plynulejšie. Vyrovnávacia pamäť pevného disku umožňuje pevnému disku robiť to isté pri čítaní a zapisovaní údajov.

Ako funguje vyrovnávacia pamäť HDD?

Ako HDD číta a zapisuje dáta, ťahá ich z platní. Pevný disk veľmi často pracuje s rovnakými údajmi opakovane, pretože osoba používajúca počítač zvyčajne pracuje na jednej alebo dvoch úlohách naraz. Pevný disk uchováva údaje vo svojej vyrovnávacej pamäti, ktoré vy alebo vaše programy používate najčastejšie, a najnovšie vďaka tomu nie je potrebné vyberať ich z platní zakaždým, keď sú potrebné údaje. Táto akcia zrýchli výkon disku.

HDD: Čítanie dopredu a dozadu

Pevný disk zvyčajne nezhromažďuje iba údaje, ktoré potrebuje. Číta aj dáta okolo seba. Pevné disky nie sú efektívne. Rotujúce platne a čítacie/zapisovacie hlavy sú vo svojej podstate obmedzené fyzickými pohyblivými časťami, ktoré sú oveľa pomalšie ako SSD bez pohyblivých komponentov. Preto sa pevné disky snažia kompenzovať hádaním.

Keď používateľ alebo program požaduje údaje (pripomína mi Tron), pevný disk prečíta tieto údaje a údaje okolo nich z platne a uloží ich do vyrovnávacej pamäte. Keďže existuje slušná pravdepodobnosť, že okolité údaje sú podobné, disk predpokladá, že používateľ alebo proces si čoskoro vyžiada aj okolité údaje.

HDD: Večerný dátový tok

Existuje mnoho rôznych krokov na získanie údajov z pevného disku. Každý z nich si vyžaduje čas a zriedka sa synchronizujú. Prenos dát z pevného disku cez SATA zvyčajne prebieha rýchlejšie, ako HDD dokáže čítať a zapisovať dáta na platne. Vyrovnávacia pamäť disku sa často používa na vyrovnanie tohto toku údajov a na oveľa plynulejší proces.

HDD: Minimalizácia čakacích dôb pri zápise

Pevné disky sú opäť pomalé. Sú pravdepodobne časovo najnáročnejšou súčasťou každého počítača, pretože majú fyzicky pohyblivé časti. Zapisovanie údajov je pre používateľa zvyčajne „bolestivé“.

HDD: Účel vyrovnávacej pamäte

Vyrovnávacia pamäť HDD (RAM) pomáha urýchliť proces zapisovania údajov virtuálnym oklamaním zvyšku počítača. Pevný disk vezme dáta do svojej vyrovnávacej pamäte a začne ich zapisovať. Namiesto čakania na zápis všetkých údajov na platne, HDD signalizuje počítaču, že to urobil. PC alebo Mac buď pokračuje v odosielaní ďalších údajov, alebo prejde na iné úlohy v domnení, že proces je dokončený. V každom prípade to umožní počítaču pokračovať na ďalšiu udalosť.

Ukladanie údajov do vyrovnávacej pamäte má však aj nevýhodu. Zatiaľ čo sa pevný disk snaží splniť svoj sľub zapísať údaje, môže o ne prísť. Ak sa počítač náhle vypne, všetky údaje uložené vo vyrovnávacej pamäti zmiznú. RAM/vyrovnávacia pamäť je nestále úložisko.

Zrýchlenie HDD

Vyššia HDD RAM (cache) neznamená priamo vyšší výkon disku pri jednotlivých úlohách. Nie je to tak, že by to spôsobovalo, že sa pohon pohybuje rýchlejšie. Disková vyrovnávacia pamäť však umožňuje diskovej jednotke vykonávať multitasking oveľa efektívnejšie a je pravdepodobné, že to je niečo, čo potrebujete.

Je zriedkavé, že disk robí iba jednu vec alebo bude súčasne interagovať iba s jedným procesom. Diskové pevné disky sú v moderných počítačoch stále dobre známe úložné zariadenia. SSD však postupne nahrádzajú tie HDD. Dokonca aj pri jednej úlohe môže byť potrebné, aby k úložisku jednotky pristupovalo súčasne viacero programov. Možno pracujete s dvoma alebo viacerými súbormi, máte na pozadí úlohy alebo dokonca dostávate aktualizácie.

Servery sú ďalším priestorom, kde je kritická prítomnosť určitej pamäte RAM na pevných diskoch. Serverové HDD budú vždy robiť viacero vecí. Predstavte si databázu za webovou stránkou. Kedykoľvek používateľ dokončí akciu, ktorú má webová lokalita uložiť alebo prihlásiť, webová lokalita pristúpi k informáciám a zapíše ich do databázy. Zakaždým, keď si niekto pozrie túto webovú stránku, načítava sa z databázy. Bolo by zriedkavé, že by jednotky ukladajúce túto databázu nevykonávali viacero úloh súčasne.

Čo je vyrovnávacia pamäť v SSD?

SSD nie sú také pomalé ako fyzické pevné disky , takže potrebujú aj nejakú vyrovnávaciu pamäť? Skrátka áno. Zatiaľ čo RAM v pevných diskoch sa správa ako RAM v PC alebo grafickom procesore (GPU), vyrovnávacia pamäť v jednotkách SSD slúži ako DRAM. Je oveľa rýchlejší a drží krok s SSD.

Aj keď sú SSD disky oveľa rýchlejšie ako ich diskové náprotivky, vyrovnávacia pamäť stále prináša výhody. Jednotky SSD ho stále používajú na reguláciu vstupu/výstupu a poskytujú rýchlejší prístup na čítanie a zápis. Medzitým niektoré SSD nemajú vstavanú DRAM. Šetrí spotrebu energie, ale núti disky kompenzovať to inými spôsobmi.

Ďalšou vecou, ​​​​ktorú treba poznamenať, je, že SSD píšu v dávkach, a nie po sektoroch, takže musia načítať skupiny údajov, pridať ich z vyrovnávacej pamäte a potom ich vložiť späť a prejsť na ďalšiu skupinu údajov. Preto je výhodná vyrovnávacia pamäť DRAM.

Celkovo na vyrovnávacej pamäti záleží, dokonca aj na diskoch SSD. Nie je to také dôležité ako špecifikácie primárneho disku, ale mali by ste to zvážiť. Ak váš pevný disk pracuje na viacerých úlohách alebo nepretržite beží, ako napríklad server, na vývoj alebo dokonca na hranie hier, hľadajte väčšie veľkosti pamäte RAM. Uvidíte z toho najviac výhod. Domáci používatelia, ktorí hľadajú úložnú jednotku na príležitostné použitie, sa toho nemusia až tak obávať, hoci niekoľko kariet v prehliadači spolu s videom YouTube a dvoma tabuľkami a zároveň prijímanie aktualizácií môže veci spomaliť. V prípade SSD sú vody trochu temnejšie, ale stále sa oplatí brať do úvahy DRAM vo vašom rozhodovacom procese. Iné faktory to však môžu ľahko zatieniť.