Počítače jsou komplikované stroje plné desítek menších součástek, které všechny spolupracují. Každý, kdo pracoval s hardwarem počítače, zná hlavní specifikace pevného disku, jako je kapacita, rychlost čtení/zápisu a rychlost otáčení plotny. Existuje však méně známá a často přehlížená funkce, která ovlivňuje rychlost a výkon vašeho pevného disku. Tato funkce je známá jako mezipaměť pevného disku. Pojďme se rychle podívat na co mezipaměť pevného disku a SSD cache je a jak to funguje.
Co je mezipaměť pevného disku?
Mezipaměť pevného disku je často známá jako vyrovnávací paměť disku. Podle toho jména se jeho účel stává trochu c. Funguje jako dočasný paměťový prostor, zatímco pevný disk čte a zapisuje data do trvalého úložiště na plotnách.
Mezipaměť pevného disku si můžete představit jako paměť s náhodným přístupem (RAM), která je speciálně navržena pro pevný disk. Pevné disky mají vestavěné mikrokontroléry, které řídí a zpracovávají data přicházející a vycházející, podobně jako CPU. Mezipaměť pracuje ve spojení s mikrokontrolérem a ukládá paměť během jejího zpracovávání.
Mezipaměť pevného disku si také můžete představit jako něco podobného ukládání do vyrovnávací paměti, pokud jde o streamování obsahu. Streamování videa na pomalém připojení řešil snad každý. Přehrávač videa čeká před přehráváním nebo během něj, aby shromáždil data, aby mohl plynule pokračovat v přehrávání videa. Mezipaměť pevného disku umožňuje pevnému disku dělat totéž při čtení a zápisu dat.
Jak to funguje?
Jak pevný disk čte a zapisuje data, stahuje je z ploten. Pevný disk velmi často opakovaně pracuje se stejnými daty, protože osoba používající počítač obvykle pracuje na jednom nebo dvou úkolech najednou. Jednotka pevného disku (HDD) uchovává data ve své mezipaměti, která vy nebo vaše programy používáte nejčastěji, a v poslední době odpadá nutnost vytahovat je z ploten pokaždé, když jsou data potřeba. Tato akce zrychlí výkon disku.
Čtení dopředu a dozadu
Pevný disk obvykle nesbírá pouze data, která potřebuje. Také čte data kolem sebe. Pevné disky nejsou efektivní. Rotující plotny a čtecí/zapisovací hlavy jsou ze své podstaty omezeny fyzickými pohyblivými částmi, které jsou mnohem pomalejší než disky SSD, které nemají žádné pohyblivé součásti. Proto se to pevné disky snaží kompenzovat hádáním.
Když uživatel nebo program požaduje data (připomíná mi Tron), pevný disk načte tato data a data kolem nich z plotny a uloží je všechna do vyrovnávací paměti. Vzhledem k tomu, že existuje slušná pravděpodobnost, že okolní data jsou podobná, disk předpokládá, že si uživatel nebo proces brzy vyžádá také okolní data.
Večerní datový tok
Existuje mnoho různých kroků k načtení dat z pevného disku. Každý z nich vyžaduje čas a zřídka se synchronizují. Přenos dat z pevného disku přes SATA se obvykle pohybuje mnohem rychleji, než disk dokáže číst a zapisovat data na plotny. Vyrovnávací paměť disku se často používá k vyrovnání tohoto toku dat a k mnohem plynulejšímu procesu.
Minimalizace čekacích dob při psaní
Pevné disky jsou opět pomalé. Jsou pravděpodobně časově nejnáročnější součástí jakéhokoli počítače, protože mají fyzicky pohyblivé části. Zapisování dat je pro uživatele obvykle „bolestné“.
Cache pomáhá urychlit procesy zápisu dat tím, že prakticky oklame zbytek počítače. Pevný disk vezme data do své mezipaměti a začne je zapisovat. Místo čekání na zapsání všech dat na plotny, HDD signalizuje počítači, že to udělal. PC nebo Mac buď pokračuje v odesílání dalších dat, nebo se přesune k jiným úkolům a věří, že je proces dokončen. V obou případech to umožňuje počítači jako celku pokračovat k další události.
Má to však nevýhodu. Zatímco se pevný disk snaží splnit svůj slib zapsat data, může o ně přijít. Pokud se počítač náhle vypne, všechna data uložená v mezipaměti zmizí. Cache, stejně jako RAM, je nestálé úložiště.
Zrychlení pevného disku
Mezipaměť se nebude rovnat přímo rychlejšímu výkonu jednotky u jednotlivých úloh. Není to tak, že by to způsobovalo rychlejší pohyb pohonu. Vyrovnávací paměť disku však umožňuje pevnému disku mnohem efektivněji multitasking a je pravděpodobné, že to je něco, co budete potřebovat.
Je vzácné, že disk dělá pouze jednu věc nebo bude interagovat pouze s jedním procesem najednou. Diskové pevné disky jsou stále dobře známá úložná zařízení v moderních počítačích. Jednotky SSD (Solid-State Drive – SSD) však postupně nahrazují tyto jednotky pevných disků (HDD). I v případě jednoho úkolu může být nutné, aby k tomuto úložišti přistupovalo více programů najednou. Možná pracujete se dvěma nebo více soubory z úložného disku najednou.
Servery jsou dalším místem, kde je kritické mít mezipaměť na pevných discích. Serverové pevné disky budou vždy dělat více věcí. Představte si databázi za webem. Pokaždé, když uživatel dokončí akci, kterou má web uložit nebo přihlásit, web přistoupí k informacím a zapíše je do databáze. Pokaždé, když si někdo ten web vůbec prohlédne, přečte si to z databáze. Bylo by vzácné, že by disky uchovávající tuto databázi neprováděly více úkolů současně.
Cache na SSD discích
SSD nejsou tak pomalé jako fyzické pevné disky, takže potřebují také mezipaměť? Zkrátka dělají. Zatímco mezipaměť na pevných discích se chová jako RAM, mezipaměť na jednotkách SSD slouží jako dynamická paměť s náhodným přístupem (DRAM). Je mnohem rychlejší a drží krok s SSD.
I když jsou SSD disky mnohem rychlejší než jejich diskové protějšky, cache stále přináší výhody. Jednotky SSD stále používají mezipaměť k regulaci vstupu/výstupu a poskytují poněkud rychlejší přístup pro čtení a zápis. Mezitím některé SSD nemají vestavěnou DRAM. Šetří spotřebu energie, ale nutí disky kompenzovat to jinými způsoby.
Nákup disku
Takže na cache zjevně záleží. Mezipaměť není tak důležitá jako specifikace primární jednotky, ale přesto byste ji měli vzít v úvahu. Pokud bude váš disk multitasking nebo nepřetržitý provoz, jako na serveru nebo používaný pro herní platformy, hledejte větší velikosti mezipaměti. Uvidíte z toho největší užitek. Domácí uživatelé, kteří hledají úložný disk pro občasné použití, se o něj nemusí tolik starat. U SSD jsou vody trochu temnější, ale stále stojí za to vzít v úvahu mezipaměť ve vašem rozhodovacím procesu. Jiné faktory to však mohou snadno zastínit.