Hva er harddiskbufferen og hva gjør den?

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 de viktigste harddiskspesifikasjonene, som kapasitet, lese-/skrivehastigheter og tallerkenrotasjonshastigheter. Det er imidlertid en mindre kjent og ofte oversett funksjon som påvirker hastigheten og ytelsen til harddisken din. Funksjonen er kjent som harddiskbufferen. La oss ta en rask titt på hva harddisk cache og SSD cache er, og hvordan det fungerer.

Hva er harddiskbufferen og hva gjør den?

Hva er harddiskbuffer?

Harddiskbuffer er ofte kjent som diskbufferen. Med det navnet blir formålet en liten c. 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 å være som tilfeldig tilgangsminne (RAM) som er spesielt designet for harddisken. Harddisker har innebygde mikrokontrollere som styrer og behandler data som kommer inn og ut, omtrent som en CPU. Cachen fungerer sammen med mikrokontrolleren for å lagre minne mens den behandles.

Du kan også tenke på harddiskcache som noe som ligner på buffering når det kommer til strømming av innhold. Alle har jobbet med å streame en video på en treg tilkobling. Videospilleren venter før eller under avspilling med å samle inn data slik at den kan fortsette å spille av videoen jevnere etter hvert som den skrider frem. Harddiskbuffer lar en harddisk gjøre det samme når den leser og skriver data.

Hvordan virker det?

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

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 solid-state-stasjoner som ikke har noen 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.

Kveldsdataflyt

Det er en rekke 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 mye raskere enn stasjonen kan lese og skrive data til platene. Diskbufferen brukes ofte til å jevne ut denne dataflyten og gjøre prosessen mye jevnere.

Minimere ventetider når du skriver

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.

Cache hjelper til med å fremskynde dataskrivingsprosesser 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 den går videre til andre oppgaver, i troen på at prosessen er fullført. Uansett lar dette datamaskinen som helhet fortsette til neste hendelse.

Det er imidlertid en ulempe. 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. Cache, som RAM, er flyktig lagring.

Få fart på harddisken din

Bufferen kommer ikke til å tilsvare raskere kjøreytelse på enkeltoppgaver direkte. Det er ikke slik at det får stasjonen til å bevege seg raskere. Å ha en diskbuffer lar imidlertid en harddisk multitaske mye mer effektivt, og sjansene er store 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. Solid-state-stasjoner (SSD-er) erstatter imidlertid gradvis disse harddiskene (HDDer). Selv med en enkelt oppgave kan det hende at flere programmer trenger tilgang til lagringen samtidig. Det kan hende du jobber med to eller flere filer fra lagringsstasjonen samtidig.

Servere er en annen plass hvor det er avgjørende å ha hurtigbuffer på harddisker. Serverharddisker kommer alltid til å gjøre flere ting. Tenk på en database bak et nettsted. Hver gang 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 vil være sjelden at stasjonene som lagrer den databasen, ikke vil utføre flere oppgaver samtidig.

Buffer i SSD-er

SSD-er er ikke så trege som fysiske harddisker, så trenger de cache også? Kort sagt, det gjør de. Mens cache i harddisker oppfører seg som RAM, fungerer cache i solid state-stasjoner som dynamisk tilfeldig tilgangsminne (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 fortsatt cache for å regulere inngang/utgang og gi noe 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.

Kjøpe en stasjon

Så cache betyr tydeligvis noe. Cachen er ikke like viktig som de primære stasjonsspesifikasjonene, men du bør fortsatt ta den i betraktning. Hvis stasjonen din skal multitasking eller kjører kontinuerlig, som på en server eller brukes til spillplattformer, se etter større cache-størrelser. Du kommer til å se mest nytte av det. Hjemmebrukere som leter etter en lagringsstasjon for sporadisk bruk trenger ikke å bekymre seg så mye for det. For SSD-er er vannet litt skumlere, men det er fortsatt verdt å vurdere cache i beslutningsprosessen. Andre faktorer kan imidlertid lett overskygge det.