I PC sono macchine complicate, piene di dozzine di componenti più piccoli che lavorano tutti insieme. Dalla tua CPU e GPU al tuo disco rigido e memoria, ogni piccola parte del tuo PC desktop o laptop deve unirsi per eseguire operazioni ed eseguire applicazioni. Chiunque abbia lavorato con l'hardware del PC ha familiarità con le principali specifiche del disco rigido, come capacità, velocità di lettura / scrittura e velocità di rotazione del piatto. Tuttavia, esiste una funzionalità meno conosciuta e spesso trascurata che può davvero influire sulla velocità del disco rigido: la dimensione della cache. Diamo una rapida occhiata alla cache del disco rigido e al suo funzionamento.
Che cos'è la cache del disco rigido?
Link veloci
- Che cos'è la cache del disco rigido?
- Come funziona?
- Leggendo avanti e dietro
- Flusso di dati serali
- Riduzione al minimo dei tempi di attesa durante la scrittura
- Accelerare il disco rigido
- Cache negli SSD
- Acquistare un'unità
La cache del disco rigido è spesso nota come buffer del disco. Con quel nome, il suo scopo diventa un po 'più chiaro. Funziona come memoria temporanea per il disco rigido mentre legge e scrive i dati nella memoria permanente sui piatti.
Puoi pensare alla cache di un disco rigido come alla RAM specifica per il disco rigido. Anche l'analogia si adatta molto bene. I dischi rigidi hanno microcontroller integrati che agiscono per governare ed elaborare i dati che entrano ed escono dall'unità, proprio come una CPU. La cache funziona insieme a quel controller per memorizzare la memoria mentre viene elaborata.
Puoi anche pensarlo come un video di buffering. Tutti si sono occupati dello streaming di un video su una connessione lenta. Il lettore video attende prima o durante la riproduzione per raccogliere più dati in modo da poter continuare a riprodurre il video in modo più fluido andando avanti. La cache del disco rigido consente a un disco rigido di fare la stessa cosa durante la lettura o la scrittura dei dati.
Come funziona?
Quando il disco rigido legge e scrive i dati, deve estrarli dai piatti. Molto spesso, un disco rigido funziona ripetutamente con gli stessi dati, poiché la persona che utilizza il computer probabilmente lavorerà su una o due attività alla volta. L'unità contiene i dati che tu o i tuoi programmi utilizzate più frequentemente e più recentemente nella sua cache, eliminando la necessità di estrarli dai piatti ogni volta che tali dati sono necessari e accelerando l'unità.
Leggendo avanti e dietro
In genere, un disco rigido non raccoglie solo i dati di cui ha bisogno. Legge anche i dati circostanti. I dischi rigidi non sono efficienti. Il sistema di piatti rotanti e teste di lettura / scrittura è intrinsecamente limitato facendo affidamento su parti mobili fisiche. Le parti mobili sono molto più lente di quelle interamente elettroniche. Quindi, i dischi rigidi cercano di compensare indovinando.
Quando un utente o un programma effettua una richiesta di dati, il disco rigido estrae tali dati e i dati che li circondano sul piatto e li memorizza tutti nel buffer. Poiché esiste una discreta probabilità che i dati circostanti siano simili, l'unità scommette che anche l'utente o il processo che ha richiesto i dati iniziali richiederanno presto anche i dati circostanti.
Flusso di dati serali
Esistono diversi passaggi per recuperare i dati da un disco rigido. Ognuno di loro richiede tempo ed è raro che si sincronizzino. Il trasferimento dal disco rigido tramite SATA di solito si sposta molto più velocemente di quanto l'unità possa leggere e scrivere dati sui piatti. Il buffer del disco viene spesso utilizzato per uniformare questo flusso di dati e rendere il processo molto più fluido.
Riduzione al minimo dei tempi di attesa durante la scrittura
Ancora una volta, i dischi rigidi sono lenti. Probabilmente sono la parte più lenta di qualsiasi computer a causa delle loro parti fisiche in movimento. Scrivere dati è di solito particolarmente doloroso.
La cache aiuta ad accelerare la scrittura mentendo al resto del computer. Un disco rigido prenderà i dati nella sua cache e inizierà a scriverli. Invece di aspettare di scrivere tutti quei dati sui piatti, l'unità segnala al resto del computer che ha scritto tutti i dati. Il computer continua a inviare più dati o passa oltre, ritenendo che il processo sia completo. In entrambi i casi, ciò consente al computer nel suo insieme di continuare con l'attività successiva.
C'è un aspetto negativo, però. Mentre il disco rigido sta cercando di mantenere la promessa di scrivere i dati, può perderlo. Se il computer si spegne improvvisamente, tutti i dati memorizzati nella cache in attesa di essere scritti scompaiono. La cache, come la RAM, è una memoria volatile.
Accelerare il disco rigido
La cache non equivarrà direttamente a prestazioni di unità più veloci su singole attività. Non è che stia causando un movimento più rapido dell'unità. Avere un buffer del disco, tuttavia, consente a un disco rigido di eseguire il multitasking in modo molto più efficiente e, probabilmente, è qualcosa di cui avrai bisogno.
È raro che un'unità faccia solo una cosa o interagisca solo con un processo alla volta. La maggior parte delle volte, i dischi rigidi basati su disco saranno unità di archiviazione nei PC moderni, lasciando l'installazione del sistema operativo e delle applicazioni su unità a stato solido. Anche con questo singolo lavoro, potrebbe essere necessario che più programmi accedano a tale memoria alla volta. Potresti persino lavorare attivamente con due o più file dall'unità di archiviazione contemporaneamente.
I server sono un altro spazio in cui la cache nei dischi rigidi è molto importante. I dischi rigidi del server eseguiranno sempre più operazioni. Pensa a un database dietro un sito web. Ogni volta che un utente su quel sito completa un'azione che il sito Web deve archiviare o registrare, il sito accede e scrive nel database. Ogni volta che qualcuno visualizza anche quel sito Web, legge dal database. Sarebbe raro che le unità che memorizzano quel database non eseguissero più attività contemporaneamente.
Cache negli SSD
Gli SSD non sono lenti come i dischi rigidi fisici, quindi hanno bisogno anche della cache? In breve, una specie di. La maggior parte degli SSD utilizza un sistema cache. Mentre la cache nei dischi rigidi si comporta come la RAM, la cache nei dischi a stato solido in realtà è DRAM. È molto più veloce e tiene il passo con le unità stesse.
Anche se gli SSD sono molto più veloci rispetto alle loro controparti basate su disco, la cache offre comunque vantaggi. L'unità a stato solido utilizza ancora la cache per regolare le unità e fornire un accesso in lettura e scrittura leggermente più veloce. Nel frattempo, alcuni SSD in realtà non hanno quella DRAM integrata per la cache. Risparmia sul consumo di energia, ma forza le unità a compensare in altri modi.
Acquistare un'unità
Quindi, la cache ovviamente conta. Probabilmente la cache non conta tanto quanto le specifiche dell'unità primaria, ma dovresti comunque tenerne conto. Se il tuo disco sarà multitasking o funzionerà costantemente, come in un server, cerca cache di dimensioni maggiori. Vedrai il massimo beneficio da esso. Gli utenti domestici che cercano un'unità di archiviazione a cui accederanno solo occasionalmente non devono preoccuparsene tanto. Per le unità a stato solido, le acque sono un po 'più oscure, ma vale comunque la pena considerare la cache nel processo decisionale. Altri fattori possono facilmente oscurarlo, però.
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