Pc'er er komplicerede maskiner, fyldt med snesevis af mindre komponenter, som alle arbejder sammen. Enhver, der har arbejdet med pc-hardware, er bekendt med de vigtigste harddiskspecifikationer, såsom kapacitet, læse-/skrivehastigheder og pladerotationshastigheder. Der er dog en mindre kendt og ofte overset funktion, der påvirker hastigheden og ydeevnen på din harddisk. Funktionen er kendt som harddiskcachen. Lad os tage et hurtigt kig på hvad harddisk cache og SSD cache er, og hvordan det virker.
Hvad er harddiskcache?
Harddiskcache er ofte kendt som diskbufferen. Ved det navn bliver dens formål et lille c. Det fungerer som et midlertidigt hukommelsesrum, mens harddisken læser og skriver data til det permanente lager på pladerne.
Du kan tænke på en harddisks cache som værende som random-access memory (RAM), der er specielt designet til harddisken. Harddiske har indbyggede mikrocontrollere, der styrer og behandler data, der kommer ind og ud, ligesom en CPU. Cachen arbejder sammen med mikrocontrolleren for at gemme hukommelse, mens den behandles.
Du kan også tænke på harddiskcache som noget, der ligner buffering, når det kommer til streaming af indhold. Alle har beskæftiget sig med at streame en video på en langsom forbindelse. Videoafspilleren venter før eller under afspilning med at indsamle data, så den kan fortsætte med at afspille videoen mere jævnt, efterhånden som den skrider frem. Harddiskcache tillader en harddisk at gøre det samme, når den læser og skriver data.
Hvordan virker det?
Mens harddisken læser og skriver data, trækker den dem fra pladerne. Meget ofte arbejder en harddisk med de samme data gentagne gange, da den person, der bruger computeren, normalt arbejder på en eller to opgaver ad gangen. Harddisken (HDD) gemmer data i sin cache, som du eller dine programmer bruger oftest, og senest eliminerer behovet for at trække dem fra pladerne, hver gang dataene er nødvendige. Denne handling fremskynder drevets ydeevne.
Læsning foran og bagved
Typisk henter en harddisk ikke kun de data, den har brug for. Den læser også data omkring den. Harddiske er ikke effektive. De roterende plader og læse-/skrivehoveder er i sagens natur begrænset af fysiske bevægelige dele, som er meget langsommere end solid-state-drev, der ikke har nogen bevægelige komponenter. Derfor forsøger harddiske at kompensere ved at gætte.
Når en bruger eller et program anmoder om data (minder mig om Tron), læser harddisken disse data og dataene omkring dem fra pladen og gemmer det hele i bufferen. Da der er en anstændig sandsynlighed for, at de omgivende data ligner hinanden, antager drevet, at brugeren eller processen også vil anmode om de omgivende data snart.
Aftendataflow
Der er en masse forskellige trin til at hente data fra en harddisk. Hver af dem tager tid, og de synkroniserer sjældent. Overførsel af data fra harddisken via SATA går normalt meget hurtigere, end drevet kan læse og skrive data til pladerne. Diskbufferen bruges ofte til at udjævne denne datastrøm og gøre processen meget glattere.
Minimere ventetider, når du skriver
Igen, harddiske er langsomme. De er nok den mest tidskrævende del af enhver computer på grund af deres fysisk bevægelige dele. At skrive data er normalt "smerteligt" for brugeren.
Cache hjælper med at fremskynde dataskrivningsprocesser ved nærmest at narre resten af computeren. En harddisk vil tage data ind i sin cache og begynde at skrive dem. I stedet for at vente med at skrive alle data på pladerne, signalerer HDD'en computeren, at den gjorde det. Pc'en eller Mac'en fortsætter enten med at sende flere data, eller den går videre til andre opgaver i den tro, at processen er færdig. Uanset hvad, giver dette computeren som helhed mulighed for at fortsætte til næste begivenhed.
Der er dog en ulempe. Mens harddisken forsøger at indfri sit løfte om at skrive dataene, kan den miste dem. Hvis computeren pludselig slukkes, forsvinder alle de data, der er gemt i cachen. Cache, ligesom RAM, er flygtigt lager.
Fremskynd din harddisk
Cachen vil ikke være lig med hurtigere drevydelse på enkeltopgaver direkte. Det er ikke sådan, at det får drevet til at bevæge sig hurtigere. At have en diskbuffer tillader dog en harddisk at multitaske meget mere effektivt, og chancerne er, at det er noget, du har brug for.
Det er sjældent, at et drev kun gør én ting eller kun vil interagere med én proces ad gangen. Diskbaserede harddiske er stadig velkendte lagerenheder i moderne pc'er. Solid-state-drev (SSD'er) erstatter dog gradvist disse harddiske (HDD'er). Selv med en enkelt opgave kan flere programmer have brug for at få adgang til lageret ad gangen. Du arbejder muligvis med to eller flere filer fra dit lagerdrev på én gang.
Servere er et andet sted, hvor det er vigtigt at have cache på harddiske. Serverharddiske vil altid gøre flere ting. Tænk på en database bag en hjemmeside. Hver gang en bruger fuldfører en handling, som webstedet skal gemme eller logge, får webstedet adgang til informationen og skriver det til databasen. Hver gang nogen ser det websted, læser det fra databasen. Det ville være sjældent, at de drev, der gemmer databasen, ikke ville udføre flere opgaver samtidigt.
Cache i SSD'er
SSD'er er ikke så langsomme som fysiske harddiske, så har de også brug for cache? Kort sagt, det gør de. Mens cache på harddiske opfører sig som RAM, fungerer cache i solid state-drev som dynamisk tilfældig adgangshukommelse (DRAM). Det er meget hurtigere og holder trit med SSD'erne.
Selvom SSD'er er meget hurtigere end deres disk-baserede modstykker, giver cache stadig fordele. Solid-state-drev bruger stadig cache til at regulere input/output og give noget hurtigere læse- og skriveadgang. I mellemtiden har nogle SSD'er ikke indbygget DRAM. Det sparer på strømforbruget, men tvinger drevene til at kompensere på andre måder.
Køb af et drev
Så cache betyder selvfølgelig noget. Cachen er ikke så vigtig som de primære drevspecifikationer, men du bør stadig tage den i betragtning. Hvis dit drev skal multitasking eller køre kontinuerligt, som på en server eller bruges til spilplatforme, skal du kigge efter større cachestørrelser. Du vil se størst gavn af det. Hjemmebrugere, der leder efter et lagerdrev til lejlighedsvis brug, behøver ikke bekymre sig så meget om det. For SSD'er er vandene lidt mere skumle, men det er stadig værd at overveje cache i din beslutningsproces. Andre faktorer kan dog let overskygge det.