PC:t ovat monimutkaisia koneita, jotka on täynnä kymmeniä pienempiä komponentteja, jotka kaikki toimivat yhdessä. Jokainen, joka on työskennellyt PC-laitteiston kanssa, tuntee kiintolevyn tärkeimmät tiedot, kuten kapasiteetin, luku-/kirjoitusnopeudet ja levyn pyörimisnopeudet. On kuitenkin vähemmän tunnettu ja usein huomiotta jätetty ominaisuus, joka vaikuttaa kiintolevyn nopeuteen ja suorituskykyyn. Ominaisuus tunnetaan kiintolevyn välimuistina. Katsotaanpa nopeasti mitä kiintolevyn välimuisti ja SSD-välimuisti on ja miten se toimii.
Mikä on kiintolevyn välimuisti?
Kiintolevyn välimuisti tunnetaan usein levypuskurina. Tällä nimellä sen tarkoituksesta tulee hieman c. Se toimii väliaikaisena muistitilana, kun kiintolevy lukee ja kirjoittaa tietoja levyjen pysyvään muistiin.
Voit ajatella kiintolevyn välimuistia kuin RAM-muistia, joka on erityisesti suunniteltu kiintolevylle. Kiintolevyissä on sisäänrakennetut mikro-ohjaimet, jotka ohjaavat ja käsittelevät sisään ja ulos tulevaa dataa, aivan kuten CPU. Välimuisti toimii yhdessä mikro-ohjaimen kanssa tallentaakseen muistia sitä käsiteltäessä.
Voit myös ajatella, että kiintolevyn välimuisti on jotain samanlaista kuin puskurointi sisällön suoratoistossa. Kaikki ovat käsitelleet videon suoratoistoa hitaalla yhteydellä. Videosoitin odottaa ennen toistoa tai sen aikana kerätäkseen tietoja, jotta se voi jatkaa videon toistoa sujuvammin sen edetessä. Kiintolevyn välimuisti sallii kiintolevyn tehdä saman asian lukeessaan ja kirjoittaessaan tietoja.
Kuinka se toimii?
Kun kiintolevy lukee ja kirjoittaa tietoja, se vetää sen levyiltä. Hyvin usein kovalevy työskentelee samoilla tiedoilla toistuvasti, koska tietokonetta käyttävä henkilö työskentelee yleensä yhtä tai kahta tehtävää kerrallaan. Kiintolevyaseman (HDD) välimuistissa on tietoja, joita sinä tai ohjelmasi käytät useimmin, ja viimeksi näin ei tarvitse poistaa niitä levyiltä aina, kun tietoja tarvitaan. Tämä toiminto nopeuttaa aseman suorituskykyä.
Lukeminen Eteen ja Takana
Tyypillisesti kiintolevy ei vain poimi tarvitsemaansa tietoa. Se myös lukee ympärillään olevat tiedot. Kiintolevyt eivät ole tehokkaita. Pyöriviä levyjä ja luku-/kirjoituspäitä rajoittavat luonnostaan fyysiset liikkuvat osat, jotka ovat paljon hitaampia kuin solid-state-asemat, joissa ei ole liikkuvia osia. Siksi kovalevyt yrittävät kompensoida arvaamalla.
Kun käyttäjä tai ohjelma pyytää tietoja (tulee mieleen Tron), kiintolevy lukee tiedot ja sen ympärillä olevat tiedot levyltä ja tallentaa ne puskuriin. Koska on riittävä todennäköisyys, että ympäröivä data on samankaltainen, asema olettaa, että käyttäjä tai prosessi pyytää myös ympäröivää dataa pian.
Ilta Data Flow
Tietojen noutamiseen kiintolevyltä on joukko erilaisia vaiheita. Jokainen niistä vie aikaa, ja ne synkronoidaan harvoin. Tietojen siirtäminen kiintolevyltä SATA:n kautta tapahtuu yleensä paljon nopeammin kuin asema pystyy lukemaan ja kirjoittamaan tietoja levyille. Levypuskuria käytetään usein tasaamaan tätä tietovirtaa ja tekemään prosessista paljon sujuvampaa.
Minimoi odotusajat kirjoittaessasi
Jälleen kovalevyt ovat hitaita. Ne ovat luultavasti aikaavievin osa tietokonetta fyysisesti liikkuvien osien vuoksi. Tietojen kirjoittaminen on yleensä "tuskallista" käyttäjälle.
Välimuisti auttaa nopeuttamaan tietojen kirjoitusprosesseja huijaamalla muun tietokoneen käytännössä. Kiintolevy ottaa tiedot välimuistiinsa ja alkaa kirjoittaa niitä. Sen sijaan, että odottaisi kaiken tiedon kirjoittamista levyille, kiintolevy ilmoittaa tietokoneelle, että se teki. PC tai Mac joko jatkaa tietojen lähettämistä tai siirtyy muihin tehtäviin uskoen, että prosessi on valmis. Joka tapauksessa tämä antaa tietokoneen kokonaisuutena jatkaa seuraavaan tapahtumaan.
Huono puoli kuitenkin on. Vaikka kiintolevy yrittää lunastaa lupauksensa kirjoittaa tietoja, se voi menettää sen. Jos tietokone sammutetaan äkillisesti, kaikki välimuistiin tallennetut tiedot katoavat. Välimuisti, kuten RAM, on haihtuvaa tallennustilaa.
Kiintolevyn nopeuttaminen
Välimuisti ei tarkoita nopeampaa aseman suorituskykyä yksittäisissä tehtävissä suoraan. Se ei vaikuta ajavan ajoa nopeammin. Levypuskurin ansiosta kiintolevy voi kuitenkin tehdä monia tehtäviä paljon tehokkaammin, ja todennäköisesti tarvitset sitä.
On harvinaista, että asema tekee vain yhden asian tai on vuorovaikutuksessa vain yhden prosessin kanssa kerrallaan. Levypohjaiset kiintolevyt ovat edelleen tunnettuja tallennuslaitteita nykyaikaisissa tietokoneissa. Solid-state-asemat (SSD-levyt) korvaavat kuitenkin vähitellen nämä kiintolevyasemat (HDD). Jopa yhdellä tehtävällä useiden ohjelmien on ehkä käytettävä tätä tallennustilaa kerralla. Saatat käsitellä kahta tai useampaa tallennusasemaltasi olevaa tiedostoa kerralla.
Palvelimet ovat toinen tila, jossa välimuistin käyttö kiintolevyillä on kriittinen. Palvelimen kiintolevyt tekevät aina useita asioita. Ajattele verkkosivuston takana olevaa tietokantaa. Joka kerta kun käyttäjä suorittaa toiminnon, joka verkkosivuston on tallennettava tai kirjattava, sivusto käyttää tietoja ja kirjoittaa ne tietokantaan. Joka kerta, kun joku edes katsoo verkkosivustoa, se lukee tietokannasta. Olisi harvinaista, että kyseisen tietokannan tallentavat asemat eivät suorittaisi useita tehtäviä samanaikaisesti.
Välimuisti SSD-levyillä
SSD-levyt eivät ole yhtä hitaita kuin fyysiset kiintolevyt, joten tarvitsevatko ne myös välimuistia? Lyhyesti sanottuna he tekevät. Kiintolevyasemien välimuisti toimii kuten RAM, mutta SSD-asemien välimuisti toimii dynaamisena satunnaiskäyttömuistina (DRAM). Se on paljon nopeampi ja pysyy SSD-levyjen tahdissa.
Vaikka SSD-levyt ovat paljon nopeampia kuin levypohjaiset vastineensa, välimuisti tarjoaa silti etuja. Solid-state-asemat käyttävät edelleen välimuistia säätelemään tuloa/lähtöä ja tarjoavat hieman nopeamman luku- ja kirjoitusoikeuden. Samaan aikaan joissakin SSD-levyissä ei ole sisäänrakennettua DRAM-muistia. Se säästää virrankulutuksessa, mutta pakottaa taajuusmuuttajat kompensoimaan muilla tavoilla.
Aseman ostaminen
Joten välimuistilla on ilmeisesti väliä. Välimuisti ei ole yhtä tärkeä kuin ensisijaiset aseman tiedot, mutta sinun tulee silti ottaa se huomioon. Jos asemasi aikoo tehdä moniajoa tai toimia jatkuvasti, kuten palvelimessa tai käyttää pelialustoilla, etsi suurempia välimuistikokoja. Näet siitä eniten hyötyä. Kotikäyttäjien, jotka etsivät tallennusasemaa satunnaiseen käyttöön, ei tarvitse huolehtia siitä niin paljon. SSD-levyillä vedet ovat hieman hämärämpiä, mutta välimuistia kannattaa silti harkita päätöksenteossa. Muut tekijät voivat kuitenkin helposti varjostaa sen.