Arvutid on keerulised masinad, mis on täidetud kümnete väiksemate komponentidega, mis kõik töötavad koos. Igaüks, kes on töötanud arvuti riistvaraga, on tuttav peamiste kõvaketta spetsifikatsioonidega, nagu maht, lugemis-/kirjutuskiirus ja taldriku pöörlemiskiirus. Siiski on üks vähem tuntud ja sageli tähelepanuta jäetud funktsioon, mis mõjutab kõvaketta kiirust ja jõudlust. Seda funktsiooni tuntakse kõvaketta vahemäluna. Vaatame lühidalt, mida kõvaketta vahemälu ja SSD vahemälu on ja kuidas see toimib.
Mis on kõvaketta vahemälu?
Kõvaketta vahemälu nimetatakse sageli kettapuhvriks. Selle nimega muutub selle eesmärk veidi c. See toimib ajutise mäluruumina, samal ajal kui kõvaketas loeb ja kirjutab andmeid taldrikutel olevale alalisele salvestusruumile.
Kõvaketta vahemälu võib mõelda kui suvapöördusmälu (RAM), mis on spetsiaalselt kõvaketta jaoks loodud. Kõvaketastel on sisseehitatud mikrokontrollerid, mis juhivad ja töötlevad sisse- ja väljatulevaid andmeid sarnaselt protsessoriga. Vahemälu töötab koos mikrokontrolleriga, et salvestada mälu töötlemise ajal.
Sisu voogesituse puhul võite mõelda ka kõvaketta vahemälule kui millegile sarnasele puhverdamisele. Kõik on tegelenud aeglase ühendusega video voogesitusega. Videopleier ootab enne taasesitust või taasesituse ajal andmete kogumist, et saaks video edenedes sujuvamalt esitada. Kõvaketta vahemälu võimaldab kõvakettal andmete lugemisel ja kirjutamisel sama teha.
Kuidas see töötab?
Kui kõvaketas andmeid loeb ja kirjutab, tõmbab see need taldrikutelt välja. Väga sageli töötab kõvaketas samade andmetega korduvalt, kuna arvutikasutaja tegeleb tavaliselt ühe või kahe ülesandega korraga. Kõvaketta draiv (HDD) hoiab vahemälus andmeid, mida teie või teie programmid kõige sagedamini kasutate. Viimasel ajal ei ole vaja neid iga kord, kui andmeid vaja läheb, taldrikult välja tõmbama. See toiming kiirendab draivi jõudlust.
Lugemine ette ja taha
Tavaliselt ei võta kõvaketas ainult vajalikke andmeid. Samuti loeb see enda ümber olevaid andmeid. Kõvakettad ei ole tõhusad. Pöörlevad taldrikud ja lugemis-/kirjutuspead on oma olemuselt piiratud füüsiliste liikuvate osadega, mis on palju aeglasemad kui pooljuhtdraivid, millel pole liikuvaid komponente. Seetõttu püüavad kõvakettad kompenseerida oletamisega.
Kui kasutaja või programm küsib andmeid (meenutab Tronit), loeb kõvaketas need andmed ja neid ümbritsevad andmed taldrikult välja ning salvestab need kõik puhvrisse. Kuna on üsna suur tõenäosus, et ümbritsevad andmed on sarnased, eeldab draiv, et kasutaja või protsess pärib varsti ka ümbritsevaid andmeid.
Õhtune andmevoog
Kõvakettalt andmete allalaadimiseks on palju erinevaid samme. Igaüks neist võtab aega ja sünkroonitakse harva. Andmete ülekandmine kõvakettalt SATA kaudu liigub tavaliselt palju kiiremini, kui draiv suudab andmeid lugeda ja taldrikutele kirjutada. Kettapuhvrit kasutatakse sageli selle andmevoo ühtlustamiseks ja protsessi palju sujuvamaks muutmiseks.
Ooteaegade minimeerimine kirjutamisel
Jällegi on kõvakettad aeglased. Need on nende füüsiliselt liikuvate osade tõttu tõenäoliselt arvuti kõige aeganõudvam osa. Andmete kirjutamine on kasutajale tavaliselt valus.
Vahemälu aitab kiirendada andmete kirjutamise protsesse, pettes ülejäänud arvuti praktiliselt ära. Kõvaketas võtab andmed oma vahemällu ja hakkab neid kirjutama. Selle asemel, et oodata kõigi andmete taldrikutele kirjutamist, annab HDD arvutile märku, et ta tegi. PC või Mac kas jätkab rohkemate andmete saatmist või jätkab muude toimingute juurde, uskudes, et protsess on lõppenud. Mõlemal juhul võimaldab see arvutil tervikuna jätkata järgmise sündmusega.
Siiski on miinus. Kuigi kõvaketas üritab oma lubadust andmeid kirjutada, võib see sellest ilma jääda. Kui arvuti äkitselt välja lülitatakse, kaovad kõik vahemällu salvestatud andmed. Vahemälu, nagu ka RAM, on muutlik salvestusruum.
Kõvaketta kiirendamine
Vahemälu ei võrdu otse üksikute ülesannete kiirema jõudlusega. See ei pane draivi kiiremini liikuma. Kettapuhvri olemasolu võimaldab aga kõvakettal palju tõhusamalt multitegumtööd teha ja on tõenäoline, et see on midagi, mida te vajate.
Harva juhtub, et draiv teeb ainult ühte asja või suhtleb korraga ainult ühe protsessiga. Kettapõhised kõvakettad on tänapäevastes arvutites endiselt hästi tuntud salvestusseadmed. Kuid pooljuhtkettad (SSD) asendavad neid kõvakettaid (HDD-sid) järk-järgult. Isegi ühe ülesande korral võib mitu programmi vajada korraga juurdepääsu sellele salvestusruumile. Võimalik, et töötate korraga kahe või enama salvestusseadme failiga.
Serverid on veel üks ruum, kus kõvaketaste vahemälu on kriitiline. Serveri kõvakettad teevad alati mitut asja. Mõelge veebisaidi taga olevale andmebaasile. Iga kord, kui kasutaja sooritab toimingu, mille veebisait peab salvestama või logima, pääseb sait teabele juurde ja kirjutab selle andmebaasi. Iga kord, kui keegi seda veebisaiti vaatab, loetakse see andmebaasist välja. On haruldane, et seda andmebaasi salvestavad draivid ei täidaks korraga mitut ülesannet.
Vahemälu SSD-des
SSD-d pole nii aeglased kui füüsilised kõvakettad, nii et kas neil on vaja ka vahemälu? Ühesõnaga teevad. Kui kõvaketaste vahemälu käitub nagu RAM, siis pooljuhtketaste vahemälu toimib dünaamilise juhusliku juurdepääsuga mäluna (DRAM). See on palju kiirem ja käib SSD-dega sammu.
Kuigi SSD-d on palju kiiremad kui nende kettapõhised kolleegid, pakub vahemälu siiski eeliseid. Tahkisdraivid kasutavad endiselt vahemälu, et reguleerida sisendit/väljundit ning pakkuda mõnevõrra kiiremat lugemis- ja kirjutamisjuurdepääsu. Samal ajal pole mõnel SSD-l sisseehitatud DRAM-i. See säästab energiatarbimist, kuid sunnib ajamid muul viisil kompenseerima.
Drive'i ostmine
Niisiis, vahemälu on ilmselgelt oluline. Vahemälu pole nii oluline kui esmase draivi spetsifikatsioonid, kuid peaksite seda siiski arvesse võtma. Kui teie draiv töötab multitegumtööna või töötab pidevalt, näiteks serveris või mänguplatvormidel, otsige suuremaid vahemälu. Näete sellest kõige rohkem kasu. Kodukasutajad, kes otsivad aeg-ajalt salvestusseadet, ei pea selle pärast nii palju muretsema. SSD-de puhul on vesi pisut hägusem, kuid otsustamisel tasub siiski kaaluda vahemälu. Teised tegurid võivad selle aga kergesti varjutada.