Memorie cache hard disk. Ce este memoria cache a hard diskului și la ce servește

Dacă doriți să știți ce este cache-ul hard diskului și cum funcționează, acest articol este pentru dvs. Veți afla ce este, ce funcții îndeplinește și cum afectează funcționarea dispozitivului, precum și avantajele și dezavantajele cache-ului.

Conceptul de hard disk cache

Hard disk-ul în sine este un dispozitiv destul de pe îndelete. Comparativ cu memoria RAM, un hard disk este mai lent cu ordine de mărime. Acest lucru provoacă, de asemenea, o scădere a performanței computerului atunci când există o lipsă de memorie RAM, deoarece lipsa este compensată de hard disk.

Deci, memoria cache a hard diskului este un fel de memorie cu acces aleatoriu. Acesta este încorporat pe hard disk și servește ca tampon pentru citirea informațiilor și transferul ulterior al acestora la sistem și conține, de asemenea, datele cele mai frecvent utilizate.

Să aruncăm o privire la ce este un cache de hard disk.

După cum sa menționat mai sus, citirea informațiilor de pe un hard disk este foarte pe îndelete, deoarece mișcarea capului și găsirea sectorului necesar durează mult.

Este necesar să clarificăm că cuvântul „lent” înseamnă milisecunde. Iar pentru tehnologiile moderne, o milisecundă este mult.

Prin urmare, la fel ca memoria cache a unui hard disk, acesta stochează datele citite fizic de pe suprafața discului și, de asemenea, citește și stochează sectoarele care ar putea fi solicitate ulterior.

Acest lucru reduce numărul de apeluri fizice către unitate, crescând în același timp performanța. Winchester poate funcționa chiar dacă autobuzul gazdă nu este gratuit. Viteza de transmisie poate crește de sute de ori cu același tip de solicitări.

Cum funcționează memoria cache a hard diskului

Să ne oprim asupra acestui lucru mai detaliat. Aveți deja o idee aproximativă la ce servește cache-ul de pe hard disk. Acum, să aflăm cum funcționează.

Să ne imaginăm că hard diskul primește o solicitare de a citi 512 KB de informații dintr-un bloc. Informațiile necesare sunt preluate de pe disc și transferate în cache, dar împreună cu datele solicitate, mai multe blocuri învecinate sunt citite în același timp. Aceasta se numește pre-preluare. Când sosește o nouă cerere pentru un disc, microcontrolerul unității verifică mai întâi prezența acestor informații în cache și, dacă le găsește, le transferă instantaneu la sistem fără a accesa suprafața fizică.

Deoarece memoria cache este limitată, cele mai vechi blocuri de informații sunt înlocuite cu altele noi. Acesta este un cache circular sau un buffer circular.

Metode pentru creșterea vitezei hard diskului prin intermediul memoriei tampon

Segmentarea adaptivă. Memoria cache este formată din segmente cu aceeași cantitate de memorie. Deoarece dimensiunile informațiilor solicitate nu pot fi întotdeauna de aceeași dimensiune, multe segmente de cache vor fi utilizate irațional. Prin urmare, producătorii au început să creeze memorie cache cu posibilitatea de a modifica dimensiunea segmentelor și numărul acestora.
Prefetch. Procesorul unității de hard disk analizează datele solicitate anterior și solicitate în prezent. Pe baza analizei, transferă informații de pe suprafața fizică, care este mai probabil să fie solicitate în momentul următor.
Controlul utilizatorului. Modele mai avansate de hard disk oferă utilizatorului control asupra operațiunilor efectuate în cache. De exemplu: dezactivarea memoriei cache, setarea dimensiunii segmentului, comutarea caracteristicii de segmentare adaptivă sau dezactivarea preluării.

Ceea ce oferă dispozitivului mai multă memorie cache

Acum vom afla cu ce volume sunt echipate și ce oferă memoria cache pe hard disk.

Cel mai adesea, puteți găsi hard disk-uri cu o dimensiune cache de 32 și 64 MB. Dar mai sunt 8 și 16 MB. Recent, au fost lansate doar 32 și 64 MB. O descoperire semnificativă a performanței a venit atunci când au fost folosiți 16 MB în loc de 8 MB. Și între cache-urile cu un volum de 16 și 32 MB, nu mai simțiți prea multe diferențe, precum și între 32 și 64.

Utilizatorul mediu al computerului nu va observa diferența în performanța unităților de hard disk cu o memorie cache de 32 și 64 MB. Dar este demn de remarcat faptul că memoria cache se confruntă periodic cu sarcini semnificative, deci este mai bine să achiziționați un hard disk cu o dimensiune cache mai mare dacă există o oportunitate financiară.

Principalele avantaje ale memoriei cache

Cache-ul are multe beneficii. Vom lua în considerare doar principalele:

Dezavantaje ale memoriei cache

Viteza unității de disc nu crește dacă datele sunt scrise pe discuri în mod aleatoriu. Acest lucru face imposibilă preluarea informațiilor. Această problemă poate fi parțial evitată prin defragmentarea periodică.
Bufferul este inutil atunci când citiți fișiere mai mari decât memoria cache. Deci, atunci când accesați un fișier de 100 MB, memoria cache de 64 MB va fi inutilă.

Informații suplimentare

Acum știți hard diskul și ce afectează. Ce altceva mai trebuie să știi? În prezent, există un nou tip de stocare - SSD (solid state). În loc de platouri de disc, ele folosesc memorie sincronă, ca în unitățile flash. Astfel de unități sunt de zeci de ori mai rapide decât unitățile hard disk convenționale, astfel încât prezența unui cache este inutilă. Dar chiar și astfel de unități au dezavantajele lor. În primul rând, prețul acestor dispozitive crește proporțional cu volumul. În al doilea rând, au o rezervă limitată a ciclului de rescriere a celulelor de memorie.

Există, de asemenea, unități hibride: o unitate SSD cu un hard disk convențional. Avantajul este raportul dintre viteza mare de lucru și o cantitate mare de informații stocate, cu un cost relativ scăzut.

Memoria cache a hard diskului este o stocare temporară a datelor.
Dacă aveți un hard disk modern, atunci cache-ul nu este la fel de important pe cât a fost.
Veți găsi mai detaliat despre rolul cache-ului pe hard disk-uri și cât de mult cache ar trebui să fie pentru o operare rapidă a computerului, veți găsi mai târziu în articol.

Pentru ce este cache-ul

Memoria cache a hard diskului vă permite să stocați datele utilizate frecvent într-o locație dedicată. În consecință, dimensiunea cache determină capacitatea datelor stocate. Datorită memoriei cache mari, performanța hard disk-ului poate crește semnificativ, deoarece datele utilizate frecvent pot fi încărcate exact în memoria cache a hard disk-ului, care nu necesită citire fizică la cerere.
Citirea fizică este accesul direct la sectoarele de hard disk. Este nevoie de o perioadă de timp destul de vizibilă, măsurată în milisecunde. În același timp, memoria cache a hard diskului transferă informații la cerere de aproximativ 100 de ori mai rapid decât dacă informațiile au fost solicitate folosind accesul fizic la hard disk. Astfel, memoria cache a hard disk-ului permite ca hard diskul să funcționeze chiar dacă magistrala gazdă este ocupată.

Împreună cu importanța cache-ului, nu trebuie să uităm de alte caracteristici ale hard disk-ului și, uneori, dimensiunea cache-ului poate fi neglijată. Dacă comparăm două unități de disc de aceeași dimensiune cu diferite dimensiuni de cache, de exemplu, 8 și 16 MB, atunci alegerea în favoarea unei cache mai mari ar trebui făcută numai dacă diferența lor de preț este de aproximativ 7 $ - 12 $. În caz contrar, nu are sens să plătiți în exces pentru o dimensiune mai mare a cache-ului.

Merită să te uiți la cache dacă cumperi un computer de joc și nu există fleacuri pentru tine, caz în care trebuie să te uiți și la cifra de afaceri.

Rezumând toate cele de mai sus

Avantajele memoriei cache sunt că prelucrarea datelor nu durează mult, când, în timpul unui acces fizic într-un anumit sector, trebuie să treacă timpul până când capul discului găsește informația dorită și începe să citească. În plus, hard disk-urile cu o dimensiune mare a cache-ului pot descărca semnificativ procesorul computerului, deoarece nu este necesar acces fizic pentru a solicita informații din cache. În consecință, munca procesorului este minimă aici.

Cache-ul hard disk-ului poate fi numit un accelerator real, deoarece funcția sa de tampon permite într-adevăr funcționarea hard diskului mult mai rapid și mai eficient. Cu toate acestea, în contextul dezvoltării rapide a tehnologiilor înalte, valoarea anterioară a memoriei cache a hard diskului nu are o mare importanță, deoarece majoritatea modelelor moderne folosesc o memorie cache de 8 sau 16 MB, ceea ce este suficient pentru funcționarea optimă a Hard disk.

Astăzi există hard disk-uri cu o memorie cache de 32 MB și mai mare, dar, așa cum am spus, ar trebui să plătiți suplimentar pentru diferență numai dacă diferența de preț se potrivește cu diferența de performanță.

Hard disk-ul (hard disk, HDD) este una dintre părțile foarte importante ale computerului. La urma urmei, dacă un procesor, o placă video etc. se defectează. Regretați că ați pierdut bani pentru o nouă achiziție; dacă hard disk-ul se defectează, riscați să pierdeți date importante fără să vă mai întoarceți vreodată. De asemenea, viteza computerului ca întreg depinde de hard disk. Să ne dăm seama cum să alegem hard disk-ul potrivit.

Sarcini de pe hard disk

Sarcina unui hard disk în interiorul unui computer este de a stoca și afișa informații foarte rapid. Hard disk-ul este o invenție uimitoare a industriei computerelor. Folosind legile fizicii, acest dispozitiv mic stochează o cantitate aproape nelimitată de informații.

Tipul de hard disk

IDE - hard diskurile învechite sunt folosite pentru conectarea la plăci de bază mai vechi.

SATA - au înlocuit hard disk-urile IDE, au o rată de transfer de date mai mare.

Interfețele SATA sunt de diferite modele, diferă între ele prin aceeași viteză de schimb de date și suport pentru diferite tehnologii:

SATA - are o rată de transfer de până la 150mb / s.
SATA II - are o rată de transfer de până la 300mb / s
SATА III - are o rată de transfer de până la 600mb / s

SATA-3 a început să fie produs nu cu mult timp în urmă, de la începutul anului 2010. Când cumpărați un astfel de hard disk, trebuie să acordați atenție anului de fabricație al computerului (fără upgrade), dacă este sub această dată, atunci acest hard disk nu va funcționa pentru dvs.! HDD - SATA, SATA 2 au aceiași conectori de conectare și sunt compatibili unul cu celălalt.

Spațiu pe hard disk

Cele mai frecvente hard disk-uri pe care majoritatea utilizatorilor le folosesc acasă sunt 250, 320, 500 gigaocteți. Există și mai puține, dar sunt din ce în ce mai puține 120, 80 de gigaocteți și nu mai sunt la vânzare. Pentru a stoca informații foarte mari, există hard diskuri de 1, 2, 4 terabyte.

Viteza hard diskului și memoria cache

Atunci când alegeți un hard disk, este important să acordați atenție vitezei sale de funcționare (viteza axului). Viteza întregului computer va depinde de aceasta. Viteza tipică a discului este de 5400 și 7200 rpm.

Cantitatea de memorie tampon (memoria cache) este memoria fizică a hard diskului. Există mai multe dimensiuni de astfel de memorie 8, 16, 32, 64 megabytes. Cu cât viteza RAM a discului este mai mare, cu atât va fi mai rapidă rata de transfer de date.

In custodie

Înainte de a cumpăra, verificați ce hard disk este potrivit pentru placa de bază: IDE, SATA sau SATA 3. Ne uităm la caracteristicile vitezei de rotație a unităților și la cantitatea de memorie tampon, aceștia sunt principalii indicatori pe care trebuie să îi acordați atenție la. Ne uităm și la producător și la volumul care vi se potrivește.

Vă dorim cumpărături fericite!

Împărtășiți alegerea dvs. în comentarii, acest lucru îi va ajuta pe ceilalți utilizatori să facă alegerea corectă!

xn ---- 8sbabec6fbqes7h.xn - p1ai

Administrarea sistemului și multe altele

Utilizarea cache-ului mărește performanța oricărui hard disk, reducând numărul de accesări fizice pe disc și, de asemenea, permite ca hard diskul să funcționeze chiar și atunci când magistrala gazdă este ocupată. Majoritatea unităților moderne au o dimensiune cache de 8 până la 64 de megaocteți. Aceasta este chiar mai mult decât capacitatea hard diskului unui computer mediu în anii nouăzeci ai secolului trecut.

În ciuda faptului că memoria cache crește viteza unității din sistem, are și dezavantajele sale. Pentru început, memoria cache nu accelerează deloc unitatea în caz de solicitări aleatorii de informații situate la diferite capete ale platoului, deoarece cu astfel de solicitări nu are niciun rost să prelungi. De asemenea, memoria cache nu ajută deloc atunci când citiți cantități mari de date. este de obicei destul de mic, de exemplu, atunci când copiați un fișier de 80 megabyte, cu tamponul obișnuit de 16 megabyte în timpul nostru, doar puțin mai puțin de 20% din fișierul copiat se va potrivi în cache.

În ciuda faptului că memoria cache crește viteza unității din sistem, are și dezavantajele sale. Pentru început, memoria cache nu accelerează deloc unitatea în caz de solicitări aleatorii de informații situate la diferite capete ale platoului, deoarece cu astfel de solicitări nu are niciun rost să prelungi. De asemenea, nu ajută deloc atunci când citiți cantități mari de date. de obicei este destul de mic. De exemplu, atunci când copiați un fișier de 80 de megaocteți, cu tamponul obișnuit de 16 megaocteți în timpul nostru, doar puțin mai puțin de 20% din fișierul copiat se va potrivi în cache.

În ultimii ani, producătorii de hard disk-uri au crescut semnificativ capacitatea de cache a produselor lor. Chiar și la sfârșitul anilor 90, 256 kilobyte erau standardul pentru toate unitățile și numai dispozitivele de ultimă generație aveau 512 kilobyte de cache. În prezent, dimensiunea cache-ului de 8 megaocteți a devenit deja standardul de facto pentru toate unitățile, în timp ce cele mai productive modele au capacități de 32 sau chiar 64 megaocteți. Există două motive pentru care memoria tampon a crescut atât de rapid. Una dintre ele este o scădere accentuată a prețurilor pentru microcircuitele de memorie sincronă. Al doilea motiv este credința utilizatorilor că dublarea sau chiar cvadruplicarea dimensiunii cache-ului va afecta foarte mult viteza unității.

Dimensiunea memoriei cache a hard diskului, desigur, afectează viteza unității din sistemul de operare, dar nu atât de mult cum își imaginează utilizatorii. Producătorii profită de convingerea utilizatorului în dimensiunea cache-ului, iar în broșurile publicitare fac declarații puternice despre dimensiunea cvadruplă a cache-ului în comparație cu modelul standard. Cu toate acestea, comparând același hard disk cu dimensiunile de tampon de 16 și 64 megabyte, se dovedește că accelerarea se traduce în câteva procente. La ce duce asta? În plus, doar o diferență foarte mare în dimensiunile cache-ului (de exemplu, între 512 kiloocteți și 64 megaocteți) va afecta în mod vizibil viteza unității. De asemenea, trebuie amintit faptul că dimensiunea bufferului hard diskului este destul de mică în comparație cu memoria computerului și, adesea, cache-ul „soft” are o contribuție mai mare la funcționarea unității, adică un buffer intermediar organizat de sistem pentru operațiuni de cache cu sistemul de fișiere și situat în memoria computerului ...

Din fericire, există o opțiune mai rapidă pentru cache: computerul scrie date pe unitate, acestea merg în cache, iar unitatea răspunde imediat sistemului că înregistrarea a fost făcută; computerul continuă să funcționeze, crezând că unitatea a reușit să scrie date foarte repede, în timp ce unitatea a „păcălit” computerul și a scris doar datele necesare în cache și abia apoi a început să le scrie pe disc. Această tehnologie se numește cache în scriere.

Datorită acestui risc, unele stații de lucru nu păstrează deloc cache. Unitățile moderne vă permit să dezactivați modul de memorare în cache. Acest lucru este deosebit de important în aplicațiile în care precizia datelor este esențială. pentru că acest tip de stocare în cache crește foarte mult viteza unității, cu toate acestea, ele recurg de obicei la alte metode care pot reduce riscul pierderii de date din cauza unei întreruperi a curentului. Cea mai obișnuită metodă este să vă conectați computerul la o sursă de alimentare neîntreruptibilă. În plus, toate unitățile moderne au funcția „cache de scriere la culoare”, care obligă unitatea să scrie date din cache pe suprafață, dar sistemul trebuie să execute această comandă orbește, deoarece încă nu știe dacă există date în cache sau nu. De fiecare dată când alimentarea este oprită, sistemele de operare moderne trimit această comandă pe hard disk, apoi se trimite comanda de a parca capetele (deși această comandă nu ar fi putut fi trimisă, deoarece fiecare unitate modernă parchează automat capetele când scade tensiunea sub nivelul maxim admis) și numai după aceea computerul se oprește. Acest lucru garantează siguranța datelor utilizatorului și oprirea corectă a hard diskului.

sysadminstvo.ru

Cache hard disk

05.09.2005

Toate unitățile moderne au un cache încorporat, numit și buffer. Scopul acestei cache nu este același cu cel al cache-ului procesorului. Funcția cache memorează între dispozitivele rapide și cele lente. În cazul unităților de hard disk, cache-ul este utilizat pentru a stoca temporar rezultatele ultimei citiri de pe disc, precum și pentru a prelua informații care pot fi solicitate puțin mai târziu, de exemplu, mai multe sectoare după sectorul solicitat în prezent.

Utilizarea cache-ului mărește performanța oricărui hard disk, reducând numărul de accesări fizice pe disc și, de asemenea, permite ca hard diskul să funcționeze chiar și atunci când magistrala gazdă este ocupată. Majoritatea unităților moderne au o dimensiune cache de 2 până la 8 megabytes. Cu toate acestea, cele mai avansate unități SCSI au o memorie cache care atinge 16 megaocteți, ceea ce este chiar mai mult decât media computerelor din anii nouăzeci ai secolului trecut.

Trebuie remarcat faptul că atunci când cineva vorbește despre memoria cache a discului, cel mai adesea înseamnă nu doar memoria cache a hard diskului, ci un anumit tampon alocat de sistemul de operare pentru a accelera procedurile de citire-scriere în acest sistem de operare special.

Motivul pentru care cache-ul hard disk-ului este foarte important este că există o mare diferență între viteza hard disk-ului în sine și viteza interfeței hard disk-ului. Când căutăm sectorul de care avem nevoie, trec milisecunde întregi. timpul este petrecut în mișcarea capului, în așteptarea sectorului dorit. În computerele personale moderne, chiar și o milisecundă este mult. Pe o unitate tipică IDE / ATA, timpul necesar pentru a transfera un bloc de date de 16 KB din cache în computer este de aproximativ o sută de ori mai rapid decât timpul necesar pentru a-l găsi și a citi de la suprafață. Acesta este motivul pentru care toate hard disk-urile au un cache intern.

O altă situație este scrierea de date pe disc. Să presupunem că trebuie să scriem același bloc de date de 16 kilobyte cu un cache. Winchester aruncă instantaneu acest bloc de date în memoria cache internă și raportează sistemului că este din nou gratuit pentru cereri, în timp ce scrie simultan date pe suprafața discurilor magnetice. În cazul citirii secvențiale a sectoarelor de la suprafață, memoria cache nu mai joacă un rol important, deoarece viteza de citire secvențială și viteza interfeței în acest caz sunt aproximativ aceleași.

Concepte generale despre operarea cache-ului pe hard disk

Cel mai simplu principiu al operației cache este stocarea datelor nu numai pentru sectorul solicitat, ci și pentru mai multe sectoare după acesta. De regulă, citirea de pe hard disk se efectuează nu în blocuri de 512 octeți, ci în blocuri de 4096 octeți (cluster, deși dimensiunea clusterului poate varia). Memoria cache este împărțită în segmente, fiecare dintre ele putând stoca un bloc de date. Când apare o solicitare către un hard disk, controlerul de stocare verifică în primul rând dacă datele solicitate se află în cache și, dacă da, le emite instantaneu către computer fără a accesa fizic suprafața. Dacă nu au existat date în cache, acestea sunt mai întâi citite și introduse în cache și numai după aceea sunt transferate pe computer. pentru că dimensiunea cache-ului este limitată, există o actualizare constantă a pieselor cache-ului. De obicei, cea mai veche piesă este înlocuită cu una nouă. Aceasta se numește tampon circular sau cache circular.

Pentru a crește viteza unității, producătorii au venit cu mai multe metode pentru a crește viteza de lucru datorită memoriei cache:

Segmentarea adaptivă. De obicei cache-ul este împărțit în segmente de aceeași dimensiune. Deoarece cererile pot fi de dimensiuni diferite, acest lucru duce la risipa inutilă de blocuri cache, deoarece o cerere va fi împărțită în segmente cu lungime fixă. Multe unități de azi redimensionează dinamic segmentul, determinând dimensiunea cererii și ajustând dimensiunea segmentului la cererea specifică, crescând astfel eficiența și mărind sau micșorând dimensiunea segmentului. Numărul de segmente se poate schimba, de asemenea. Această sarcină este mai complexă decât operațiunile cu segmente de lungime fixă și poate duce la fragmentarea datelor în cache, crescând sarcina pe microprocesorul hard diskului.
Pre-preluare. Microprocesorul hard diskului, bazat pe analiza datelor solicitate în momentul actual și solicitări în momentele anterioare, se încarcă în datele cache care nu au fost încă solicitate, dar are un procent ridicat de probabilitate. Cel mai simplu caz de preluare excesivă este încărcarea datelor suplimentare în cache, care se află puțin mai departe decât datele solicitate în prezent. statistic, este mai probabil să fie solicitate ulterior. Dacă algoritmul de pre-preluare este implementat corect în firmware-ul unității, acesta va crește viteza de funcționare a acestuia în diferite sisteme de fișiere și cu diferite tipuri de date.
Controlul utilizatorului. Hard diskurile de înaltă tehnologie au un set de comenzi care permit utilizatorului să controleze cu precizie toate operațiunile de cache. Aceste comenzi includ următoarele: activați și dezactivați memoria cache, controlați dimensiunea segmentului, activați și dezactivați segmentarea și reeșantionarea adaptive etc.

În ciuda faptului că memoria cache crește viteza unității din sistem, are și dezavantajele sale. Pentru început, memoria cache nu accelerează deloc unitatea în caz de solicitări aleatorii de informații situate la diferite capete ale platoului, deoarece cu astfel de solicitări nu are niciun rost să prelungi. De asemenea, memoria cache nu ajută deloc atunci când citiți cantități mari de date. este de obicei destul de mic, de exemplu, atunci când copiați un fișier de 10 megabyte, cu tamponul obișnuit de 2 megabyte în timpul nostru, doar puțin mai puțin de 20% din fișierul copiat se va potrivi în cache.

Datorită acestor și a altor caracteristici ale cache-ului, acesta nu accelerează unitatea la fel de mult pe cât ne-am dori. Ce fel de câștig de viteză oferă nu depinde doar de dimensiunea bufferului, ci și de algoritmul de lucru cu memoria cache a microprocesorului, precum și de tipul de fișiere cu care se lucrează în acest moment. Și, de regulă, este foarte dificil să aflăm ce algoritmi de cache sunt utilizați în această unitate specială.

Figura prezintă cipul cache al unității Seagate Barracuda, are o capacitate de 4 megabiți sau 512 kilobiți.

Citire-scriere în cache

În ciuda faptului că memoria cache crește viteza unității din sistem, are și dezavantajele sale. Pentru început, memoria cache nu accelerează deloc unitatea în caz de solicitări aleatorii de informații situate la diferite capete ale platoului, deoarece cu astfel de solicitări nu are niciun rost să prelungi. De asemenea, nu ajută deloc atunci când citiți cantități mari de date. de obicei este destul de mic. De exemplu, atunci când copiați un fișier de 10 megabyte, cu tamponul obișnuit de 2 megabyte în timpul nostru, doar puțin mai puțin de 20% din fișierul copiat se va potrivi în cache.

Datorită acestor caracteristici ale cache-ului, acesta nu accelerează unitatea pe cât am dori. Ce fel de câștig de viteză oferă nu depinde doar de dimensiunea bufferului, ci și de algoritmul de lucru cu memoria microprocesorului, precum și de tipul de fișiere cu care se lucrează în acest moment. Și, de regulă, este foarte dificil să aflăm ce algoritmi de cache sunt utilizați în această unitate specială.

În ultimii ani, producătorii de hard disk-uri au crescut semnificativ capacitatea de cache a produselor lor. Chiar și la sfârșitul anilor 90, 256 kilobyte erau standardul pentru toate unitățile și numai dispozitivele de ultimă generație aveau 512 kilobyte de cache. În zilele noastre, un cache de 2 megaocteți a devenit deja standardul de facto pentru toate unitățile, în timp ce cele mai productive modele au capacități de 8 sau chiar 16 megaocteți. De obicei, 16 megaocteți se găsesc numai pe unitățile SCSI. Există două motive pentru care memoria tampon a crescut atât de rapid. Una dintre ele este o scădere accentuată a prețurilor pentru microcircuitele de memorie sincronă. Al doilea motiv este credința utilizatorilor că dublarea sau chiar cvadruplicarea dimensiunii cache-ului va afecta foarte mult viteza unității.

Dimensiunea memoriei cache a hard diskului, desigur, afectează viteza unității din sistemul de operare, dar nu atât de mult cum își imaginează utilizatorii. Producătorii profită de convingerea utilizatorului în dimensiunea cache-ului, iar în broșurile publicitare fac declarații puternice despre dimensiunea cvadruplă a cache-ului în comparație cu modelul standard. Cu toate acestea, comparând același hard disk cu dimensiuni de tampon de 2 și 8 megabyte, se dovedește că accelerarea se traduce în câteva procente. La ce duce asta? Mai mult, doar o diferență foarte mare în dimensiunea cache-ului (de exemplu, între 512 kiloocteți și 8 megaocteți) va afecta în mod semnificativ viteza unității. De asemenea, trebuie amintit faptul că dimensiunea bufferului hard diskului este destul de mică în comparație cu memoria computerului și, adesea, cache-ul „soft”, adică un buffer intermediar organizat de sistemul de operare pentru operațiunile de stocare în cache cu sistemul de fișiere și localizat în memoria computerului, are o contribuție mai mare la funcționarea unității ...

Memorarea în cache a citirii și a memoriei în cache sunt oarecum similare, dar au și multe diferențe. Ambele operații au ca scop creșterea performanței generale a unității: sunt buffere între computerul rapid și mecanica lentă a unității. Principala diferență dintre aceste operațiuni este că una dintre ele nu schimbă datele din unitate, în timp ce cealaltă o face.

Fără cache, fiecare operație de scriere ar duce la o așteptare agonizantă până când capetele se deplasează la locul potrivit și datele sunt scrise la suprafață. Lucrul cu un computer ar fi imposibil: așa cum am menționat mai devreme, această operațiune pe majoritatea unităților de hard disk ar dura cel puțin 10 milisecunde, ceea ce este mult din punctul de vedere al computerului în ansamblu, deoarece microprocesorul computerului ar trebui să aștepte pentru aceste 10 milisecunde de fiecare dată când informațiile sunt scrise pe hard disk. Cel mai izbitor lucru este că există doar un astfel de mod de lucru cu cache-ul, când datele sunt scrise simultan atât în cache, cât și la suprafață, iar sistemul așteaptă finalizarea ambelor operațiuni. Aceasta se numește cache prin scriere. Această tehnologie asigură accelerarea muncii în cazul în care, în viitorul apropiat, datele nou înregistrate trebuie readuse în computer, iar înregistrarea în sine durează mult mai mult decât timpul după care computerul va avea nevoie de aceste date.

Desigur, tehnologia de memorare în cache a memoriei sporește performanța, dar, cu toate acestea, această tehnologie are și dezavantajul său. Hard disk-ul îi spune computerului că scrierea a fost deja făcută, în timp ce datele sunt doar în cache și abia apoi începe să scrie date pe suprafață. Durează un timp. Aceasta nu este o problemă atâta timp cât computerul este alimentat. pentru că memoria cache este memorie volatilă, în momentul opririi, tot conținutul cache-ului se pierde iremediabil. Dacă există date în cache care așteaptă să fie scrise la suprafață și în acel moment alimentarea a fost oprită, datele se vor pierde pentru totdeauna. Și, ceea ce este și rău, sistemul nu știe dacă datele au fost scrise cu exactitate pe disc. Winchester a raportat deja că a făcut-o. Astfel, nu numai că pierdem datele în sine, dar nici nu știm care date nu au avut timp să fie scrise și nici nu știm că a existat un eșec. Ca urmare, o parte a fișierului se poate pierde, ceea ce va duce la o încălcare a integrității sale, pierderea sistemului de operare etc. Desigur, memorarea în cache a datelor citite nu este afectată de această problemă.

Datorită acestui risc, unele stații de lucru nu păstrează deloc cache. Unitățile moderne vă permit să dezactivați modul de memorare în cache. Acest lucru este deosebit de important în aplicațiile în care precizia datelor este esențială. pentru că acest tip de stocare în cache crește foarte mult viteza unității, cu toate acestea, ele recurg de obicei la alte metode care pot reduce riscul pierderii de date din cauza unei întreruperi a curentului. Cea mai obișnuită metodă este să vă conectați computerul la o sursă de alimentare neîntreruptibilă. În plus, toate unitățile moderne au funcția „cache de scriere la culoare”, care obligă unitatea să scrie date din cache pe suprafață, dar sistemul trebuie să execute această comandă orbește. încă nu știe dacă există date în cache sau nu. De fiecare dată când alimentarea este oprită, sistemele de operare moderne trimit această comandă pe hard disk, apoi se trimite comanda de a parca capetele (deși această comandă nu ar fi putut fi trimisă, deoarece fiecare unitate modernă parchează automat capetele când scade tensiunea sub nivelul maxim admis) și numai după aceea computerul se oprește. Acest lucru garantează siguranța datelor utilizatorului și oprirea corectă a hard diskului.

spas-info.ru

Ce este un tampon de hard disk și de ce este necesar

Astăzi, un dispozitiv comun de stocare este un hard disk magnetic. Are o anumită cantitate de memorie dedicată stocării datelor de bază. De asemenea, are o memorie tampon, al cărei scop este stocarea datelor intermediare. Profesioniștii numesc bufferul hard diskului termenul „memorie cache” sau pur și simplu „cache”. Să ne dăm seama de ce este nevoie de tamponul HDD, ce afectează și cât de mare este.

Tamponul de hard disk ajută sistemul de operare să stocheze temporar datele care au fost citite din memoria principală a hard diskului, dar care nu au fost transferate pentru procesare. Necesitatea unei stocări de tranzit se datorează faptului că viteza de citire a informațiilor de pe HDD și randamentul sistemului de operare diferă semnificativ. Prin urmare, computerul trebuie să stocheze temporar date în „cache” și să le folosească numai pentru scopul propus.

Memoria tampon a hard disk-ului nu este un sector separat, așa cum cred utilizatorii de computere incompetenți. Este un cip de memorie special situat pe placa HDD internă. Astfel de microcircuite pot funcționa mult mai repede decât unitatea în sine. Ca urmare, acestea determină o creștere (cu câteva procente) a performanței computerului, care este observată în timpul funcționării.

Trebuie remarcat faptul că dimensiunea „memoriei cache” depinde de modelul de disc specific. Anterior, era vorba de aproximativ 8 megaocteți, iar această cifră era considerată satisfăcătoare. Cu toate acestea, odată cu avansarea tehnologiei, producătorii au reușit să producă cipuri cu mai multă memorie. Prin urmare, majoritatea unităților de hard disk moderne au un buffer, a cărui dimensiune variază de la 32 la 128 megabytes. Desigur, cel mai mare „cache” este instalat la modelele scumpe.

Cum afectează performanța bufferul hard disk-ului

Acum, să vă spunem de ce dimensiunea bufferului hard diskului afectează performanța computerului. Teoretic, cu cât vor exista mai multe informații în „memoria cache”, cu atât sistemul de operare va accesa mai rar pe hard disk. Acest lucru este valabil mai ales pentru un scenariu de lucru atunci când un utilizator potențial procesează un număr mare de fișiere mici. Pur și simplu se mută în memoria tampon a hard diskului și așteaptă rândul lor acolo.

Cu toate acestea, dacă un PC este utilizat pentru a procesa fișiere mari, atunci „cache” își pierde relevanța. La urma urmei, informațiile nu se pot încadra pe microcircuite, al căror volum este mic. Ca urmare, utilizatorul nu va observa o creștere a performanței computerului, deoarece tamponul va fi greu utilizat. Acest lucru se întâmplă în cazurile în care programele de editare a fișierelor video etc. vor fi lansate în sistemul de operare.

Astfel, atunci când achiziționați un hard disk nou, este recomandat să acordați atenție dimensiunii „cache-ului” numai dacă intenționați să vă ocupați în mod constant de procesarea fișierelor mici. Apoi, puteți observa cu adevărat o creștere a performanței computerului personal. Și dacă PC-ul va fi folosit pentru sarcini zilnice obișnuite sau pentru procesarea fișierelor mari, atunci nu puteți acorda nicio importanță clipboardului.

Alegerea unui hard disk pentru un PC este o sarcină foarte solicitantă. La urma urmei, acesta este principalul depozit atât al serviciului, cât și al informațiilor dvs. personale. În acest articol, vom vorbi despre caracteristicile cheie ale HDD-ului, la care ar trebui să acordați atenție atunci când cumpărați o unitate magnetică.

Introducere

Atunci când cumpără un computer, mulți utilizatori se concentrează adesea pe caracteristicile unor componente precum un monitor, procesor, placă video. Și o componentă atât de integrantă a oricărui PC ca un hard disk (în argoul computerului - hard disk), cumpărătorii dobândesc adesea, ghidați doar de volumul său, neglijând practic alți parametri importanți. Cu toate acestea, trebuie amintit că o abordare competentă în alegerea unui hard disk este una dintre garanțiile de confort în timpul lucrărilor ulterioare la computer, precum și economisirea resurselor financiare, în care suntem atât de des constrânși.

Un hard disk sau hard disk (HDD, HDD) este principalul dispozitiv de stocare a datelor în majoritatea computerelor moderne, care stochează nu numai informațiile necesare utilizatorului, inclusiv filme, jocuri, fotografii, muzică, ci și sistemul de operare, precum și ca toate programele instalate. De aceea, de fapt, alegerea unui hard disk pentru computer ar trebui tratată cu atenția cuvenită. Amintiți-vă că, dacă orice element al computerului eșuează, acesta poate fi înlocuit. Singurul punct negativ în această situație este costurile financiare suplimentare pentru reparații sau achiziționarea unei piese noi. Dar o defecțiune a hard diskului, pe lângă costurile neprevăzute, poate duce la pierderea tuturor informațiilor dvs., precum și la necesitatea reinstalării sistemului de operare și a tuturor programelor necesare. Scopul principal al acestui articol este de a ajuta utilizatorii începători de PC-uri să aleagă un model de hard disk care să îndeplinească cel mai bine cerințele anumitor „utilizatori” pentru un computer.

În primul rând, trebuie să definiți în mod clar în ce dispozitiv de computer va fi instalat hard diskul și în ce scop intenționați să utilizați acest dispozitiv. Pe baza celor mai frecvente sarcini, le putem împărți condiționat în mai multe grupuri:

Computer mobil pentru sarcini generale (lucrul cu documente, „navigarea” pe internet, prelucrarea datelor și lucrul cu programe).
Un computer mobil puternic pentru jocuri și sarcini care consumă resurse.
Computer de birou pentru sarcini de birou;
Un computer desktop productiv (funcționează cu multimedia, jocuri, procesează audio, video și imagini);
Player multimedia și stocare date.
Pentru asamblarea unei unități externe (portabile).

În conformitate cu una dintre opțiunile enumerate pentru utilizarea computerului, puteți începe să selectați un model adecvat de hard disk în funcție de caracteristicile sale.

Factor de formă

Factorul de formă este dimensiunea fizică a hard diskului. Astăzi, majoritatea unităților pentru computerele de acasă au o lățime de 2,5 sau 3,5 inci. Primele, care sunt mai mici, sunt destinate instalării pe laptopuri, al doilea - în unitățile de sistem staționare. Desigur, o unitate de 2,5 inch poate fi instalată și pe un computer desktop, dacă se dorește.

Există, de asemenea, unități magnetice mai mici, cu dimensiuni de 1,8 ", 1" și chiar 0,85 ". Dar aceste unități de disc sunt mult mai puțin frecvente și se concentrează pe dispozitive specifice, cum ar fi computerele ultra-compacte (UMPC), camerele digitale, PDA-urile și alte echipamente, unde dimensiunile mici și greutatea componentelor sunt foarte importante. Nu vom vorbi despre ele în acest articol.

Cu cât discul este mai mic, cu atât este mai ușor și cu atât este nevoie de mai puțină putere pentru a funcționa. Prin urmare, hard diskurile de 2,5 "au înlocuit aproape complet modelele de 3,5" din unitățile externe. La urma urmei, pentru ca unitățile externe mari să funcționeze, este necesară o alimentare suplimentară de la o priză electrică, în timp ce fratele mai mic se mulțumește doar cu alimentarea din porturile USB. Deci, dacă vă decideți să asamblați singur o unitate portabilă, este mai bine să utilizați un HDD de 2,5 inci în acest scop. Va fi o soluție mai ușoară și mai compactă și nu va trebui să transportați sursa de alimentare cu dvs.

În ceea ce privește instalarea discurilor de 2,5 inch într-o unitate de sistem staționară, această decizie pare ambiguă. De ce? Citiți mai departe.

Capacitate

Una dintre caracteristicile principale ale oricărei unități (în acest sens, un hard disk nu face excepție) este capacitatea (sau volumul) său, care astăzi pentru unele modele ajunge la patru terabytes (într-un terabyte 1024 GB). Chiar și acum vreo 5 ani, un astfel de volum ar putea părea fantastic, dar ansamblurile actuale ale sistemului de operare, software-ul modern, videoclipuri și fotografii de înaltă rezoluție, precum și jocurile video pe computer tridimensionale, având o „greutate” destul de solidă, au nevoie de o capacitatea hard diskului. Deci, unele jocuri moderne au nevoie de 12 sau chiar mai mulți gigaocteți de spațiu liber pe hard disk pentru o funcționare normală, iar o oră și jumătate de film HD poate necesita mai mult de 20 GB pentru stocare.

Astăzi, capacitățile suporturilor magnetice de 2,5 inci variază de la 160 GB la 1,5 TB (cele mai comune dimensiuni sunt 250 GB, 320 GB, 500 GB, 750 GB și 1 TB). Unitățile desktop de 3,5 ”sunt mai mari și pot stoca date de 160 GB până la 4 TB (dimensiunile cele mai comune sunt 320 GB, 500 GB, 1 TB, 2 TB și 3 TB).

Atunci când alegeți capacitatea HDD, rețineți un detaliu important - cu cât volumul discului este mai mare, cu atât prețul de 1 GB de stocare a informațiilor este mai mic. De exemplu, un hard disk desktop pentru 320 GB costă 1600 de ruble, pentru 500 GB - 1650 ruble și pentru 1 TB - 1950 ruble. Luăm în considerare: în primul caz, costul unui gigabyte de stocare a datelor este de 5 ruble (1600/320 = 5), în al doilea - 3,3 ruble, iar în al treilea - 1,95 ruble. Desigur, astfel de statistici nu înseamnă că este necesar să cumpărați un disc de capacitate foarte mare, dar în acest exemplu este foarte clar că cumpărarea unui disc de 320 GB este inadecvată.

Dacă intenționați să utilizați computerul în principal pentru rezolvarea sarcinilor de birou, atunci un hard disk cu o capacitate de 250 - 320 GB este mai mult decât suficient pentru dvs. sau chiar mai puțin, cu excepția cazului în care, desigur, nu este nevoie să stocați arhive imense de documentație pe computer. În același timp, așa cum am menționat mai sus, cumpărarea unui hard disk cu un volum sub 500 GB nu este rentabilă. Economisind de la 50 la 200 de ruble, ajungeți la un cost foarte mare pe gigabyte de stocare a datelor. În același timp, acest fapt se aplică acțiunilor ambilor factori de formă.

Doriți să construiți un PC de jocuri sau multimedia pentru a lucra cu grafică și video, intenționați să descărcați noi filme și albume muzicale în cantități mari pe hard disk? Atunci este mai bine să alegeți un hard disk cu un volum de cel puțin 1 TB pentru un computer desktop și cel puțin 750 GB pentru unul mobil. Dar, desigur, calculul final al capacității hard diskului trebuie să corespundă nevoilor specifice ale utilizatorului și, în acest caz, oferim doar recomandări.

De asemenea, ar trebui să menționăm sistemele de stocare (NAS) și playere multimedia care au devenit populare. De regulă, discurile mari de 3,5 ”sunt instalate în astfel de echipamente, de preferință cu un volum de cel puțin 2 TB. La urma urmei, aceste dispozitive sunt axate pe stocarea unor cantități mari de date, ceea ce înseamnă că hard disk-urile instalate în ele trebuie să fie spațioase cu cel mai mic preț pentru stocarea a 1 GB de informații.

Geometria discului, platourile și densitatea înregistrării

Atunci când alegeți un hard disk, nu trebuie să vă bazați orbește doar pe capacitatea sa totală, conform principiului „cu cât mai mult, cu atât mai bine.” Există și alte caracteristici importante, inclusiv: densitatea înregistrării și numărul de platouri utilizate. Într-adevăr, nu numai volumul hard disk-ului, ci și viteza de scriere / citire a datelor depind în mod direct de acești factori.

Să facem o mică digresiune și să spunem câteva cuvinte despre caracteristicile de design ale unităților de hard disk moderne. Datele sunt înregistrate pe acestea pe discuri de aluminiu sau sticlă, numite plăci, care sunt acoperite cu un film feromagnetic. Pentru scrierea și citirea datelor de pe una dintre miile de piste concentrice situate pe suprafața plăcilor, sunt responsabile capetele de citire, care sunt amplasate pe brațe de poziționare rotative speciale, numite uneori „brațe basculante”. Această procedură are loc fără contact direct (mecanic) între disc și cap (acestea se află la o distanță de aproximativ 7-10 nm unul de celălalt), ceea ce asigură protecție împotriva posibilelor deteriorări și o durată lungă de viață a dispozitivului. Fiecare placă are două suprafețe de lucru și este deservită de două capete (unul pentru fiecare parte).

Pentru a crea un spațiu de adrese, suprafața discurilor magnetice este împărțită în multe zone circulare numite piste. La rândul lor, pistele sunt împărțite în segmente egale - sectoare. Datorită unei astfel de structuri inelare, geometria plăcilor, sau mai bine zis diametrul lor, afectează viteza de citire și scriere a informațiilor.

Mai aproape de marginea exterioară a discului, piesele au o rază mai mare (mai lungă) și conțin mai multe sectoare, ceea ce înseamnă mai multe informații care pot fi citite de dispozitiv într-o singură rotație. Prin urmare, pe piesele exterioare ale discului, rata de transfer a datelor este mai mare, deoarece capul de citire din această zonă parcurge o distanță mai mare într-un anumit interval de timp decât pe pistele interioare, care sunt mai aproape de centru. Astfel, discurile cu diametrul de 3,5 inci au o performanță mai mare decât discurile cu diametrul de 2,5 inci.

Mai multe platouri pot fi amplasate în interiorul discului simultan, fiecare dintre ele putând stoca o anumită cantitate maximă de date. Strict vorbind, aceasta determină densitatea înregistrării, măsurată în gigați pe inch pătrat (Gbit / în 2) sau în gigaocteți pe platou (GB). Cu cât această valoare este mai mare, cu atât mai multe informații sunt plasate pe o pistă a plăcii și cu cât este mai rapidă înregistrarea, precum și citirea ulterioară a matricelor de informații (indiferent de viteza de rotație a discurilor).

Volumul total al hard diskului este format din containerele fiecăreia dintre plăcile plasate în el. De exemplu, introdus în 2007, prima unitate comercială de 1000 GB (1 TB) avea până la 5 platouri cu o densitate de 200 GB fiecare. Dar progresul tehnologic nu rămâne nemișcat și, în 2011, datorită îmbunătățirii tehnologiei de înregistrare perpendiculară, Hitachi a introdus primul platou de 1 TB, care este utilizat pe scară largă pe hard disk-urile moderne de mare capacitate.

Reducerea numărului de platouri pe hard disk-uri are o serie de avantaje importante:

Scăderea timpului de citire a datelor;
Reducerea consumului de energie și a disipării căldurii;
Fiabilitate și rezistență sporite;
Greutate și grosime reduse;
Cost redus.

Astăzi, pe piața calculatoarelor există simultan modele de hard disk-uri care utilizează plăci cu densități de înregistrare diferite. Aceasta înseamnă că hard disk-urile cu același volum pot avea un număr complet diferit de platouri. Dacă sunteți în căutarea celei mai eficiente soluții, este mai bine să alegeți HDD cu cel mai mic număr de platouri și densitate mare de înregistrare. Dar problema este că, în aproape niciun magazin de computere, nu veți găsi valoarea parametrilor de mai sus în descrierile caracteristicilor discurilor. Mai mult, aceste informații sunt adesea absente chiar și pe site-urile oficiale ale producătorilor. Ca urmare, pentru utilizatorii obișnuiți obișnuiți, aceste caracteristici sunt departe de a fi întotdeauna decisive atunci când aleg un hard disk, din cauza inaccesibilității lor. Cu toate acestea, înainte de cumpărare, vă recomandăm să căutați cu siguranță valorile acestor parametri, care vă vor permite să alegeți un hard disk cu cele mai avansate și moderne caracteristici.

Viteza axului

Performanța unui hard disk depinde în mod direct nu numai de densitatea înregistrării, ci și de viteza de rotație a discurilor magnetice situate în acesta. Toate plăcile din interiorul hard diskului sunt atașate rigid de axa sa internă, numită fus, și se rotesc cu acesta, ca întreg. Cu cât placa se rotește mai repede, cu atât mai repede există un sector care ar trebui citit.

În computerele staționare de acasă, se folosesc modele de hard disk-uri care au o viteză de funcționare de 5400, 5900, 7200 sau 10.000 rpm. Dispozitivele cu o viteză a fusului de 5400 rpm sunt de obicei mai silențioase decât „concurenții” lor de mare viteză și au mai puțină căldură. La rândul lor, winchesters cu rpm mai mari se disting prin performanțe mai bune, dar în același timp sunt mai consumatoare de energie.

Pentru un computer de birou obișnuit, o unitate cu o viteză a axului de 5400 rpm va fi suficientă. De asemenea, astfel de discuri sunt potrivite pentru instalarea în playere multimedia sau stocări de date, unde rolul important îl joacă nu atât viteza de transfer a informațiilor, cât și consumul redus de energie și disiparea căldurii.

În alte cazuri, în majoritatea covârșitoare, sunt utilizate discuri cu o viteză de rotație a plăcilor de 7200 rpm. Acest lucru se aplică atât computerelor mid-range, cât și celor de top. Utilizarea HDD cu o viteză de rotație de 10.000 rpm este relativ rară, deoarece astfel de modele de hard disk-uri sunt foarte zgomotoase și au un cost destul de ridicat de stocare a unui gigabyte de informații. Mai mult, recent, utilizatorii preferă din ce în ce mai mult să utilizeze unități în stare solidă în loc de discuri magnetice productive.

În sectorul mobil, dominat de unități de 2,5 inci, cea mai frecventă viteză a axului este de 5400 rpm. Acest lucru nu este surprinzător, deoarece consumul redus de energie și încălzirea redusă a pieselor sunt importante pentru dispozitivele portabile. Dar nu au uitat de proprietarii de laptopuri productive - există o mare selecție de modele cu o viteză de rotație de 7200 rpm pe piață și chiar mai mulți reprezentanți ai familiei VelociRaptor cu o viteză de rotație de 10.000 rpm. Deși fezabilitatea utilizării acestuia din urmă, chiar și pe cele mai puternice PC-uri mobile, este foarte îndoielnică. În opinia noastră, dacă trebuie să instalați un subsistem de disc foarte rapid, aici este mai bine să acordați atenție unităților de stare solidă.

Interfață de conexiune

Aproape toate modelele moderne, atât discurile mici, cât și cele mari, sunt conectate la plăcile de bază ale computerelor personale utilizând interfața serială SATA (Serial ATA). Dacă aveți un computer foarte vechi, atunci este posibilă opțiunea de conectare utilizând interfața paralelă PATA (IDE). Dar rețineți că gama de astfel de unități de disc din magazin este astăzi foarte redusă, deoarece producția lor a încetat aproape complet.

În ceea ce privește interfața SATA, există 2 variante de discuri pe piață: conexiune prin magistrala SATA II sau SATA III. În prima variantă, rata maximă de transfer de date între disc și RAM poate fi de 300 MB / s (lățimea de bandă a magistralei până la 3 Gb / s), iar în a doua - 600 MB / s (lățimea de bandă a autobuzului până la 6 Gb / s ). De asemenea, interfața SATA III a îmbunătățit ușor gestionarea energiei.

În practică, lățimea de bandă a interfeței SATA II este suficientă pentru orice hard disk clasic. La urma urmei, chiar și cele mai productive modele HDD au viteza de citire a datelor de pe platouri cu puțin peste 200 MB / s. Un alt lucru îl constituie unitățile în stare solidă, în care datele nu sunt stocate pe platourile magnetice, ci în memoria flash, a căror viteză de citire este de multe ori mai rapidă și poate atinge valori de peste 500 MB / s.

Trebuie remarcat faptul că toate versiunile interfeței SATA au păstrat compatibilitatea între ele la nivel de protocoale de schimb, conectori și cabluri. Adică, un hard disk cu o interfață SATA III poate fi conectat în siguranță la placa de bază prin conectorul SATA I, deși lățimea de bandă maximă a discului va fi limitată de capacitățile versiunii mai vechi și va fi de 150 MB / s.

Memorie tampon (cache)

Memoria tampon este o memorie intermediară rapidă (de obicei un tip standard de memorie cu acces aleatoriu) utilizată pentru nivelarea (netezirea) diferenței dintre viteza de citire, scriere și transfer pe interfața de date în timp ce discul rulează. Memoria cache a hard diskului poate fi utilizată pentru a stoca ultimele date citite, dar care nu au fost încă transmise pentru procesare sau acele date care pot fi solicitate din nou.

În secțiunea anterioară, am observat deja diferența dintre performanța hard diskului și lățimea de bandă a interfeței. Acest fapt determină necesitatea stocării în tranzit pe hard disk-urile moderne. Astfel, în timp ce datele sunt scrise sau citite de pe platourile magnetice, sistemul poate utiliza informațiile stocate în cache pentru propriile nevoi fără a fi inactiv.

Dimensiunea clipboard-ului pentru hard disk-uri moderne realizate în format de 2,5 ”poate fi de 8, 16, 32 sau 64 MB. Omologii mai vechi de 3,5 inci au o memorie tampon maximă de 128 MB. În sectorul mobil, cele mai frecvente discuri cu o memorie cache de 8 și 16 MB. Printre hard disk-urile desktop, cele mai comune dimensiuni ale bufferului sunt de 32 și 64 MB.

În teorie, un cache mai mare ar trebui să ofere performanțe mai bune pe disc. Dar, în practică, acest lucru este departe de a fi întotdeauna cazul. Există diverse operații cu discul, în care clipboard-ul practic nu afectează performanța hard diskului. De exemplu, acest lucru se poate întâmpla atunci când citiți secvențial date de pe suprafața platourilor sau când lucrați cu fișiere mari. În plus, eficiența cache-ului este influențată de algoritmi care pot preveni erorile atunci când se lucrează cu buffer-ul. Și aici un disc cu o memorie cache mai mică, dar algoritmi avansați pentru munca sa, poate fi mai productiv decât un concurent cu un clipboard mai mare.

Astfel, nu merită să urmăriți cantitatea maximă de memorie tampon. Mai ales dacă trebuie să plătiți mult pentru o capacitate mare de cache. În plus, producătorii încearcă să-și echipeze produsele cu cea mai eficientă dimensiune a cache-ului, pe baza clasei și caracteristicilor anumitor modele de discuri.

Alte caracteristici

În concluzie, să aruncăm o privire rapidă asupra câtorva dintre caracteristicile rămase pe care le-ați putea întâlni în descrierile unităților de hard disk.

Fiabilitatea sau timpul mediu dintre eșecuri ( MTBF) - durata medie a hard diskului până la prima avarie sau necesitatea reparării. Se măsoară de obicei în ore. Acest parametru este foarte important pentru discurile utilizate în stațiile server sau în stocările de fișiere, precum și în matricile RAID. De obicei, unitățile magnetice specializate au o durată medie de rulare de 800.000 la 1.000.000 de ore (de exemplu, seria RED WD sau seria Constellation de la Seagate).

Nivel de zgomot - zgomotul generat de elementele hard diskului în timpul funcționării acestuia. Măsurat în decibeli (dB). Constă în principal din zgomotul care rezultă din poziționarea capetelor (trosnituri) și zgomotul din rotația fusului (foșnet). De regulă, cu cât viteza axului este mai mică, cu atât funcționează mai puțin discul dur. Un hard disk poate fi numit silențios dacă nivelul său de zgomot este sub 26 dB.

Consum de energie - un parametru important pentru unitățile instalate pe dispozitive mobile, unde se apreciază o durată lungă de viață a bateriei. Disiparea căldurii hard diskului depinde, de asemenea, direct de consumul de energie, care este important și pentru computerele portabile. De regulă, nivelul consumului de energie este indicat de producător pe capacul discului, dar nu trebuie să aveți încredere orbește în aceste cifre. De foarte multe ori sunt departe de realitate, așa că dacă doriți cu adevărat să aflați consumul de energie al unui anumit model de disc, atunci este mai bine să căutați pe internet rezultatele testelor independente.

Timp de acces aleatoriu - timpul mediu în care se efectuează poziționarea capului de citire a discului pe o secțiune arbitrară a plăcii magnetice, măsurată în milisecunde. Un parametru foarte important care afectează performanța hard diskului în ansamblu. Cu cât timpul de poziționare este mai scurt, cu atât datele vor fi scrise mai rapid sau citite de pe disc. Poate varia de la 2,5 ms (pe unele modele de disc server) până la 14 ms. În medie, pentru discurile moderne pentru computerele personale, acest parametru variază de la 7 la 11 ms. Deși există și modele foarte rapide, de exemplu, Velociraptorul WD cu un timp mediu de acces aleatoriu de 3,6 ms.

Concluzie

În concluzie, aș dori să spun câteva cuvinte despre unitățile magnetice hibride din ce în ce mai populare (SSHD). Dispozitivele de acest tip combină o unitate HDD convențională și o unitate SSD mică care acționează ca memorie cache suplimentară. Astfel, dezvoltatorii încearcă să combine principalele avantaje ale celor două tehnologii - capacitatea mare a plăcilor magnetice și viteza memoriei flash. În același timp, costul unităților hibride este mult mai mic decât cel al SSD-urilor noi și ușor mai mare decât cel al HDD-urilor convenționale.

În ciuda promisiunii acestei tehnologii, până acum SSHD-urile de pe piața hard disk-urilor sunt foarte slab reprezentate doar de un număr mic de modele în formatul de 2,5 inci. Seagate este cel mai activ pe acest segment, deși concurenții Western Digital (WD) și Toshiba și-au prezentat deja soluțiile hibride. Toate acestea lasă speranța că piața hard disk-urilor SSHD se va dezvolta și vom vedea în curând noi modele de astfel de dispozitive la vânzare nu numai pentru computerele mobile, ci și pentru desktop-uri.

Aceasta încheie revizuirea noastră, în care am examinat toate caracteristicile principale ale discurilor dure ale computerului. Sperăm că, pe baza acestui material, veți putea alege un hard disk în orice scop, cu parametrii optimi care îi corespund.

Permiteți-mi să vă reamintesc că utilitarul Seagate SeaTools Enterprise permite utilizatorului să gestioneze politica de cache și, în special, să schimbe cele mai recente unități SCSI Seagate între două modele de cache diferite - Mod Desktop și Mod Server. Acest element din meniul SeaTools se numește Performance Mode (PM) și poate avea două valori - Activat (Mod desktop) și Dezactivat (Mod server). Diferențele dintre aceste două moduri sunt doar software - în cazul modului desktop, memoria cache a hard diskului este împărțită într-un număr fix de segmente de dimensiune constantă (egală), iar apoi sunt folosite pentru a memora în cache accesele de citire și scriere. Mai mult, într-un element de meniu separat, utilizatorul poate atribui chiar el numărul de segmente (gestionează segmentarea cache): de exemplu, în loc de cele 32 de segmente implicite, setați o valoare diferită (în acest caz, volumul fiecărui segment va fi să fie proporțional redus).

În cazul modului Server, segmentele tampon (cache de disc) pot fi (re) atribuite dinamic, modificându-le dimensiunea și numărul. Microprocesorul (și firmware-ul) discului în sine optimizează dinamic numărul (și capacitatea) segmentelor de memorie cache în funcție de comenzile care vin pe disc pentru execuție.

Apoi am putut afla că utilizarea noilor unități Seagate Cheetah în modul „Desktop” (cu sharding fix în mod implicit - 32 de segmente) în loc de „Server” implicit cu sharding dinamic poate crește ușor performanța unităților într-un număr de sarcini mai tipice pentru un computer desktop sau servere media. Mai mult, această creștere poate ajunge uneori la 30-100% (!) În funcție de tipul de activitate și de modelul discului, deși în medie este estimată la 30%, ceea ce, vezi, nu este nici rău. Printre astfel de sarcini se numără munca de rutină a unui computer desktop (testează WinBench, PCmark, H2bench), citirea și copierea fișierelor, defragmentarea. În același timp, în aplicațiile pur de server, performanța unităților nu scade aproape (dacă scade, nu scade semnificativ). Cu toate acestea, am putut observa un câștig vizibil din utilizarea modului desktop numai pe discul Cheetah 10K.7, în timp ce sora sa mai mare, Cheetah 15K.4, nu-i păsa în ce mod să funcționeze pe aplicațiile desktop.

Încercând să înțeleg în continuare modul în care partajarea memoriei cache a acestor hard disk afectează performanța în diferite aplicații și care moduri de partajare (câte segmente de memorie) sunt mai benefice atunci când efectuează anumite sarcini, am investigat efectul numărului de segmente de memorie cache asupra performanței a unității Seagate Cheetah. 15K.4 pe o gamă largă de 4 până la 128 de segmente (4, 8, 16, 32, 64 și 128). Rezultatele acestor studii sunt prezentate în atenția dumneavoastră în această parte a revizuirii. Permiteți-mi să subliniez că aceste rezultate sunt interesante nu numai pentru acest model de unități (sau unități SCSI de la Seagate în general) - segmentarea memoriei cache și alegerea numărului de segmente este una dintre direcțiile principale de optimizare a firmware-ului, inclusiv unitățile desktop cu ATA interfață, care sunt acum echipate predominant cu un buffer de 8 MB. Prin urmare, rezultatele de performanță ale unității descrise în acest articol în diferite sarcini, în funcție de fragmentarea memoriei cache, sunt relevante și pentru industria unităților desktop ATA. Și întrucât metodologia testului a fost descrisă în prima parte, să mergem direct la rezultate.

Cu toate acestea, înainte de a continua discutarea rezultatelor, să aruncăm o privire mai atentă asupra structurii și funcționării segmentelor de memorie cache ale unității Seagate Cheetah 15K.4 pentru a înțelege mai bine ce este în joc. Din cei opt megaocteți pentru memoria cache reală (adică pentru operațiuni de stocare în cache), 7077 KB sunt disponibili aici (restul este zona de serviciu). Această zonă este împărțită în segmente logice (Pagina de selectare mod 08h, octet 13), care sunt utilizate pentru citirea și scrierea datelor (pentru efectuarea funcțiilor de citire înainte de platouri și scriere diferită pe suprafața discului). Pentru a accesa datele de pe platourile magnetice, segmentele utilizează adresarea logică a blocurilor de unitate. Unitățile din această serie acceptă maximum 64 de segmente de cache, lungimea fiecărui segment fiind un număr întreg de sectoare de disc. Cantitatea de memorie cache disponibilă este distribuită aparent în mod egal între segmente, adică dacă există, să zicem, 32 de segmente, atunci dimensiunea fiecărui segment este de aproximativ 220 KB. Cu segmentarea dinamică (în modul PM = oprit), numărul de segmente poate fi modificat automat de hard disk, în funcție de fluxul de comenzi de la gazdă.

Aplicațiile server și desktop necesită operațiuni diferite de stocare în cache a discului pentru performanțe optime, deci este dificil să oferiți o singură configurație pentru a efectua cel mai bine aceste sarcini. Potrivit Seagate, aplicațiile „desktop” necesită configurarea cache-ului pentru a răspunde rapid cererilor repetate pentru un număr mare de segmente de date mici, fără întârzieri în întârzierile de citire înainte în segmentele adiacente. În schimb, sarcinile de la server necesită ca memoria cache să fie configurată în așa fel încât să se asigure că sunt primite cantități mari de date secvențiale în cererile non-repetitive. În acest caz, este mai importantă capacitatea memoriei cache de a stoca mai multe date din segmente adiacente în timpul citirii înainte. Prin urmare, pentru modul Desktop, producătorul recomandă utilizarea a 32 de segmente (în versiunile anterioare de Cheetah, au fost utilizate 16 segmente), iar pentru modul Server, numărul adaptiv de segmente începe de la doar trei pentru întregul cache, deși poate crește în timpul funcționării . În experimentele noastre privind influența numărului de segmente asupra performanței în diferite aplicații, ne vom limita la gama de la 4 segmente la 64 de segmente și, ca test, vom „rula” discul și cu 128 de segmente instalate în Programul SeaTools Enterprise (programul nu informează că numărul de segmente de pe acest disc este nevalid).

Rezultatele testelor fizice

Nu are rost să afișați grafice liniare de viteză de citire cu un număr diferit de segmente de memorie cache - acestea sunt aceleași. Dar, în funcție de viteza interfeței Ultra320 SCSI măsurată prin teste, puteți observa o imagine foarte curioasă: cu 64 de segmente, unele programe încep să determine incorect viteza interfeței, reducând-o cu mai mult de un ordin de mărime.

Conform timpului mediu de acces măsurat, diferențele dintre diferitele numere de segmente de memorie cache devin mai vizibile - pe măsură ce segmentarea scade, timpul mediu de acces citit măsurat în Windows crește ușor și se observă citiri semnificativ mai bune în modul PM = off, deși ar trebui susținut că segmentele de număr sunt foarte puține sau, dimpotrivă, foarte mari, pe baza acestor date este dificil. Este posibil ca discul, în acest caz, să înceapă pur și simplu să ignore prefetch-ul la citire pentru a exclude întârzieri suplimentare.

Puteți încerca să judecați eficiența algoritmilor de scriere lene a firmware-ului discului și stocarea în cache a datelor scrise în memoria tampon a unității prin modul în care timpul mediu de acces la scriere măsurat de sistemul de operare scade în raport cu citirea, cu activarea memorării în cache a scrierii înapoi a unității (a fost întotdeauna activat în testele noastre). Pentru a face acest lucru, folosim de obicei rezultatele testului C "T H2benchW, dar de data aceasta vom suplimenta imaginea cu un test în programul IOmeter, modelele de citire și scriere pentru care au folosit acces 100% aleatoriu în blocuri de 512 octeți cu o adâncime de unitate a cozii de solicitare. (Desigur, nu ar trebui să credeți că timpul mediu de acces la scriere din cele două diagrame de mai jos reflectă într-adevăr acest lucru fizic caracteristicile unităților! Acesta este doar un anumit parametru, măsurat programatic folosind un test, prin care se poate judeca eficiența scrierii în cache în memoria tampon de disc. Timpul mediu efectiv de acces la scriere declarat de producător pentru Cheetah 15K.4 este 4,0 + 2,0 = 6,0 ms). Apropo, anticipând întrebările, observ că în acest caz (adică atunci când scrierea leneșă este activată pe disc), unitatea raportează gazdei despre finalizarea cu succes a comenzii de scriere (starea BUNĂ) imediat ce sunt scrise în memoria cache și nu direct pe suportul magnetic ... Acesta este motivul pentru valoarea mai mică a timpului mediu de acces la scriere măsurat din exterior decât pentru parametrul analog la citire.

Conform rezultatelor acestor teste, există o dependență clară de eficiența memorării în cache a scrierii aleatorii a blocurilor de date mici de numărul de segmente de memorie cache - cu cât mai multe segmente, cu atât mai bine. Cu patru segmente, eficiența scade brusc, iar timpul mediu de acces la scriere crește aproape la valorile pentru citire. Și în „modul server” numărul de segmente în acest caz este aproape aproape de 32. Cazurile de 64 și „128” segmente sunt complet identice, ceea ce confirmă limitarea software-ului la nivelul a 64 de segmente de sus.

Interesant, testul IOmeter în cele mai simple modele pentru acces aleatoriu în blocuri de 512 octeți oferă exact aceleași valori la scriere ca testul C "T H2BenchW (cu o precizie de literalmente sutimi de milisecundă), în timp ce la citirea IOmeter a arătat un rezultat ușor supraestimat în toată gama de segmentare - posibil 0,1-0,19 ms diferență cu alte teste pentru timpul de acces aleatoriu în timp ce citești din cauza unor motive "interne" pentru IOmeter (sau dimensiunea blocului este de 512 octeți în loc de 0 octeți, așa cum este necesar în mod ideal pentru astfel de măsurători). Cu toate acestea, rezultatele citite ale IOmeterului coincid practic cu cele ale testului de disc al programului AIDA32.

Performanță în aplicații

Să trecem la standardele de performanță ale stocării în aplicații. Și în primul rând, să încercăm să aflăm cât de bine sunt optimizate discurile pentru multithreading. Pentru a face acest lucru, folosesc în mod tradițional teste în programul NBench 2.4, unde sunt scrise și citite de pe disc fișiere de 100 MB de mai multe fire simultane.

Această diagramă ne permite să judecăm eficiența algoritmilor pentru scrierea leneșă cu mai multe fire de disc în condiții reale (și nu sintetice, așa cum era în diagramă cu timp mediu de acces) atunci când sistemul de operare lucrează cu fișiere. Conducerea ambelor discuri Maxtor SCSI atunci când înregistrați în mai multe fluxuri simultane este fără îndoială, dar în Chita observăm deja un anumit optim în regiunea cuprinsă între 8 și 16 segmente, în timp ce la valori mai mari și mai mici, viteza discului pentru aceste sarcini scade . Pentru modul Server, numărul de segmente este evident 32 (cu o precizie bună :)), iar segmentele „128” sunt de fapt 64.

Pentru citirile cu mai multe fire, unitățile Seagate se îmbunătățesc în mod clar față de unitățile Maxtor. În ceea ce privește influența segmentării, atunci, la fel ca în înregistrare, observăm un anumit optim mai aproape de 8 segmente (în timpul înregistrării, era mai aproape de 16 segmente), iar cu segmentarea foarte mare (64), viteza discului scade semnificativ (ca în înregistrare) ... Este îmbucurător faptul că modul Server „monitorizează bazarul” gazdei de aici și schimbă fragmentarea de la 32 când scrieți la ~ 8 când citiți.

Acum, să vedem cum se comportă discurile în testele „vechi”, dar încă populare ale discului WinMark 99 din pachetul WinBench 99. Permiteți-mi să vă reamintesc că efectuăm aceste teste nu numai pentru „început”, ci și pentru „mijloc” ( în termeni de volum) medii fizice pentru cele două sisteme de fișiere, iar diagramele arată rezultatele medii. Desigur, aceste teste nu sunt „de profil” pentru unitățile SCSI și le prezentăm aici rezultatele, mai degrabă aducem un omagiu testului în sine și celor obișnuiți să judece viteza discului prin testele WinBench 99. Ca o „consolare”, observăm că aceste teste ne vor arăta cu un anumit grad de certitudine care este performanța acestor unități de întreprindere atunci când efectuăm sarcini mai tipice unui computer desktop.

Evident, există și o segmentare optimă și aici, cu un număr mic de segmente, discul arată inexpresiv și cu 32 de segmente arată cel mai bine (probabil de aceea dezvoltatorii Seagate au „schimbat” setarea implicită a modului desktop de la 16 la 32 segmente). Cu toate acestea, pentru modul Server în activități de birou (Business), segmentarea nu este în totalitate optimă, în timp ce pentru performanța profesională (High-End), segmentarea este mai mult decât optimizată, depășind în mod vizibil chiar și segmentarea „constantă” optimă. Aparent, în timpul execuției testului, acesta se modifică în funcție de fluxul de comenzi și datorită acestui fapt, se obține un câștig în performanța generală.

Din păcate, o astfel de optimizare „în timpul testului” nu este observată pentru testele complexe „de urmărire” mai recente pentru evaluarea performanței „desktop” a discurilor din pachetele PCMakr04 și C „T H2BenchW.

Pe ambele (sau mai degrabă, pe 10 piste de activitate) diferite, modul Inteligență Server este vizibil inferior segmentării constante optime, care pentru PCmark04 este de aproximativ 8 segmente, și pentru H2benchW - 16 segmente.

Pentru ambele teste, 4 segmente de cache se dovedesc a fi foarte nedorite și 64 și este dificil de spus unde gravitează mai mult modul Server în acest caz.

Spre deosebire de acestea, desigur, toate aceleași teste sintetice (deși foarte asemănătoare cu realitatea) - un test complet „real” al vitezei discurilor cu un fișier temporar al programului Adobe Photoshop. Situația de aici este mult mai sumbru - cu cât mai multe segmente, cu atât mai bine! Și modul Server aproape l-a „prins”, folosind 32 de segmente pentru activitatea sa (deși 64 ar fi chiar puțin mai bune).

Puncte de referință Intel Iometer

Să trecem la sarcini care sunt mai tipice pentru profilurile utilizării unităților SCSI - funcționarea diferitelor servere (DataBase, Server de fișiere, Server Web) și a unei stații de lucru (stație de lucru) conform modelelor corespunzătoare din versiunea Intel IOmeter 2003.5.10.

Maxtor este cel mai bun la simularea unui server de baze de date, iar Seagate este cel mai profitabil de a folosi modul Server, deși acesta din urmă este foarte aproape de 32 de segmente persistente (aproximativ 220 KB fiecare). Segmentarea mai mică sau mai mare este mai gravă în acest caz. Cu toate acestea, acest model este prea simplu în ceea ce privește tipul de cereri - să vedem ce se întâmplă pentru modele mai complexe.

La simularea unui server de fișiere, segmentarea adaptivă este din nou în frunte, deși decalajul în urmă cu 16 segmente constante este neglijabil (32 de segmente sunt puțin mai grave aici, deși sunt și suficiente). Cu o segmentare mică, există o deteriorare într-o coadă mare de comenzi, iar cu prea mare (64) orice coadă este în general contraindicată - aparent, în acest caz, dimensiunea sectoarelor cache se dovedește a fi prea mică (mai mică de 111 KB, adică doar 220 de blocuri pe suport media) pentru a memora în cache în mod eficient Cantități de date cu dimensiuni rezonabile.

În cele din urmă, pentru un server Web, vedem o imagine și mai amuzantă - cu o coadă de comandă NON-ONE, modul Server este echivalent orice nivel de segmentare, cu excepția 64, deși la un singur nivel este puțin mai bun decât toate.

Ca rezultat al medierii geometrice a încărcărilor serverului prezentate mai sus prin modele și cozi de solicitare (fără greutăți), constatăm că segmentarea adaptivă este cea mai bună pentru astfel de sarcini, deși 32 de segmente persistente rămân ușor și 16 segmente, de asemenea, arată bine. În general, alegerea Seagate este destul de înțeleasă.

În ceea ce privește modelul „stație de lucru”, modul Server este în mod clar cel mai bun aici.

Iar optimul pentru segmentarea permanentă este la nivelul a 16 segmente.

Acum - modelele noastre pentru IOmeter sunt mai apropiate ca scop de computerele desktop, deși sunt cu siguranță orientative pentru dispozitivele de stocare a întreprinderii, deoarece în sistemele „profund profesionale”, hard diskurile citesc și scriu fișiere mari și mici și uneori copiază fișiere, partea cea mai importantă a vremii. Și întrucât natura apelurilor din aceste modele în aceste modele în testul IOmeter (la adrese aleatorii în întregul volum al discului) este mai tipică pentru sistemele de clasă server, importanța acestor modele pentru discurile studiate este mai mare.

Citirea fișierelor mari este din nou mai bună pentru modul Server, cu excepția unei scufundări de neînțeles la QD = 4. Cu toate acestea, un număr mic de segmente mari este clar preferabil pentru discul de pe aceste operații (ceea ce, în principiu, este previzibil și este în acord excelent cu rezultatele pentru citirea fișierelor cu mai multe fire, a se vedea mai sus).

Sporadic înregistrare fișierele mari, pe de altă parte, sunt încă prea dure pentru inteligența modului server, iar aici segmentarea constantă la nivelul de 8-16 segmente este mai avantajoasă, ca și în cazul înregistrării de fișiere cu mai multe fire, vezi mai sus. Separat, observăm că în aceste operații, segmentarea mare a cache-ului este extrem de dăunătoare - la nivelul a 64 de segmente. Cu toate acestea, se dovedește a fi util pentru citirea operațiunilor cu fișiere mici cu o coadă mare de solicitări:

Cred că este exact ceea ce folosește Server Mode pentru a selecta modul adaptiv - graficele lor sunt foarte asemănătoare.

În același timp, atunci când scrieți fișiere mici la adrese aleatorii, 64 de segmente eșuează din nou, iar modul server este inferior segmentării constante cu un nivel de 8-16 segmente pe cache, deși se pot vedea eforturile modului server de a utiliza setări optime ( numai cu 32-64 de segmente în coadă au ieșit 64 de ghinion;)).

Copierea fișierelor mari este un eșec clar al modului server! Aici, partajarea cu nivelul 16 este în mod clar mai avantajoasă (acesta este optimul, deoarece 8 și 32 sunt mai slabe la coada 4).

În ceea ce privește copierea fișierelor mici, 8-16-32 de segmente sunt practic egale aici, depășind 64 de segmente (destul de ciudat), iar modul Server este puțin „ciudat”.

Pe baza rezultatelor mediei geometrice a datelor pentru citirea aleatorie, scrierea și copierea fișierelor mari și mici, constatăm că cel mai bun rezultat în medie este dat de segmentarea constantă cu un nivel de doar 4 segmente pe cache (adică dimensiunile segmentelor peste 1,5 MB!), În timp ce 8 și 16 segmente sunt aproximativ egale și aproape nu au rămas în urmă cu 4 segmente, dar 64 de segmente sunt clar contraindicate. În medie, modul Adaptive Server a cedat doar ușor până la segmentarea constantă - cu greu o pierdere de un procent poate fi considerată vizibilă.

Rămâne de remarcat faptul că atunci când simulăm defragmentarea, observăm o egalitate aproximativă a tuturor nivelurilor de segmentare constantă și un ușor avantaj al modului Server (cu același 1%).

Și în modelul de citire-scriere în flux în blocuri mari și mici, este puțin mai profitabil să folosiți un număr mic de segmente, deși din nou diferențele în ceea ce privește configurația memoriei cache aici, destul de ciudat, sunt homeopate.

concluzii

După ce am efectuat în a doua parte a revizuirii noastre un studiu mai detaliat al efectului partajării memoriei cache asupra performanței unității Seagate Cheetah 15K.4 în diferite sarcini, aș dori să menționez că dezvoltatorii nu au apelat la modurile de cache așa cum le-au numit dintr-un motiv: în modul Server, adaptarea sharding-ului este adesea efectuată în memoria cache pentru sarcina efectuată, iar aceasta duce uneori la rezultate foarte bune - mai ales atunci când efectuați sarcini „grele”, inclusiv modele de server în Intel IOmeter, și testul High-End Disk WinMark 99 și citirea aleatorie a blocurilor mici pe tot discul ... În același timp, adesea alegerea nivelului de distribuire a memoriei cache în modul Server se dovedește a fi suboptimă (și necesită lucrări suplimentare) pentru a îmbunătăți criteriile de analiză a fluxului de comandă gazdă), iar apoi Desktop Mode iese cu sharding fix la nivelul de 8, 16 sau 32 de segmente pe cache. Mai mult, în funcție de tipul de sarcină, uneori este mai profitabil să folosiți 16 și 32, iar alteori - 8 sau doar 4 segmente de memorie! Acestea din urmă includ citiri și scrieri cu mai multe fire (atât aleatorii, cât și secvențiale), urmărirea testelor precum PCMark04 și sarcini de streaming cu citire și scriere simultane. Deși „sinteticele” pentru accesul la scriere aleatoriu arată clar că eficiența scrierilor leneșe (la adrese arbitrare) scade semnificativ odată cu scăderea numărului de segmente. Adică, există o luptă între două tendințe - și de aceea, în medie, este mai eficient să folosiți 16 sau 32 de segmente pe 8 MB tampon. Prin dublarea dimensiunii tamponului, se poate prezice că este mai profitabil să mențineți numărul de segmente la nivelul 16-32, dar datorită creșterii proporționale a capacității fiecărui segment, performanța medie a unității poate fi semnificativă. crește. Aparent, chiar și ineficient acum în majoritatea sarcinilor, segmentarea unui cache cu 64 de segmente la dublarea dimensiunii bufferului poate fi foarte utilă, în timp ce utilizarea a 4 sau chiar 8 segmente în acest caz va deveni ineficientă. Totuși, aceste concluzii depind în mare măsură de blocurile pe care sistemul de operare și aplicațiile preferă să le funcționeze cu unitatea și de fișierele utilizate în acest caz. Este foarte posibil ca atunci când mediul se schimbă, partajarea optimă a memoriei cache să se schimbe într-o direcție sau alta. Ei bine, dorim succes Seagate în optimizarea „inteligenței” modului server, care, într-o anumită măsură, poate netezi această „dependență de sistem” și „dependență de sarcină”, învățând cum să selectăm cea mai optimă segmentare în funcție de fluxul de comandă gazdă din cel mai bun mod.