Буферна пам'ять мегабайт. Що є буфером жорсткого диска і навіщо він потрібен

Відомо, що жорсткі диски оснащуються власною буферною пам'яттю порівняно невеликого обсягу. Буфер використовується як вбудована кеш-пам'ять при виконанні операцій читання та запису, дозволяючи оптимізувати роботу і мінімізувати звернення до магнітних пластин, що вимагають істотного часу. Наприклад, коли в буфері є вільне місце, контролер може тимчасово помістити туди дані, які необхідно записати, і зачекати на зручний момент, коли немає запитів від системи (хоста). Виконуючи запити на читання, контролер зберігає останні лічені дані на випадок, якщо хост запросить їх повторно – тоді не потрібно ще раз звертатися до диска. Контролер часто виконує попереджувальне читання, намагаючись спрогнозувати наступні запити хоста, і лічені таким чином дані поміщає в буфер. Виходить, буфер використовується жорстким диском постійно, і його роль дуже важлива.

Виробники жорстких дисківзавжди прагнули збільшити обсяг буферної пам'яті. Сьогодні це зробити легше, оскільки звичайні мікросхеми синхронної динамічної пам'яті (SDRAM), а жорстких дисках застосовуються саме вони, коштують зовсім недорого. Наприкінці 90-х років настільні вінчестери оснащувалися буфером 512 KB, потім більшість моделей отримало 2 MB пам'яті, а сьогодні найбільш поширені вінчестери з буфером 8 MB. Втім, немає межі досконалості: компанія WD оновила свою масову лінійку вінчестерів Caviar SE, доповнивши її моделями Caviar SE16. Основна їхня відмінність, як ви вже здогадалися, полягає у збільшеному удвічі обсязі буферної пам'яті.

Навіщо нам 16 МБ?

Здавалося б, що більше обсяг буферної пам'яті, то вище буде продуктивність жорсткого диска. Контролер більше даних зможе помістити в буфер, а отже, рідше звертатиметься до магнітних пластин. Втім, не все так просто, як здається на перший погляд.

Алгоритми кешування зазвичай використовують метод асоціативного пошуку для визначення, чи потрібні дані в буфері. Щоб збільшити обсяг даних, що зберігаються в кеші, слід або збільшити обсяг одного блоку (рядки кешу), або збільшити кількість рядків. А це загрожує появою додаткових проблем з асоціативним пошуком та обміном даними з кешем.

Втім, для жорсткого диска швидкість кешування не така важлива, оскільки воно в будь-якому випадку мізерно в порівнянні з затримками при доступі до магнітного носія. Інша річ, чи справді контролеру потрібний додатковий обсяг пам'яті. Цілком можливо, що жорсткий дискне настільки завантажений роботою, щоб повністю використати весь доступний обсяг буфера. Наприклад, при простому копіюванні та завантаженні програм кешувати нічого не потрібно, тому що дані зчитуються лише одноразово. Зате при роботі в серверному середовищі, коли запити надходять хаотично та безперервно, великий буфер – суттєвий плюс для вінчестера. Власне тому серверні вінчестери завжди оснащувалися буфером не менше 8 MB. Але в настільному комп'ютері важливіша швидкість читання та доступу, ніж ефективність буферизації.

(Щоправда, не будемо забувати про технологію NCQ. З її допомогою вінчестер може керувати чергою запитів, змінюючи порядок їх обслуговування. Оскільки в цьому випадку характер доступу до носія теж змінюється, додаткова буферизація може допомогти в покращенні продуктивності. Але на жаль – більшість користувачів досі досі не знає, яким чином можна використовувати NCQ, оскільки лише підтримки з боку вінчестера тут недостатньо).

Виходить, що великий обсяг буфера навряд чи вплине на загальну швидкість. Поставити мікросхему вищої ємності замало поліпшення швидкодії. Розробникам слід не тільки переробити мікрокод, а й покращити швидкість читання/запису носія та пропускну спроможність інтерфейсу.

Caviar SE16. Особливості конструкції

Нам вдалося зіставити модель WD2500KS, що входить до лінійки Caviar SE16, з моделлю WD2000JS із "стандартної" лінійки Caviar SE. Як виявилося, вони мають мінімум відмінностей: маркування гермоблоку, роз'ємів, плати електроніки збігаються. Навіть версія мікрокоду одна й та сама. Отже, розробники з WD використовували колишню технологію просто замінивши одну мікросхему пам'яті на іншу.

Для тих, хто не в курсі особливостей жорстких дисків WD, повідомимо наступне. Цей виробник застосовує лише перевірені технології та особливо дбає про захист дисків від пошкоджень. Конструкція гермоблока стандартна: масивний корпус та плоска верхня кришка герметично з'єднані, на кришці зверху є вентиляційний отвір. Але плата електроніки за традицією перевернута мікросхемами всередину і притиснута до корпусу, є термопровідна прокладка. Подібний прийом дозволяє захистити мікросхеми від перегріву та зовнішніх впливів. Роз'ємів живлення два – стандартний 4-контактний та новий плоский, відповідно до вимог Serial ATA. Для захисту інтерфейсного роз'єму Serial ATA від випадкового відключення WD пропонує використовувати спеціальний кабель SecureConnect, що має клямки.

Серія Caviar SE16 випускається лише за допомогою інтерфейсу Serial ATA. Причому контролер жорсткого диска підтримує другу швидкість 3 GB/s (300 MB/s). Інші технології, зокрема, NCQ, поки що не реалізовані – тут WD відстає від інших виробників.

Заявлені параметри жорстких дисків WD Caviar SE/SE16
Маркування
Швидкість обертання шпинделя, об/хв
Щільність запису, GB на пластину
Об'єм кеш-буфера, MB
Підшипники
Інтерфейс
Підтримка NCQ
Діапазон ємностей	120, 160, 200, 250
внутр. швидкість обміну даними, Mbit/s
Середня швидкість доступу: середня, мс
- за максимальним радіусом, мс
- перехід між доріжками, мс
-швидкість доступу під час запису, мс
Стійкість до удару (offline), G
Стійкість до удару (online), G
Рівень шуму при простої, дБ
Рівень шуму при позиціонуванні, дБ

Діапазон ємностей вінчестерів Caviar SE16 поки невеликий. На сайті WD вдалося знайти дані за моделлю 250 GB, плюс нещодавно з'явилася модель 400 GB. Точну щільність запису та ємність однієї пластини виробник не повідомляє, але, за наявними даними, у нинішній серії вінчестерів використовуються пластини по 100 GB. На сьогодні це скромний результат, проте WD практикує модернізацію лінійки без зміни назв та специфікацій, тому цілком може виявитися, що у продажу вже є диски з більш ємними пластинами.

Тестування

У тестуванні брали участь жорсткі диски трьох виробників – WD, Seagate та Samsung. На момент написання статті саме їхню продукцію було представлено в широкому асортименті. Примірник розглядається в огляді жорсткогодиска серії Caviar SE16 мав такі параметри:

маркування WD2500KS-00MJB0;
об'єм 250 GB;
версія мікрокоду 02.01C03;
режим "тихого позиціонування" (AAM) вимкнено (0FEh).

Ми порівнюватимемо з ним такі жорсткі диски:

Caviar SE, з лінійки з буфером 8 MB, об'єм 200 GB:

маркування: WD2000JS-00MHB0;
обсяг буфера – 8 МБ;
інтерфейс - Serial ATA 3 Gbit/s, NCQ не підтримується;
версія мікрокоду – 02.01C03 (та сама);
режим "тихого" позиціонування (AAM) вимкнено (0FEh).

Samsung SpinPoint P120, 200 GB:

маркування SP2004C;
обсяг буфера – 8 МБ;
інтерфейс - Serial ATA 3 Gbit/s, NCQ підтримується;
версія мікрокоду – VM100-33;
режим "тихого" позиціонування увімкнено (код 00h).

Seagate Barracuda 7200.8, 200 GB:

маркування ST3200826AS;
обсяг буфера – 8 МБ;
інтерфейс - Serial ATA 1.5 Gbit/s, NCQ підтримується;
версія мікрокоду – 3.03;
режим "тихого" позиціонування заблоковано (управління недоступне).

Жорсткі диски Seagate та Samsung мають більш високу щільність запису, ніж WD Caviar. До того ж Seagate має більш високу заявлену швидкість позиціонування (8 мс проти 8.9 мс у Samsung та WD), а Samsung працює тихіше. Тобто, WD формально не мають переваг у порівнянні з дисками інших виробників. Але на практиці може бути все навпаки.

Жорсткі диски підключалися до другого порту контролера Serial ATA, вбудованого в південний хаб чіпсету ICH5 Intel 865G. На жаль, чіпсети серії 865 не підтримують швидкість 3 Гбіт/с та технологію NCQ, тому можливості сучасних вінчестерів повністю розкрити не дозволяє. Інші параметри тестової конфігурації:

хост-вінчестер, з якого виконувалося завантаження ОС та запуск тестів – Seagate Barracuda 7200.7 PATA 80 GB;
процесор Intel Pentium 4 2.80 (шина 800 МГц);
материнська плата Intel D865GBF (Intel 865G);
пам'ять 2 x 256 DDR400, включений двоканальний режим роботи;
відеокарта GeForce FX 5600;
вінчестери встановлювалися в 2.5-дюймовий кошик корпусу Inwin J551, спеціальне охолодження не застосовувалося.

Низькорівневі тести

Використання програм, що працюють із диском безпосередньо, дозволяє виміряти теоретичні параметри вінчестера – швидкість випадкового доступу, усереднену (sustained) швидкість читання та запису, ефективність відкладеного запису. При цьому вплив алгоритмів кешування мінімальний, оскільки доступ здійснюється безперервно і за простою схемою.

Низькорівневі параметри розраховувалися за допомогою програм:

IOMeter 2004.07.30;
HDTach 2.68;
HDTach 3.0.1.0;
Winbench 2.0 (диск форматувався під один великий розділ NTFS).

Швидкість доступувиявилася вищою у Caviar, оскільки вінчестери WD не використовують алгоритми уповільнення позиціонування (AAM). Seagate, незважаючи на чудові заявлені цифри, виявився останнім. Як не дивно, Caviar SE16 трохи (0.3 мс) поступився своєму побратимові, що можна пояснити або природною розбіжністю технологічних параметрів (все ж таки механіка має деякі відхилення в той чи інший бік), або впливом третьої пластини (що більше число головок, тим більше буде затримка з їхньої переключення). Звичайно, відмінності насправді невеликі, і говорити про серйозне відставання Caviar SE16 ми не будемо. За швидкістю доступу під час запису вінчестери WD зрівнялися, забезпечивши дворазове прискорення проти швидкістю доступу під час читання. Пояснюється це впливом алгоритму відкладеного запису.

за швидкості послідовного читання/запису Caviar SE16, навпаки, трохи випередив Caviar SE. Але їх випередив вінчестер Seagate (+10%), що закономірно через застосування більш високої щільності запису, а Samsung, навпаки, так само відстав.

Точніший аналіз швидкості читання/запису дозволяє провести IOMeter. Якщо інші програми працюють із блоками 64 KB, IOMeter може варіювати розмір блоку.

За читанням лідирує Seagate: він значно краще (+20%) справляється з дрібними і великими блоками. Samsung, як виявилося, із дрібними блоками працює зовсім погано. А WD відмінно показали себе в тестах запису, обійшовши Seagate під час роботи з блоками менше 64 KB.

Програма Winbench'99, незважаючи на свій поважний вік, досить точно розробляє графік послідовно читання.

Обидва диски WD мають однакову форму графіка з відсутністю піків і провалів, що свідчить про високу стабільність читання. Графік Caviar SE16 більш витягнутий, що пов'язано з більшою його ємністю. Збільшення масштабу графіка дозволяє розглянути короткочасні, але сильні провали швидкості у Seagate та Samsung (робота алгоритмів виправлення помилок ECC, затримки на перемикання головок та зміну доріжок) та відсутність таких у WD. І нехай щільність запису у WD гірша, перевірена технологія виробництва має свої плюси – вища стабільність роботи.

Імітація роботи додатків

Шаблон Workstation тесту IOMeter дозволяє генерувати навантаження на дискову підсистему, близьку до реальної (збір статистики проводився тестом Winstone 2002 Content Creation). Так от цей тест більш чутливий до швидкості доступу, ніж до швидкості читання/запису, плюс він враховує роботу алгоритмів кешування, так як запити надходять з наростанням глибини черги.

Згідно з отриманими даними, обидва диски WD злегка випередили Samsung і буквально розгромили Seagate. Caviar SE знову трохи краще за Caviar SE16, так як у них є невелика різниця по швидкості доступу.

На тест PCMark05 ми покладали велику надію, оскільки саме він має показати перевагу великого кеш-буфера. Цей тест використовує шаблони, записані за допомогою тестового пакету Intel IPEAK SPT під час виконання певних завдань. p align="justify"> Отже, PCMark05 може більш-менш правдоподібно змоделювати роботу вінчестера в реальних умовах.

Так от, якщо за швидкістю завантаження Windows XP, копіювання файлів і сканування на віруси вінчестери WD майже не відрізняються, то за швидкістю завантаження програм і доступу до даних під час роботи програм Caviar SE16 на 10-15% швидше Caviar SE, не кажучи вже про Samsung і Seagate.

Перевага вінчестера з великим буферомпомітно й у тесті Winstone, якщо використовується файлова система FAT32.

Висновки

Результати тестування доводять: позитивний ефект збільшення буфера є. Він невеликий, у межах 10-15%, і проявляється лише при роботі вінчестера в умовах, близьких до реальних. У низькорівневих тестах різниці практично немає, що узгоджується з теорією. Та ж теорія говорить про те, що зі зростанням пропускної спроможності інтерфейсу та щільності запису, а також із впровадженням технологій оптимізації доступу до диска обсяг буфера доведеться збільшувати. Тому розробники з WD трохи поспішили; втім, краще зайнятися відпрацюванням технології зараз, ніж згодом наздоганяти конкурентів.

Якщо ви хочете дізнатися, що таке кеш-пам'ять жорсткого диска і як він працює, ця стаття для вас. Ви дізнаєтеся, що це таке, які функції він виконує і як впливає на роботу пристрою, а також про переваги та недоліки кешу.

Концепція кеш-пам'яті жорсткого диска

Жорсткий диск сам собою - досить неквапливий пристрій. У порівнянні з оперативною пам'яттю жорсткий диск працює на кілька порядків повільніше. Цим же зумовлюється падіння продуктивності комп'ютера за нестачі оперативної пам'яті, оскільки недостача компенсується жорстким диском.

Отже, кеш-пам'ять жорсткого диска – це своєрідна оперативна пам'ять. Вона вбудована у вінчестер і служить буфером для ліченої інформації та подальшої передачі його в систему, а також містить дані, що найчастіше використовуються.

Розглянемо, навіщо потрібна кеш-пам'ять жорсткого диска.

Як було зазначено вище, читання інформації з жорсткого диска відбувається дуже неквапливо, оскільки рух голівки та знаходження необхідного сектора займає багато часу.

Необхідно уточнити, що під словом "повільно" маються на увазі мілісекунди. А для сучасних технологій мілісекунду – це дуже багато.

Тому, як і кеш жорсткого диска, зберігає в собі дані, фізично прочитані з поверхні диска, а також зчитує і зберігає в собі сектори, які, ймовірно, будуть запитані пізніше.

Таким чином, зменшується кількість фізичних звернень до накопичувача, при цьому збільшується продуктивність. Вінчестер може працювати навіть якщо хост-шина не вільна. Швидкість передачі може збільшуватись у сотні разів при однотипних запитах.

Як працює кеш-пам'ять жорсткого диска

На цьому зупинимося докладніше. Ви вже приблизно уявляєте, навіщо призначена кеш-пам'ять жорсткого диска. Тепер з'ясуємо, як вона працює.

Уявімо, що жорсткому диску надходить запит на зчитування інформації в 512 КБ з одного блоку. З диска береться і передається в кеш потрібна інформація, але разом із даними, що запитуються, заодно зчитується кілька сусідніх блоків. Це називається передвиборкою. Коли надходить новий запит на диск, мікроконтролер накопичувача спочатку перевіряє наявність цієї інформації в кеші і якщо він знаходить їх, то миттєво передає системі, не звертаючись до фізичної поверхні.

Оскільки пам'ять кеша обмежена, то найстаріші блоки інформації замінюються на нові. Це круговий кеш чи циклічний буфер.

Методи підвищення швидкості роботи жорсткого диска за рахунок буферної пам'яті

Адаптивна сегментація. Кеш-пам'ять складається із сегментів з однаковими обсягами пам'яті. Так як розміри інформації, що запитується, не можуть постійно бути однакового розміру, то багато сегментів кешу будуть використовуватися нераціонально. Тому виробники почали робити кеш-пам'ять із можливістю заміни розмірів сегментів та їх кількості.
Передвиборка. Процесор вінчестера аналізує запитані раніше дані, що запитуються на даний момент. На основі аналізу він переносить з фізичної поверхні інформацію, яка з більшою часткою ймовірності буде запитана наступного часу.
Контроль користувача. Більш просунуті моделі жорстких дисків дають можливість користувачеві контролювати операції в кеші. Наприклад: відключення кешу, встановлення розміру сегментів, переключення функції адаптивної сегментації або відключення передвиборки.

Що дає пристрою більший обсяг пам'яті кешу

Тепер дізнаємось якими обсягами оснащують і що дає кеш-пам'ять у жорсткому диску.

Найчастіше можна зустріти вінчестери з об'ємом кешу 32 і 64 МБ. Але залишилися ще й на 8 та 16 МБ. Останнім часом стали випускатися лише на 32 та 64 МБ. Значний прорив у швидкодії відбувся, коли замість 8 МБ почали використовувати 16 МБ. А між кешами обсягом 16 і 32 МБ особливої різниці вже не відчувається, як і між 32 і 64.

Середньостатистичний користувач комп'ютера не помітить різниці у продуктивності вінчестерів з кешем у 32 та 64 МБ. Але варто відзначити, що кеш-пам'ять періодично зазнає значних навантажень, тому краще купувати вінчестер з вищим обсягом кешу, якщо є фінансова можливість.

Основні переваги кеш-пам'яті

Кеш-пам'ять має багато переваг. Ми розглянемо лише основні з них:

Недоліки кеш-пам'яті

Не збільшується швидкість роботи вінчестера, якщо дані записані на дисках випадково. Це унеможливлює передвиборку інформації. Такої проблеми можна частково уникнути, якщо періодично проводити дефрагментацію.
Буфер марний під час читання файлів, об'ємом більшим, ніж може поміститися в кеш-пам'ять. Так, при зверненні до файлу розміром 100 МБ, кеш 64 МБ буде марним.

додаткова інформація

Ви тепер знаєте, жорсткий диск і на що впливає. Що ще потрібно знати? В даний час існує новий тип накопичувачів – SSD (твердотільні). Вони замість дискових пластин використовується синхронна пам'ять, як у флешках. Такі накопичувачі в десятки разів швидше за звичайні вінчестери, тому наявність кешу марна. Але й такі накопичувачі мають недоліки. По-перше, ціна таких пристроїв збільшується пропорційно до обсягу. По-друге, вони мають обмежений запас циклу перезапису осередків пам'яті.

Ще існують гібридні накопичувачі: твердотільний накопичувач із звичайним жорстким диском. Перевагою є співвідношення високої швидкості роботи та великим обсягом інформації, що зберігається, щодо низької вартості.

Жорсткий диск (вінчестер, HDD) – це пристрій, призначений для зберігання всієї інформації на комп'ютері. Усі фільми, музика, фотографії, документи, всі файли системи зберігаються саме на ньому. Тому, до даному пристроюу мене особливі стосунки, я завжди ретельно стежу за його станом та постійно роблю резервні копіїважливої інформації, щоб не втратити її. Як робити резервні копії я обов'язково розповім вам в одній із моїх нотаток.

Якщо Ваш комп'ютер, раптом не вмикається, не варто лякатися, швидше за все вся інформація залишилася неушкодженою. За бажання та певних навичок, всю інформацію з одного жорсткого диска можна скопіювати на інший. Докладніше про це ви можете прочитати в моїй статті, про те, як скопіювати дані з залізничного ПК або як «клонувати диск».

Отже, все ж таки приступимо до розгляду характеристик жорсткого диска.

Ось основні з них:

тип жорсткого диска;
обсяг накопичувача;
форм-фактор диска;
інтерфейс;
обсяг буферної пам'яті;

Я перерахував цілих 5 характеристик, але з ними ми розбиратимемося швидко, тому що в них немає нічого складного, а щось буде вам вже знайоме з попередніх уроків.

Тип накопичувача

Усього існує два типи накопичувачів:

1) HDD– Hard disk drive – найпоширеніший тип накопичувача, що складається із пластин металевого сплаву, покритих шаром феромагнітного матеріалу. Вся інформація записується на ці пластини, які обертаються з дуже великою швидкістю – 5400/7200 об/хв. При цьому зчитування інформації відбувається головкою, що зчитує, без дотику до поверхні пластин, тим самим не пошкоджуючи її і збільшуючи термін служби пристрою.

Ці пристрої використовуються в переважній більшості комп'ютерів, оскільки їхня вартість невелика.

2) SSD– Solid state drive – пристрій, що запам'ятовує, на основі мікросхем пам'яті. SSD-диски з'явилися порівняно недавно і швидко посіли своє місце на ринку. В даний час твердотільні накопичувачі використовуються в компактних пристроях: ноутбуках, нетбуках, комунікаторах та смартфонах.

Наведу недоліки та переваги SSD-дисків.

Недоліки:

обмежена кількість циклів перезапису. Залежно від типу використовуваних осередків пам'яті від 10000 до 100000 разів;
проблема сумісності дисків SSD з деякими версіями операційних систем сімейства Windows, які не враховують специфіку SSD накопичувачів, тим самим зменшуючи термін їх служби;
ціна гігабайта SSD-накопичувачів істотно вища за ціну гігабайта HDD;
неможливість відновлення віддаленої інформації recovery-утилітами;

Переваги:

відсутність рухомих частин, і, як наслідок, висока механічна стійкість;
висока швидкість читання/запису;
низьке енергоспоживання;
повна відсутність шуму через відсутність рухомих частин та охолоджуючих вентиляторів;
стабільність часу зчитування файлів незалежно від їх розташування чи фрагментації;
малі габарити та вага;
великий потенціал розвитку накопичувачів та технологій виробництва.

Незважаючи на багато переваг SSD дисків, особисто я, досі використовую традиційні HDD. Їхньої продуктивності мені вистачає для реалізації будь-яких завдань, а технології, відпрацьовані часом, досить надійні, щоб довірити їм важливу інформацію. Ну, і звісно, на мій вибір впливає вартість накопичувачів.

Об'єм накопичувача

Очевидно, що чим більший обсяг жорсткого диска, тим більше важливої інформації ми зможемо на нього розмістити. Місткість жорстких дисків вимірюється у мільярдах байт (Гб – гігабайт) або у трильйонах байт (Тб – терабайт). Об'єм сучасних накопичувачів досягає до 4Тб в одному пристрої, але потрібно пам'ятати, що за бажання таких жорстких дисків у систему ми можемо встановити декілька.

Звичайно, чим вищий обсяг накопичувача, тим дорожча його вартість, причому вартість SSD прямо пропорційна їх ємності, тоді як вартість традиційних жорстких дисків залежить від кількості пластин і зростає повільніше при збільшенні обсягу накопичувача.

Форм-фактор

Форм-фактор визначає розміри накопичувача. Існує 3 розміри сучасних жорстких дисків: 1.8”, 2.5”, 3.5”.

HDD жорсткі диски можуть мати розміри 2.5 та 3.5 дюйма. Диски 3.5 дюйма встановлюються всередину системного блоку, а диски 2.5 дюйми використовуються в ноутбуках, зовнішніх жорстких дисках.

SSD накопичувачі можуть мати форм-фактор 2.5 дюйми або 1.8 дюйми. Як я вже писав раніше, вони використовуються в ноутбуках, нетбуках, комунікаторах та смартфонах.

Інтерфейс

Для порядку перерахуємо всі популярні інтерфейси:

SATA, SATA2, SATA3;

Тепер кілька слів про кожне з роз'ємів.

IDE - це старенький роз'єм, який легко відрізнити від інших за широким шлейфом від залізниці до материнської плати. У сучасних комп'ютерахтакий роз'єм не використовується, але не сказати про нього я не можу, тому що він все ще зустрічається у старих комп'ютерах. На материнських платах роз'єм IDE зустрічається дедалі рідше.

На зміну IDE прийшов роз'єм SATA, який також встиг застаріти і, у свою чергу, змінився SATA2 і тепер все частіше застосовується роз'єм SATA3. Я об'єднав усі роз'єми в один пункт, тому що всі вони ідентичні за формою і відрізняються лише швидкістю передачі даних – 1.5 Гб/с, 3 Гб/с, 6 Гб/с відповідно. Але слід пам'ятати, що для того, щоб жорсткий диск з роз'ємом, наприклад SATA3 працював з максимальною віддачею, на материнській платі також повинен бути встановлений роз'єм SATA3. Якщо на материнській платі встановлено роз'єм SATA2, то жорсткий диск з інтерфейсом SATA3 все одно працюватиме, але передача інформації відбуватиметься на швидкості 3 Гб/с.

Хоча ситуація зі швидкістю передачі в 6 Гб/с більше схожа на маркетинговий хід. Справа в тому, що переважна більшість сучасних накопичувачів, все одно не можуть повністю забити канал в 3 Гб/с, оскільки швидкість читання та запису на диск суттєво нижча за цю швидкість.

І останній інтерфейс – micro-SATA. Даний роз'єм з'явився зовсім недавно, через нього підключаються SSD накопичувачі 1.8”.

Об'єм буферної пам'яті (КЕШ)

Розберемося, що це таке. Буфером називається проміжна пам'ять, призначена для згладжування відмінностей швидкості читання/запису та передачі за інтерфейсом. У сучасних дисках він зазвичай варіюється від 8 до 128 Мб.

Для Вас, мої читачі, я уточню, що суттєвого приросту до продуктивності системи обсяг буфера не дає, тому не варто звертати на нього увагу як ключовий елемент. Якщо помітну різницю за часом можна отримати копіюючи дуже великі обсяги інформації.

За традицією, розглянемо маркування ЗД з каталогу постачальника.

Стаття вийшла досить велика, але сподіваюся, що хтось гідно оцінить її, і мої старання не пройдуть даремно.

Ну от і все на сьогодні. Ось так не поспішаючи, ми з вами розібрали ще один урок, який має допомогти досягти нашого спільного успіху. Сподіваюся, що цей матеріал допоможе Вам зробити правильний вибір.

Сьогодні найпоширенішим накопичувачем інформації є магнітний жорсткий диск. Він має певний об'єм пам'яті, призначений для зберігання основних даних. Також у ньому є буферна пам'ять, призначення якої полягає у зберіганні проміжних даних. Професіонали називають буфер жорсткого диска терміном cache memory або ж просто кешем. Давайте розберемося, навіщо потрібен буфер HDD на що впливає і який має розмір.

Буфер жорсткого диска допомагає операційній системі тимчасово зберігати дані, які були зчитані з основної пам'яті вінчестера, але не були передані на обробку. Необхідність наявності транзитного сховища обумовлена тим, що швидкість зчитування інформації з HDD накопичувача та пропускна спроможність ОС значно різниться. Тому комп'ютеру потрібно тимчасово зберігати дані в «кеші», а потім використовувати їх за призначенням.

Безпосередньо сам буфер жорсткого диска є не окремими секторами, як вважають некомпетентні комп'ютерні користувачі. Він є спеціальними мікросхемами пам'яті, що розміщуються на внутрішній платі HDD. Такі мікросхеми здатні працювати набагато швидше самого накопичувача. Внаслідок чого зумовлюють збільшення (на кілька відсотків) продуктивності комп'ютера, що спостерігається під час експлуатації.

Варто зазначити, що розмір "cache memory" залежить від конкретної моделі диска. Раніше він становив близько 8 мегабайт, причому такий показник вважався задовільним. Однак з розвитком технологій виробники змогли випускати мікросхеми з більшим обсягом пам'яті. Тому більшість сучасних вінчестерів мають буфер, розмір якого варіюється від 32 до 128 мегабайт. Звичайно, найбільший кеш встановлюється в дорогі моделі.

Який вплив надає буфер жорсткого диска на продуктивність

Тепер розповімо, чому розмір буфера вінчестера впливає на продуктивність комп'ютера. Теоретично, чим більше інформації перебуватиме в cache memory, тим рідше операційна система буде звертатися до вінчестера. Особливо це актуально для сценарію роботи, коли потенційний користувач займається обробкою великої кількості дрібних файлів. Вони просто переміщаються до буфера жорсткого диска і там чекають своєї черги.

Однак якщо ПК використовується для обробки файлів великого розміру, то кеш втрачає свою актуальність. Адже інформація не зможе розміститися на мікросхемах, обсяг яких невеликий. В результаті користувач не помітить збільшення продуктивності комп'ютера, оскільки буфер практично не використовуватиметься. Це відбувається у випадках, якщо в операційній системі запускатимуться програми для редагування відеофайлів тощо.

Таким чином, при придбанні нового вінчестера рекомендується звертати увагу на розмір кешу тільки у випадках, коли планується постійно займатися обробкою невеликих файлів. Тоді вдасться помітити збільшення продуктивності свого персонального комп'ютера. А якщо ж ПК використовуватиметься для звичайних повсякденних завдань або обробки файлів великого розміру, тоді можна не надавати буферу обміну жодного значення.

Нормальне функціонування операційної системита швидка робота програм на комп'ютері забезпечуються оперативною пам'яттю. Кожен користувач знає, що від обсягу залежить кількість завдань, які ПК може виконувати одночасно. Подібною пам'яттю, лише в менших обсягах, оснащуються й деякі елементи комп'ютера. У цьому матеріалі мова йтиме про кеш-пам'ять жорсткого диска.

Кеш-пам'ять (або буферна пам'ять, буфер) – область, де зберігаються дані, які вже зважали на вінчестер, але ще не були передані для подальшої обробки. Там зберігається інформація, якою ОС Windows користується найчастіше. Необхідність у цьому сховищі виникла через велику різницю між швидкістю зчитування даних із накопичувача та пропускною здатністю системи. Подібним буфером володіють інші елементи комп'ютера: процесори, відеокарти, мережні карти та ін.

Об'єми кешу

Важливе значення для вибору HDD має обсяг буферної пам'яті. Зазвичай, ці пристрої оснащують 8, 16, 32 і 64 Мб, але є буфери на 128 і 256 Мб. Кеш досить часто перевантажується і потребує чищення, так що в цьому плані більший обсяг завжди кращий.

Сучасні HDD здебільшого оснащуються кеш-пам'яттю на 32 і 64 Мб (менший обсяг вже рідкість). Зазвичай цього достатньо, тим більше що система має власну пам'ять, яка разом з ОЗУ прискорює роботу жорсткого диска. Правда, при виборі вінчестера не всі звертають увагу на пристрій з найбільшим розміром буфера, тому що ціна на такі висока, та й цей параметр не є єдиним визначальним.

Головне завдання кеш-пам'яті

Кеш служить для запису та читання даних, але, як уже було сказано, це не основний фактор ефективної роботи жорсткого диска. Тут важливо і те, як організований процес обміну інформацією з буфером, а також, наскільки добре працюють технології, що запобігають виникненню помилок.

У буферному сховищі містяться дані, які найчастіше використовуються. Вони підвантажуються прямо з кешу, тому продуктивність зростає в кілька разів. Сенс у тому, що немає потреби у фізичному читанні, яке передбачає пряме звернення до вінчестера та його секторів. Цей процес занадто довгий, оскільки обчислюється в мілісекундах, тоді як з буфера дані передаються набагато швидше.

Переваги кеш-пам'яті

Кеш займається швидкою обробкою даних, але має інші переваги. Вінчестери з об'ємним сховищем можуть значно розвантажити процесор, що призводить до його мінімального залучення.

Буферна пам'ять є своєрідним прискорювачем, який забезпечує швидку та ефективну роботу HDD. Вона позитивно впливає на запуск ПЗ, коли йдеться про часте звернення до тих самих даних, розмір яких не перевищує обсягу буфера. Для роботи звичайному користувачеві достатньо 32 і 64 Мб. Далі ця характеристика починає втрачати свою значущість, тому що при взаємодії з великими файлами ця різниця несуттєва, та й кому захочеться сильно переплачувати більш об'ємний кеш.

Дізнаємося обсяг кешу

Якщо розмір вінчестера – величина, про яку нескладно дізнатися, то з буферною пам'яттю інша ситуація. Не кожен користувач цікавиться цією характеристикою, але якщо виникло таке бажання, її зазвичай вказують на упаковці з пристроєм. В іншому випадку можна знайти цю інформацію в інтернеті або скористатися безкоштовною програмою HD Tune.

Утиліта, призначена для роботи з HDD та SSD, займається надійним видаленням даних, оцінкою стану пристроїв, скануванням на наявність помилок, а також дає докладну інформацію про характеристики вінчестера.

У цій статті ми розповіли, що таке буферна пам'ять, які завдання вона виконує, якими є її переваги і як дізнатися її обсяг на вінчестері. З'ясували, що вона важлива, але не є основним критерієм при виборі жорсткого диска, а це позитивний момент, враховуючи високу вартість пристроїв, що оснащені великим обсягом кеш-пам'яті.