Vad är hårddiskcachen och vad gör den?

Datorer är komplicerade maskiner, fyllda med dussintals mindre komponenter, som alla arbetar tillsammans. Alla som har arbetat med PC-hårdvara är bekanta med de viktigaste hårddiskspecifikationerna, som kapacitet, läs-/skrivhastigheter och skivrotationshastigheter. Det finns dock en mindre känd och ofta förbisedd funktion som påverkar hastigheten och prestandan på din hårddisk. Funktionen är känd som hårddiskcache. Låt oss ta en snabb titt på vad hårddiskcache och SSD-cache är och hur det fungerar.

Vad är hårddiskcachen och vad gör den?

Vad är hårddiskcache?

Hårddiskcache är ofta känd som diskbufferten. Med det namnet blir dess syfte ett litet c. Det fungerar som ett tillfälligt minne medan hårddisken läser och skriver data till den permanenta lagringen på plattorna.

Du kan tänka på en hårddisks cache som ett slumpmässigt minne (RAM) som är speciellt utformat för hårddisken. Hårddiskar har inbyggda mikrokontroller som styr och bearbetar data som kommer in och ut, ungefär som en CPU. Cachen fungerar tillsammans med mikrokontrollern för att lagra minne när det bearbetas.

Du kan också tänka på hårddiskcache som något som liknar buffring när det kommer till strömmande innehåll. Alla har tagit itu med att streama en video på en långsam anslutning. Videospelaren väntar före eller under uppspelning för att samla in data så att den kan fortsätta spela upp videon smidigare allt eftersom den fortskrider. Hårddiskcache gör att en hårddisk kan göra samma sak när den läser och skriver data.

Hur fungerar det?

När hårddisken läser och skriver data, drar den den från plattorna. Mycket ofta arbetar en hårddisk med samma data upprepade gånger, eftersom personen som använder datorn vanligtvis arbetar med en eller två uppgifter åt gången. Hårddisken (HDD) håller data i sin cache som du eller dina program använder oftast och, nu senast, eliminerar behovet av att ta ut den från plattorna varje gång data behövs. Denna åtgärd påskyndar enhetens prestanda.

Läsa framåt och bakom

Vanligtvis plockar en hårddisk inte bara upp den data som den behöver. Den läser också informationen runt den. Hårddiskar är inte effektiva. De snurrande plattorna och läs-/skrivhuvudena är i sig begränsade av fysiska rörliga delar, som är mycket långsammare än solid-state-enheter som inte har några rörliga komponenter. Därför försöker hårddiskar kompensera genom att gissa.

När en användare eller ett program begär data (påminner mig om Tron), läser hårddisken den datan och data runt den från plattan och lagrar allt i bufferten. Eftersom det finns en hygglig sannolikhet att omgivande data är liknande, antar enheten att användaren eller processen också kommer att begära omgivande data snart.

Kvällsdataflöde

Det finns ett gäng olika steg för att hämta data från en hårddisk. Var och en av dem tar tid och de synkroniseras sällan. Att överföra data från hårddisken via SATA går vanligtvis mycket snabbare än att enheten kan läsa och skriva data till plattorna. Diskbufferten används ofta för att jämna ut detta dataflöde och göra processen mycket smidigare.

Minimera väntetider när du skriver

Återigen, hårddiskar är långsamma. De är förmodligen den mest tidskrävande delen av alla datorer på grund av deras fysiskt rörliga delar. Att skriva data är vanligtvis "smärsamt" för användaren.

Cache hjälper till att påskynda dataskrivningsprocesser genom att praktiskt taget lura resten av datorn. En hårddisk tar data till sin cache och börjar skriva den. Istället för att vänta på att skriva all data på plattorna, signalerar hårddisken datorn att den gjorde det. PC eller Mac fortsätter antingen att skicka mer data, eller så går den vidare till andra uppgifter i tron ​​att processen är klar. Oavsett vilket gör detta att datorn som helhet kan fortsätta till nästa händelse.

Det finns dock en nackdel. Medan hårddisken försöker hålla sitt löfte att skriva data, kan den förlora den. Om datorn plötsligt stängs av försvinner all data som lagras i cachen. Cache, liksom RAM, är flyktig lagring.

Snabba upp din hårddisk

Cachen kommer inte att likställas med snabbare körprestanda på enstaka uppgifter direkt. Det är inte så att det får drivningen att gå snabbare. Att ha en diskbuffert tillåter dock en hårddisk att multitaska mycket mer effektivt, och chansen är stor att det är något du behöver.

Det är sällsynt att en enhet bara gör en sak eller bara interagerar med en process åt gången. Diskbaserade hårddiskar är fortfarande välkända lagringsenheter i moderna datorer. SSD-enheter (solid state drives) ersätter dock gradvis dessa hårddiskar (HDD). Även med en enda uppgift kan flera program behöva komma åt den lagringen samtidigt. Du kanske arbetar med två eller flera filer från din lagringsenhet samtidigt.

Servrar är ett annat utrymme där cache på hårddiskar är avgörande. Serverhårddiskar kommer alltid att göra flera saker. Tänk på en databas bakom en webbplats. Varje gång en användare slutför en åtgärd som webbplatsen måste lagra eller logga, kommer webbplatsen åt informationen och skriver den till databasen. Varje gång någon ens tittar på den webbplatsen läses den från databasen. Det skulle vara sällsynt att enheterna som lagrar den databasen inte skulle utföra flera uppgifter samtidigt.

Cache i SSD:er

SSD:er är inte lika långsamma som fysiska hårddiskar, så behöver de cache också? Kort sagt, det gör de. Medan cache på hårddiskar beter sig som RAM, fungerar cache på solid-state-enheter som dynamiskt slumpmässigt minne (DRAM). Det är mycket snabbare och håller jämna steg med SSD:erna.

Även om SSD:er är mycket snabbare än sina diskbaserade motsvarigheter, ger cache fortfarande fördelar. Solid-state-enheter använder fortfarande cache för att reglera input/output och ge något snabbare läs- och skrivåtkomst. Samtidigt har vissa SSD:er inte inbyggt DRAM. Det sparar på strömförbrukningen men tvingar drivenheterna att kompensera på andra sätt.

Köpa en Drive

Så cache spelar så klart roll. Cachen är inte lika viktig som de primära enhetsspecifikationerna, men du bör ändå ta hänsyn till det. Om din enhet kommer att köra flera uppgifter eller köras kontinuerligt, som i en server eller används för spelplattformar, leta efter större cachestorlekar. Du kommer att se mest nytta av det. Hemanvändare som letar efter en lagringsenhet för tillfällig användning behöver inte oroa sig så mycket för det. För SSD:er är vattnet lite grumligare, men det är fortfarande värt att överväga cache i din beslutsprocess. Andra faktorer kan dock lätt överskugga det.