На что влияет буферная память жесткого диска

На что влияет буферная память жесткого диска

Что такое кэш память на жёстком диске

Нормальное функционирование операционной системы и быстрая работа программ на компьютере обеспечиваются оперативной памятью. Каждый пользователь знает, что от ее объема зависит количество задач, которые ПК может выполнять одновременно. Подобной памятью, только в меньших объемах, оснащаются и некоторые элементы компьютера. В данном материале речь пойдет о кэш-памяти жесткого диска.

Что такое кэш-память жёсткого диска

Кэш-память (или буферная память, буфер) – область, где хранятся данные, которые уже считались с винчестера, но еще не были переданы для дальнейшей обработки. Там хранится информация, которой ОС Windows пользуется чаще всего. Необходимость в этом хранилище возникла из-за большой разницы между скоростью считывания данных с накопителя и пропускной способностью системы. Подобным буфером обладают и другие элементы компьютера: процессоры, видеокарты, сетевые карты и др.

Объемы кэша

Немаловажное значение при выборе HDD имеет объем буферной памяти. Обычно эти устройства оснащают 8, 16, 32 и 64 Мб, но имеются буферы на 128 и 256 Мб. Кэш довольно часто перегружается и нуждается в чистке, так что в этом плане больший объем всегда лучше.

Современные HDD в основном оснащаются кэш-памятью на 32 и 64 Мб (меньший объем уже редкость). Обычно этого достаточно, тем более что у системы есть собственная память, которая вкупе с ОЗУ ускоряет работу жесткого диска. Правда, при выборе винчестера не все обращают внимание на устройство с наибольшим размером буфера, так как цена на такие высока, да и параметр этот не является единственным определяющим.

Главная задача кэш-памяти

Кэш служит для записи и чтения данных, но, как уже было сказано, это не основной фактор эффективной работы жесткого диска. Здесь важно и то, как организован процесс обмена информацией с буфером, а также, насколько хорошо работают технологии, предотвращающие возникновение ошибок.

В буферном хранилище содержаться данные, которые используются наиболее часто. Они подгружаются прямо из кэша, поэтому производительность увеличивается в несколько раз. Смысл в том, что нет необходимости в физическом чтении, которое предполагает прямое обращение к винчестеру и его секторам. Этот процесс слишком долгий, так как исчисляется в миллисекундах, в то время как из буфера данные передаются во много раз быстрее.

Преимущества кэш-памяти

Кэш занимается быстрой обработкой данных, но у него есть и другие преимущества. Винчестеры с объемным хранилищем могут значительно разгрузить процессор, что приводит к его минимальному задействованию.

Буферная память является своего рода ускорителем, который обеспечивает быструю и эффективную работу HDD. Она положительно влияет на запуск ПО, когда речь идет о частом обращении к одним и тем же данным, размер которых не превышает объема буфера. Для работы обычному пользователю более чем достаточно 32 и 64 Мб. Дальше эта характеристика начинает терять свою значимость, так как при взаимодействии с большими файлами эта разница несущественна, да и кому захочется сильно переплачивать за более объемный кэш.

Узнаем объем кэша

Если размер винчестера — величина, о которой несложно узнать, то с буферной памятью другая ситуация. Не каждый пользователь интересуется этой характеристикой, но если возникло такое желание, обычно ее указывают на упаковке с устройством. В противном случае можно найти эту информацию в интернете или воспользоваться бесплатной программой HD Tune.

Утилита, предназначенная для работы с HDD и SSD, занимается надежным удалением данных, оценкой состояния устройств, сканированием на наличие ошибок, а также дает подробную информацию о характеристиках винчестера.

    Скачиваем HD Tune и запускаем ее.


Переходим во вкладку «Info» и в нижней части экрана в графе «Buffer» узнаем о размере буфера HDD.

В этой статье мы рассказали, что такое буферная память, какие задачи она выполняет, каковы ее преимущества и как узнать ее объем на винчестере. Выяснили, что она важна, но не является основным критерием при выборе жесткого диска, а это — положительный момент, учитывая высокую стоимость устройств, оснащенных большим объемом кэш-памяти.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

6 шагов как выбрать жесткий диск

Жесткий диск предназначен для хранения информации, которая делится на две категории — программы и данные, которые эти программы используют. Специалисты рекомендуют хранить данные на одном диске, а операционную систему и программы — на другом. Для хранения данных нужно больше места, да и хранятся они долго. Для программ и операционной системы важен интерфейс и скорость доступа к данным, потому как от этого будет зависеть скорость работы программ.

Как выбрать жесткий диск? Какой жесткий диск лучше? Если ряд технических параметров, которые определяют этот выбор.

Шаг 1. Внешний или внутренний

Устройства делятся на внутренние и внешние жесткие диски. Внутренние устанавливаются в корпус компьютера и соединяются с материнской платой через шлейф. Носитель информации защищен металлическим корпусом, тогда как нижняя часть чаще всего открыта. Внешние имеют полностью защищенный корпус и подключаются к компьютеру через USB-интерфейс.
Если вам нужен винчестер для системы и программ, то берите внутренний. Они обеспечивают высокую скорость доступа к данным. Если речь идет о хранении информации, то лучше взять внешний. Скорость доступа меньше, но такой диск легко подключить к любому компьютеру, чего не скажешь о внутреннем диске.

Шаг 2. Форм-фактор

Под форм-фактором подразумевается размер в дюймах. Этот параметр имеет значение для внутреннего винчестера, поскольку слоты для размещения оборудования строго нормированы. Сегодня на рынке представлены два форм-фактора:

  • HDD 2.5 дюйма — применяются в ноутбуках, а также является распространенным форматом для внешних дисков;
  • HDD 3.5 дюйма — применяются в стационарных компьютерах.

Шаг 3. Интерфейс

Интерфейс — это тип разъема, соединяющий диск с материнской платой или компьютером, а также протокол, по которому идет обмен данных. Интерфейс определяет скорость передачи данных между устройство для хранения информации и процессором, памятью. Чем выше этот параметр, тем лучше, особенно если выбираете винчестер под систему. Распространенными интерфейсами являются:

  • Для внутренних дисков:
    • SATA II (3 Гб/с);
    • SATA III (6 Гб/с).
  • Для внешних дисков:
    • USB 2.0 (480 Мбит/с);
    • USB 3.0 (до 5 Гбит/с).

Шаг 4. Объем диска

Винчестер служит лет пять-семь и рано или поздно забивается под завязку. Поэтому скупится не стоит, все гигабайты пригодятся. Если бюджет ограничен, то для хранения данных берите как минимум 1000 Гб, а для системы и программ — не менее 500 Гб.

Шаг 5. Скорость вращения шпинделя

Скорость вращения шпинделя влияет на скорость записи и считывания данных. Чем она выше, тем лучше, но и тем дороже устройство. Для внутренних устройств оптимальна скорость вращения шпинделя 7200 об/с. Высокие скорости обойдутся дороже. Винчестеры с скоростью вращения шпинделя выше 5400 об/с шумят.

Для внешних этот показатель в большинстве случаев составляет 5400 об/c. Этого вполне достаточно.

Шаг 6. Объем буфера

Объем буфера жесткого диска или кэш — это встроенная память, предназначенная для хранения данных, к которым диск обращается чаще всего. Винчестеры оснащаются кэшем на 16, 32 и 64 мегабайта. Сильной разницы при работе вы не увидите, но лучше выбирать диск с кешем в 32-64 Мб.

Подведем итог. Для хранения информации подойдут высокоемкостные, от 1000 Мб, внешние накопители с USB-интерфейсами. Если речь идет о внутреннем диске, то на объеме также экономить не стоит, чем больше, тем лучше. Для дисков под систему и программы лучше подойдут высокоскоростные диски от 500 Гб, интерфейсом SATA III и скоростью вращения шпинделя 7200 об/c.

Смотрите видео, как поставить жесткий диск вместо дисковода

Буферная память: основные характеристики

Оперативная память обеспечивает нормальное функционирование персонального компьютера, а также быстрое выполнение программ и задач. От ее объема зависит, сколько задач одновременно сможет выполнять пользователь на своем компьютере. Есть в компьютере некоторые элементы, которые также оснащаются памятью. Рассмотрим, что такое буферная (или кэш) память, в чем заключаются ее задачи, преимущества и как рассчитать необходимый объем.

Что такое буферная память?

Кэш-память – это зона для временного хранения данных. Здесь хранится информация, которая была считана с жесткого диска, но еще не передана для последующей обработки. Потребность в таком хранилище возникла в результате выявления большой разницы между тем, за какой период времени считываются данные, и пропускной способностью системы.

Своего рода буфером обладают и другие элементы ПК. К примеру, принтер, который может переходить к выполнению следующей задачи, но при этом распечатывать материал, который был задан ранее. Также буферной памятью обладают видеокарты, сетевые карты и т.д.

Основными техническими свойствами кэша является его емкость и быстродействие. Современные устройства по таким временным характеристикам, а также объему буфера значительно отличаются друг от друга. Чем больший объем кэш-памяти, тем больше информации в нем помещается. А значит, компьютер может выдать результаты, не обращаясь к винчестеру часто.

Таким образом, увеличивается сама производительность системы, и косвенно продляется срок работы жесткого диска. Последнее зависит непосредственно от пользователя и то, как и для чего он использует винчестер. К примеру, винчестер прослужит дольше, если смотреть фильмы в браузере, а не качать через торрент и открывать с помощью видеоплеера.

Объемы кэша

При выборе персонального компьютера важно обратить внимание на такой показатель, как объем буферной памяти. Поскольку он периодически нуждается в перезагрузке и очищении, то чем больше по размерам будет кэш — тем лучше. Современные ПА оснащаются 8, 16, 32 и 64 Мб, но буферы имеют объем 128 и 256 Мб.

Хотя современные ноутбуки и компьютеры чаще всего оснащаются большим размером кэш-памяти, меньшая – уже редкость. При выборе устройства пользователи редко обращают внимание на этот показатель, поскольку он непосредственно не зависит от цены. А также параметр не является ключевым при выборе компьютера. Здесь нужно обращать внимание и на другие показатели, поскольку обычно собственной памяти системы вполне достаточно для выполнения операций.

Типы кэш-памяти

Буферная память, которая располагается в одном фиксированном месте, называется кэшем с прямым отображением. Если же она находится в любом месте, тогда называется полностью ассоциативной памятью. В таком случае полностью используется объем буфера, удалить данные можно после полного заполнения, но поиск информации достаточно затруднен.

Компромиссным вариантом может послужить кэш множественный или частично-ассоциативный. В данном случае строки буфера объединяются в группы. При этом блок, который соответствует определенной группе, может размещаться в любой строке, а соответствующее значение помещается в теге. Здесь действует своего рода принцип ассоциативности, но определенный блок попадает только в ту или иную группу. Это несколько схоже с буфером прямого отображения.

Множественный ассоциативный тип буферной памяти на диске наиболее распространен, так как обладает высокой скоростью и хорошей утилизационной памятью. Но при этом кэш прямого отображения, который отличается дешевизной и простотой, уступает лишь незначительно по своим характеристикам.

Главная задача

Буферная память предназначена для временного хранения и чтения информации. Но этот показатель не является основным при определении эффективности работы винчестера. Важным также является алгоритм обмена данных с буфером, а также насколько хорошо проводится работа над тем, чтобы предотвратить ошибки.

В буферном хранилище находится информация, которая используется чаще всего. Производительность при этом увеличивается в несколько раз, поскольку она подгружается непосредственно из кэша. Прямого обращения к жесткому диску и его секторам нет, так как отсутствует необходимость в физическом чтении. Этот процесс достаточно длительный, хотя и измеряется в миллисекундах, но данные из буфера можно получить в разы быстрее.

Преимущества

Несмотря на то, что главным преимуществом буферной памяти является быстрая обработка данных, есть еще и другие достоинства. Жесткий диск с объемным буфером может разгрузить процессор или минимально его задействовать. Таким образом, компьютер не будет перегружаться и прослужит дольше.

Также кэш является своего рода ускорителем, обеспечивающий эффективную и быструю работу всей системы. Это сокращает время запуска программного обеспечения, когда требуются данные, уже содержащиеся в кэше.

Обычному пользователю для работы вполне достаточно 32 или 64 Мб. Больший размер теряет значимость, поскольку при взаимодействии с файлами большими по объему это различие незначительно. К тому же переплачивать за более объемный буфер вряд ли кому-то захочется.

Как узнать объем буферной памяти на жестком диске?

Не каждый пользователь интересуется такой характеристикой, как объем кэша (в отличие от размера жесткого диска). Обычно информация содержится на упаковке к устройству. Также можно найти данные в сети или воспользоваться программой HD Tune, которая является бесплатной.

Она предназначена для надежного удаления данных, оценки того, в каком состоянии находится устройство, а также для сканирования и исправления ошибок в системе. Дополнительно можно через нее получить информацию о жестком диске.

Чтобы узнать объем буферной памяти в Мб, нужно скачать утилиту HD Tune и запустить ее. Далее во вкладке «Информация» нужно найти строку под названием «буфер», которая и покажет, какой по объему кэш установлен в данном устройстве.

Эксперты отмечают, что для обычного пользователя ПК подойдет размер в 128 Мб. Если же компьютер используется преимущественно для игр, стоит ориентироваться на размер кэша побольше.

На что влияет буферная память жесткого диска

Известно, что жесткие диски оснащаются собственной буферной памятью сравнительно небольшого объема. Буфер используется как встроенная кэш-память при выполнении операций чтения и записи, позволяя оптимизировать работу и минимизировать требующие существенного времени обращения к магнитным пластинам. Например, когда в буфере имеется свободное место, контроллер может временно поместить туда данные, которые необходимо записать, и подождать удобного момента, когда нет запросов от системы (хоста). Выполняя запросы на чтение, контроллер хранит последние считанные данные на случай, если хост запросит их повторно – тогда не потребуется еще раз обращаться к диску. Контроллер часто выполняет упреждающее чтение, пытаясь спрогнозировать следующие запросы хоста, и считанные таким образом данные также помещает в буфер. Получается, что буфер используется жестким диском постоянно, и его роль очень важна.

Производители жестких дисков всегда стремились нарастить объем буферной памяти. Сегодня это сделать легче, поскольку обычные микросхемы синхронной динамической памяти (SDRAM), а в жестких дисках применяются именно они, стоят совсем недорого. В конце 90-х годов настольные винчестеры оснащались буфером 512 KB, потом большинство моделей получило 2 MB памяти, а сегодня наиболее распространены винчестеры с буфером 8 MB. Впрочем, нет предела совершенству: компания WD обновила свою массовую линейку винчестеров Caviar SE, дополнив ее моделями Caviar SE16. Основное их отличие, как вы уже догадались, заключается в увеличенном вдвое объеме буферной памяти.

Казалось бы, чем больше объем буферной памяти, тем выше будет производительность жесткого диска. Контроллер больше данных сможет поместить в буфер, а значит, реже будет обращаться к магнитным пластинам. Впрочем, не все так просто, как кажется на первый взгляд.

Алгоритмы кэширования обычно используют метод ассоциативного поиска для определения, имеются ли требуемые данные в буфере. Чтобы увеличить объем хранимых в кэше данных, следует либо увеличить объем одного блока (строки кэша), либо увеличить количество строк. А это чревато появлением дополнительных проблем с ассоциативным поиском и обменом данными с кэшем.

Впрочем, для жесткого диска скорость кэширования не так важна, поскольку оно в любом случае ничтожно по сравнению с задержками при доступе к магнитному носителю. Другое дело, действительно ли контроллеру нужен дополнительный объем памяти. Вполне возможно, что жесткий диск не настолько загружен работой, чтобы полностью использовать весь доступный объем буфера. Например, при простом копировании и загрузке программ кэшировать ничего не нужно, так как данные считываются лишь однократно. Зато при работе в серверной среде, когда запросы поступают хаотично и непрерывно, большой буфер – существенный плюс для винчестера. Собственно, поэтому серверные винчестеры всегда оснащались буфером не менее 8 MB. Но в настольном компьютере важнее скорость чтения и доступа, чем эффективность буферизации.

(Правда, не будем забывать о технологии NCQ. C ее помощью винчестер может управлять очередью запросов, меняя порядок их обслуживания. Поскольку в этом случае характер доступа к носителю тоже меняется, дополнительная буферизация может помочь в улучшении производительности. Но увы – большинство пользователей до сих пор не знает, каким образом можно использовать NCQ, поскольку одной лишь поддержки со стороны винчестера тут недостаточно).

Получается, что большой объем буфера вряд ли окажет существенное влияние на общую скорость. Поставить микросхему более высокой емкости недостаточно для улучшения быстродействия. Разработчикам следует не только переработать микрокод, но и улучшить скорость чтения/записи носителя и пропускную способность интерфейса.

Caviar SE16. Особенности конструкции

Нам удалось сопоставить модель WD2500KS, входящую в линейку Caviar SE16, с моделью WD2000JS из «стандартной» линейки Caviar SE. Как оказалось, у них минимум отличий: маркировки гермоблока, разъемов, платы электроники совпадают. Даже версия микрокода одна и та же. Следовательно, разработчики из WD использовали прежнюю технологию, просто заменив одну микросхему памяти на другую.

Для тех, кто не в курсе особенностей жестких дисков WD, сообщим следующее. Этот производитель применяет только проверенные технологии и особенно заботится о защите дисков от повреждений. Конструкция гермоблока стандартная: массивный корпус и плоская верхняя крышка герметично соединены, на крышке сверху имеется вентиляционное отверстие. Но плата электроники по традиции перевернута микросхемами внутрь и прижата к корпусу, имеется термопроводящая прокладка. Подобный прием позволяет защитить микросхемы от перегрева и внешних воздействий. Разъемов питания два – стандартный 4-контактный и новый плоский, в соответствии с требованиями Serial ATA. Для защиты интерфейсного разъема Serial ATA от случайного отключения WD предлагает использовать специальный кабель SecureConnect, имеющий защелки.

Серия Caviar SE16 выпускается только с поддержкой интерфейса Serial ATA. Причем контроллер жесткого диска поддерживает «вторую скорость» 3 GB/s (300 MB/s). Другие технологии, в частности, NCQ, пока не реализованы – тут WD отстает от других производителей.

Заявленные параметры жестких дисков WD Caviar SE/SE16

Что такое размер буфера жесткого диска и почему он имеет значение?

Мы часто видим размер «HD Buffer» или «HD Cache» на жестких дисках с другими их характеристиками. Многие пользователи не знакомы с этой частью спецификации и часто игнорируют ее при покупке. В этой статье мы проинформируем вас о функциональности и необходимости данной спецификации.

ПК представляют собой сложные машины, заполненные десятками мелких компонентов, которые работают вместе. От вашего процессора и графического процессора до жесткого диска и памяти, каждый маленький кусочек вашего настольного компьютера или ноутбука должен объединяться для выполнения операций и приложений. Каждый, кто работал с аппаратным обеспечением ПК, знает самое важное характеристики жесткого диска, такие как емкость, скорость чтения / записи и скорость диска. Однако есть менее известная и часто упускаемая из виду функция, которая может реально повлиять на скорость вашего жесткого диска: размер вашего кэша. Давайте кратко рассмотрим, что такое дисковый кеш и как он работает.

Критический размер дискового буфера?

Ответ не простой и зависит от ситуации. В некоторых случаях размер буфера может быть полезен, но его использование часто ограничивается конкретной ситуацией. Всякий раз, когда пользователь записывает большие файлы, скорость передачи ограничивается скоростью вращения шпинделя, и кэш-память никак не увеличивает ее, поэтому в этом случае размер кэш-памяти становится ненужным.

Однако если вы переносите небольшие файлы, размер которых меньше размера кэша, проигрыватель намеренно меняет порядок файлов, чтобы повысить эффективность, и скорость передачи увеличивается. Поэтому размеры буферного кэша не могут быть полностью удалены из уравнения и постоянно увеличиваются в будущих дисках.

Исправление обновления января 2020 года:

Мы рекомендуем вам попробовать этот новый инструмент. Он исправляет множество компьютерных ошибок, а также защищает от таких вещей, как потеря файлов, вредоносное ПО, сбои оборудования и оптимизирует ваш компьютер для максимальной производительности. Это исправило наш компьютер быстрее, чем делать это вручную:

  • Шаг 1: Скачать PC Repair & Optimizer Tool (Windows 10, 8, 7, XP, Vista — Microsoft Gold Certified).
  • Шаг 2: Нажмите «Начать сканирование”, Чтобы найти проблемы реестра Windows, которые могут вызывать проблемы с ПК.
  • Шаг 3: Нажмите «Починить все», Чтобы исправить все проблемы.


(дополнительное предложение для Advanced System Repair Pro -> Cайт | Лицензионное соглашение | Политика Kонфиденциальности | Удалить)

Если вы хотите купить жесткий диск и не уверены, какие спецификации вы хотите принять во внимание, первым приоритетом должен быть «RPM», который определяет скорость чтения / записи жесткого диска. Во-вторых, вам следует беспокоиться о цене, по которой вы получаете этот диск, если разница в цене между двумя дисками значительна, а разница только в размере буфера, то вы получите самый дешевый, потому что вы почти не заметите разницы между два.

Как это работает?

Часть оперативной памяти используется для ускорения доступа к данным на жестком диске. Память может быть частью самого жесткого диска (иногда называемой кешем или буфером жесткого диска) или универсальной памятью на компьютере, зарезервированной для использования жестким диском (иногда называемой кешем для дискет). Кэши жестких дисков более эффективны, но также намного дороже и, следовательно, меньше. Почти все современные жесткие диски содержат небольшое количество внутреннего кэша.

Кэш дискеты работает, храня самые последние восстановленные данные в кэш-памяти RAM. Когда программе необходимо получить доступ к новым данным, операционная система сначала проверяет, находятся ли данные в кэше, а затем читает их с жесткого диска. Поскольку компьютеры могут получать доступ к данным ОЗУ гораздо быстрее, чем с жесткого диска, кэширование диска может значительно повысить производительность. Многие системы кеширования также пытаются предсказать, какие данные будут запрошены далее, чтобы иметь возможность кэшировать эти данные на ранней стадии.

Хотя кэширование повышает производительность, существует некоторый риск. В случае сбоя компьютера (например, из-за сбоя питания) система может не успеть скопировать кэш на диск. В этом случае любые изменения, внесенные в данные, будут потеряны. Однако, как правило, система кэширования часто обновляет жесткий диск, поэтому даже если вы потеряете данные, их будет немного. Кэши, которые работают таким образом, называются кэшами восстановления. Другой тип кеша жесткого диска, называемый кешем записи, исключает риск потери данных, поскольку он кэширует данные только для операций чтения; Записи всегда отправляются непосредственно на жесткий диск.

CCNA, веб-разработчик, ПК для устранения неполадок

Я компьютерный энтузиаст и практикующий ИТ-специалист. У меня за плечами многолетний опыт работы в области компьютерного программирования, устранения неисправностей и ремонта оборудования. Я специализируюсь на веб-разработке и дизайне баз данных. У меня также есть сертификат CCNA для проектирования сетей и устранения неполадок.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

тринадцать + восемь =

Adblock
detector