PCs sind komplizierte Maschinen, die mit Dutzenden kleinerer Komponenten gefüllt sind und alle zusammenarbeiten. Jeder, der mit PC-Hardware gearbeitet hat, kennt die wichtigsten Festplattenspezifikationen wie Kapazität, Lese- / Schreibgeschwindigkeit und Plattendrehzahl. Es gibt jedoch eine weniger bekannte und häufig übersehene Funktion, die sich auf die Geschwindigkeit und Leistung Ihrer Festplatte auswirkt. Die Funktion wird als Festplatten-Cache bezeichnet. Werfen wir einen kurzen Blick auf was Festplatten-Cache und SSD-Cache ist und wie es funktioniert.
Was ist der Festplatten-Cache?
Der Festplatten-Cache wird häufig als Festplattenpuffer bezeichnet. Durch diesen Namen wird sein Zweck ein wenig c. Es fungiert als temporärer Speicherplatz, während die Festplatte Daten liest und in den permanenten Speicher auf den Platten schreibt.
Sie können sich den Cache einer Festplatte so vorstellenArbeitsspeicher(RAM), das speziell für die Festplatte entwickelt wurde. Festplatten verfügen über integrierte Mikrocontroller, die die ein- und ausgehenden Daten steuern und verarbeiten, ähnlich wie eine CPU. Der Cache arbeitet mit dem Mikrocontroller zusammen, um Speicher während der Verarbeitung zu speichern.
Sie können sich den Festplatten-Cache auch als Pufferung beim Streamen von Inhalten vorstellen. Jeder hat sich mit dem Streamen eines Videos über eine langsame Verbindung befasst. Der Videoplayer wartet vor oder während der Wiedergabe, um Daten zu erfassen, damit er das Video im Verlauf reibungsloser wiedergeben kann. Mit dem Festplatten-Cache kann eine Festplatte beim Lesen und Schreiben von Daten dasselbe tun.
Wie funktioniert es?
Wenn die Festplatte Daten liest und schreibt, werden sie von den Platten gezogen. Sehr oft arbeitet eine Festplatte wiederholt mit denselben Daten, da die Person, die den Computer verwendet, normalerweise an einer oder zwei Aufgaben gleichzeitig arbeitet. Das Festplattenlaufwerk (HDD) enthält Daten in seinem Cache, die Sie oder Ihre Programme am häufigsten verwenden, und macht es in letzter Zeit nicht mehr erforderlich, sie jedes Mal von den Platten zu ziehen, wenn die Daten benötigt werden. Diese Aktion beschleunigt die Leistung des Laufwerks.
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Vorher und hinterher lesen
In der Regel erfasst eine Festplatte nicht nur die benötigten Daten. Es liest auch die Daten um ihn herum. Festplatten sind nicht effizient. Die sich drehenden Platten und Lese- / Schreibköpfe sind von Natur aus durch physisch bewegliche Teile begrenzt, die viel langsamer sind als Solid-State-Laufwerke ohne bewegliche Komponenten. Daher versuchen Festplatten, dies durch Raten zu kompensieren.
Wenn ein Benutzer oder ein Programm Daten anfordert (erinnert mich an Tron), liest die Festplatte diese Daten und die Daten um sie herum vom Plattenteller und speichert sie alle im Puffer. Da die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass die Umgebungsdaten ähnlich sind, geht das Laufwerk davon aus, dass der Benutzer oder Prozess bald auch die Umgebungsdaten anfordern wird.
Abenddatenfluss
Es gibt verschiedene Schritte zum Abrufen von Daten von einer Festplatte. Jeder von ihnen braucht Zeit und sie werden selten synchronisiert. Das Übertragen von Daten von der Festplatte über SATA erfolgt normalerweise viel schneller, als das Laufwerk Daten lesen und auf die Platten schreiben kann. Der Plattenpuffer wird häufig verwendet, um diesen Datenfluss auszugleichen und den Prozess wesentlich reibungsloser zu gestalten.
Minimierung der Wartezeiten beim Schreiben
Auch hier sind Festplatten langsam. Sie sind aufgrund ihrer physisch beweglichen Teile wahrscheinlich der zeitaufwändigste Teil eines Computers. Das Schreiben von Daten ist für den Benutzer normalerweise schmerzhaft.
Der Cache beschleunigt die Datenschreibprozesse, indem er den Rest des Computers virtuell zum Narren hält. Eine Festplatte nimmt Daten in ihren Cache auf und beginnt mit dem Schreiben. Anstatt darauf zu warten, alle Daten auf die Platten zu schreiben, signalisiert die Festplatte dem Computer, dass dies der Fall ist. Der PC oder Mac sendet entweder weiterhin weitere Daten oder geht zu anderen Aufgaben über, da er glaubt, dass der Vorgang abgeschlossen ist. Auf diese Weise kann der Computer als Ganzes mit dem nächsten Ereignis fortfahren.
Es gibt jedoch einen Nachteil. Während die Festplatte versucht, ihr Versprechen, die Daten zu schreiben, einzuhalten, kann sie verloren gehen. Wenn der Computer plötzlich ausgeschaltet wird, werden alle im Cache gespeicherte Daten wird verschwinden. Der Cache ist wie der RAM ein flüchtiger Speicher.
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Beschleunigen Sie Ihre Festplatte
Der Cache ist nicht gleichbedeutend mit einer schnelleren Laufwerksleistung für einzelne Aufgaben direkt. Es ist nicht so, dass sich das Laufwerk schneller bewegt. Mit einem Festplattenpuffer kann eine Festplatte jedoch viel effizienter Multitasking ausführen, und es besteht die Möglichkeit, dass Sie dies benötigen.
Es ist selten, dass ein Laufwerk nur eine Aufgabe ausführt oder jeweils nur mit einem Prozess interagiert. Festplattenbasierte Festplatten sind in modernen PCs immer noch bekannte Speichergeräte. Solid-State-Laufwerke (SSDs) ersetzen diese Festplattenlaufwerke (HDDs) jedoch nach und nach. Selbst bei einer einzelnen Aufgabe müssen möglicherweise mehrere Programme gleichzeitig auf diesen Speicher zugreifen. Möglicherweise arbeiten Sie mit zwei oder mehr Dateien gleichzeitig von Ihrem Speicherlaufwerk.
Server sind ein weiterer Bereich, in dem der Cache auf Festplatten von entscheidender Bedeutung ist. Server-Festplatten werden immer mehrere Dinge tun. Stellen Sie sich eine Datenbank hinter einer Website vor. Jedes Mal, wenn ein Benutzer eine Aktion ausführt, die die Website speichern oder protokollieren muss, greift die Site auf die Informationen zu und schreibt sie in die Datenbank. Jedes Mal, wenn jemand diese Website anzeigt, liest er sie aus der Datenbank. Es ist selten, dass die Laufwerke, auf denen diese Datenbank gespeichert ist, nicht mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen.
Cache in SSDs
SSDs sind nicht so langsam wie physische Festplatten. Benötigen sie also auch Cache? Kurz gesagt, sie tun es. Während sich der Cache auf Festplatten wie RAM verhält, dient der Cache auf Solid-State-Laufwerken als dynamic Direktzugriffsspeicher(DRAM). Es ist viel schneller und hält mit den SSDs Schritt.
Obwohl SSDs viel schneller sind als ihre festplattenbasierten Gegenstücke, bietet der Cache dennoch Vorteile. Solid-State-Laufwerke verwenden weiterhin den Cache, um die Ein- / Ausgabe zu regulieren und einen etwas schnelleren Lese- und Schreibzugriff bereitzustellen. In der Zwischenzeit verfügen einige SSDs nicht über einen integrierten DRAM. Dies spart Strom, zwingt die Laufwerke jedoch dazu, dies auf andere Weise zu kompensieren.
Ein Laufwerk kaufen
Der Cache spielt also offensichtlich eine Rolle. Der Cache ist nicht so wichtig wie die Spezifikationen des primären Laufwerks, aber Sie sollten ihn trotzdem berücksichtigen. Wenn Ihr Laufwerk Multitasking ausführen oder kontinuierlich ausgeführt werden soll, z. B. auf einem Server oder für Spieleplattformen, suchen Sie nach größeren Cache-Größen. Sie werden den größten Nutzen daraus ziehen. Heimanwender, die nach einem Speicherlaufwerk für den gelegentlichen Gebrauch suchen, müssen sich nicht so viele Sorgen machen. Bei SSDs ist das Wasser etwas trüber, aber es lohnt sich immer noch, den Cache in Ihrem Entscheidungsprozess zu berücksichtigen. Andere Faktoren können es jedoch leicht überschatten.
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