Co je vyrovnávací paměť pevného disku a proč je potřeba? Algoritmus činnosti mezipaměti pevného disku Cache memory buffer memory

Normální operace operační systém a rychlý chod programů na počítači zajišťuje RAM. Každý uživatel ví, že počet úloh, které může počítač provádět současně, závisí na jeho objemu. Podobnou pamětí jsou vybaveny i některé počítačové komponenty, jen v menším množství. Tento článek se zaměří na mezipaměť. pevný disk.

Vyrovnávací paměť (neboli vyrovnávací paměť, vyrovnávací paměť) je oblast, kde jsou uložena data, která již byla načtena z pevného disku, ale ještě nebyla přenesena k dalšímu zpracování. Jsou tam uloženy informace, které systém Windows používá nejčastěji. Potřeba tohoto úložiště vznikla z důvodu velkého rozdílu mezi rychlostí čtení dat z disku a propustnost systémy. Další prvky počítače mají také podobnou vyrovnávací paměť: procesory, grafické karty, síťové karty atd.

Svazky mezipaměti

Neméně důležité, kdy výběr HDD má kapacitu vyrovnávací paměti. Obvykle jsou tato zařízení vybavena 8, 16, 32 a 64 MB, ale existují vyrovnávací paměti 128 a 256 MB. Mezipaměť se poměrně často přetěžuje a je třeba ji vyčistit, takže v tomto ohledu je vždy lepší více.

Moderní HDD jsou vybaveny především 32 a 64 MB cache pamětí (menší objemy jsou již vzácné). Obvykle to stačí, zejména proto, že systém má vlastní paměť, která spolu s RAM zrychluje provoz pevného disku. Je pravda, že při výběru pevného disku ne každý věnuje pozornost zařízení s největší velikostí vyrovnávací paměti, protože cena za takové je vysoká a tento parametr není jediný určující.

Hlavním úkolem cache paměti

Mezipaměť slouží k zápisu a čtení dat, ale jak již bylo zmíněno, není to hlavní faktor efektivity tvrdě pracovat disk. Zde je také důležité, jak je organizován proces výměny informací s bufferem a jak dobře fungují technologie, které zabraňují vzniku chyb.

Vyrovnávací paměť obsahuje data, která se používají nejčastěji. Načítají se přímo z mezipaměti, takže výkon se několikanásobně zvýší. Jde o to, že není potřeba fyzické čtení, které zahrnuje přímý přístup k pevnému disku a jeho sektorům. Tento proces je příliš dlouhý, protože se počítá v milisekundách, zatímco data se z vyrovnávací paměti přenášejí mnohonásobně rychleji.

Výhody mezipaměti

Cache je o rychlém zpracování dat, ale má i další výhody. Pevné disky s velkým úložištěm mohou výrazně vytížit procesor, což vede k jeho minimálnímu využití.

Vyrovnávací paměť je jakýmsi akcelerátorem, který zajišťuje rychlý a efektivní provoz HDD. Při spouštění softwaru má pozitivní vliv na častý přístup ke stejným datům, jejichž velikost nepřesahuje velikost vyrovnávací paměti. Pro práci je 32 a 64 MB pro běžného uživatele více než dostačující. Dále tato vlastnost začíná ztrácet svůj význam, protože při interakci s velkými soubory je tento rozdíl nevýznamný a kdo by chtěl přeplácet větší mezipaměť.

Zjistěte velikost mezipaměti

Pokud je velikost pevného disku hodnotou, kterou lze snadno zjistit, pak je situace u vyrovnávací paměti jiná. Ne každý uživatel se o tuto charakteristiku zajímá, ale pokud taková touha vznikne, je obvykle uvedena na obalu se zařízením. V opačném případě můžete tyto informace najít na internetu nebo použít volný program HD Tune.

Nástroj navržený pro práci s HDD a SSD, provádí spolehlivé mazání dat, vyhodnocuje stav zařízení, skenuje chyby a také poskytuje detailní informace o vlastnostech pevného disku.


V tomto článku jsme si vysvětlili, co je vyrovnávací paměť, jaké úkoly plní, jaké jsou její výhody a jak zjistit její kapacitu na pevném disku. Zjistili jsme, že je to důležité, ale není to hlavní kritérium výběr tvrdého disk, a to je pozitivní věc vzhledem k vysokým nákladům na zařízení vybavená velkým množstvím mezipaměti.

RAM zajišťuje normální fungování osobní počítač, stejně jako rychlé provádění programů a úloh. Jeho objem určuje, kolik úkolů může uživatel na svém počítači současně provádět. V počítači jsou některé prvky, které jsou také vybaveny pamětí. Podívejme se, co je vyrovnávací paměť (neboli mezipaměť), jaké jsou její úkoly, výhody a jak vypočítat požadovaný objem.

Mezipaměť je oblast pro dočasné ukládání dat. Zde se ukládají informace, které byly načteny z pevného disku, ale dosud nebyly přeneseny k dalšímu zpracování. Potřeba takového úložiště vznikla v důsledku zjištění velkého rozdílu mezi dobou, po kterou jsou data čtena, a propustností systému.

Další prvky PC mají také nějaký druh vyrovnávací paměti. Například tiskárna, která může přejít k další úloze, ale stále tiskne materiál, který byl dříve zadán. Grafické karty, síťové karty atd. mají také vyrovnávací paměť.

Hlavní technické vlastnosti cache jsou její kapacita a výkon. Moderní zařízení v takových časových charakteristikách, stejně jako objem pufru, se od sebe výrazně liší. Čím větší je vyrovnávací paměť, tím více informací obsahuje. To znamená, že počítač může produkovat výsledky bez častého přístupu k pevnému disku.

Zvyšuje se tak samotný výkon systému a nepřímo prodlužuje životnost pevného disku. To druhé závisí přímo na uživateli a na tom, jak a k čemu pevný disk používá. Pevný disk například vydrží déle, pokud budete filmy sledovat v prohlížeči, než abyste je stahovali přes torrent a otevírali pomocí přehrávače videa.

Svazky mezipaměti

Při výběru osobního počítače je důležité věnovat pozornost takovému ukazateli, jako je množství vyrovnávací paměti. Vzhledem k tomu, že je nutné jej pravidelně restartovat a vymazat, čím větší je mezipaměť, tím lépe. Moderní PA jsou vybaveny 8, 16, 32 a 64 MB, ale vyrovnávací paměti mají kapacitu 128 a 256 MB.

Přestože moderní notebooky a počítače jsou nejčastěji vybaveny velkou cache pamětí, menší jsou již vzácností. Při výběru zařízení uživatelé zřídka věnují pozornost tomuto indikátoru, protože přímo nezávisí na ceně. A také parametr není při výběru počítače klíčový. Zde musíte věnovat pozornost dalším indikátorům, protože obvykle vlastní paměť systému stačí k provádění operací.

Typy mezipaměti

Vyrovnávací paměť, která je umístěna na jednom pevném místě, se nazývá přímo mapovaná mezipaměť. Pokud se nachází kdekoli, pak se nazývá plně asociativní paměť. V tomto případě je objem vyrovnávací paměti zcela využit, po úplném zaplnění lze data smazat, ale vyhledávání informací je poměrně obtížné.

Kompromisní možností může být vícenásobná nebo částečně asociativní mezipaměť. V v tomto případě Buffer line jsou sloučeny do skupin. V tomto případě lze do libovolného řádku umístit blok, který odpovídá konkrétní skupině, a do tagu umístit odpovídající hodnotu. Funguje zde jakýsi princip asociativity, ale určitý blok spadá pouze do té či oné skupiny. To je do jisté míry podobné přímému mapovacímu bufferu.

Vícenásobný asociativní typ vyrovnávací paměti na disku je nejběžnější, protože má vysokou rychlost a dobré využití paměti. Ale zároveň je cache přímého mapování, která je levná a jednoduchá, svými vlastnostmi jen o něco horší.

hlavním úkolem

Vyrovnávací paměť je určena pro dočasné ukládání a čtení informací. Tento ukazatel však není hlavní při určování účinnosti pevného disku. Důležitý je také algoritmus pro výměnu dat s vyrovnávací pamětí a také to, jak dobře je odvedena práce, aby se předešlo chybám.

Vyrovnávací paměť obsahuje informace, které se používají nejčastěji. Současně se výkon několikrát zvýší, protože se načítá přímo z mezipaměti. Neexistuje žádný přímý přístup k pevnému disku a jeho sektorům, protože není potřeba fyzické čtení. Tento proces je poměrně dlouhý, měří se sice v milisekundách, ale data z vyrovnávací paměti lze získat mnohonásobně rychleji.

Výhody

Přestože hlavní výhodou vyrovnávací paměti je rychlé zpracování dat, existují i ​​další výhody. Pevný disk s velkou vyrovnávací pamětí může procesoru ulevit nebo jej využívat minimálně. Počítač tak nebude přetěžován a déle vydrží.

Cache je zároveň jakýmsi akcelerátorem, zajišťujícím efektivní a rychlý chod celého systému. Tím se zkracuje doba spouštění software, když jsou vyžadována data již obsažená v mezipaměti.

Běžnému uživateli na práci stačí 32 nebo 64 MB. Větší velikost ztrácí význam, protože při interakci s velkými soubory je tento rozdíl zanedbatelný. Navíc je nepravděpodobné, že někdo bude chtít přeplatit větší nárazník.

Jak zjistit velikost vyrovnávací paměti na vašem pevném disku?

Ne každého uživatele zajímá taková charakteristika, jako je velikost mezipaměti (na rozdíl od velikosti pevného disku). Informace jsou obvykle uvedeny na obalu zařízení. Data můžete také najít online nebo použít HD Tune, které je zdarma.

Je navržen tak, aby bezpečně smazal data, vyhodnotil stav zařízení a skenoval a opravoval chyby v systému. Kromě toho jej můžete použít k získání informací o pevném disku.

Chcete-li zjistit velikost vyrovnávací paměti v MB, musíte si stáhnout utilitu HD Tune a spustit ji. Dále na kartě „Informace“ musíte najít řádek nazvaný „buffer“, který ukáže, jak velká je mezipaměť nainstalovaná v tomto zařízení.

Odborníci poznamenávají, že pro běžný uživatel Vhodná je velikost PC 128 MB. Pokud počítač slouží primárně ke hrám, měli byste se zaměřit na větší velikost mezipaměti.

Pokud chcete vědět, co je mezipaměť pevného disku a jak funguje, tento článek je pro vás. Dozvíte se, co to je, jaké funkce plní a jak ovlivňuje chod zařízení a také výhody a nevýhody cache.

Porozumění mezipaměti pevného disku

Samotný pevný disk je poměrně pohodové zařízení. V porovnání s RAM, HDD pracuje o několik řádů pomaleji. To také způsobuje pokles výkonu počítače, když je nedostatek paměť s náhodným přístupem, protože nedostatek je kompenzován pevný disk.

Mezipaměť pevného disku je tedy druh paměti RAM. Je zabudován na pevném disku a slouží jako vyrovnávací paměť pro čtení informací a jejich následný přenos do systému a obsahuje také nejčastěji používaná data.

Podívejme se, proč je potřeba mezipaměť pevného disku.

Jak je uvedeno výše, čtení informací z pevného disku probíhá velmi pomalu, protože pohyb hlavy a nalezení požadovaného sektoru zabere spoustu času.

Je potřeba si ujasnit, že „pomalu“ máme na mysli milisekundy. A pro moderní technologie Milisekunda je hodně.

Proto, stejně jako mezipaměť pevného disku, ukládá data fyzicky načtená z povrchu disku a také čte a ukládá sektory, které budou pravděpodobně později požadovány.

To snižuje počet fyzických přístupů k disku a zároveň zvyšuje výkon. Pevný disk může fungovat, i když hostitelská sběrnice není volná. Přenosová rychlost se může u podobných požadavků zvýšit stokrát.

Jak funguje mezipaměť pevného disku?

Podívejme se na to podrobněji. Již máte přibližnou představu o tom, k čemu je mezipaměť pevného disku určena. Nyní pojďme zjistit, jak to funguje.

Představme si, že pevný disk obdrží požadavek na přečtení 512 KB informací z jednoho bloku. Potřebné informace se převezmou z disku a přenesou do mezipaměti, ale spolu s požadovanými daty se načte i několik sousedních bloků. Tomu se říká předběžné načítání. Když přijde nový požadavek na disk, mikrokontrolér jednotky nejprve zkontroluje přítomnost těchto informací v mezipaměti a pokud je najde, okamžitě je přenese do systému bez přístupu k fyzickému povrchu.

Protože je vyrovnávací paměť omezená, nejstarší bloky informací jsou nahrazeny novými. Toto je kruhová mezipaměť nebo kruhová vyrovnávací paměť.

Metody pro zvýšení rychlosti pevného disku pomocí vyrovnávací paměti

  • Adaptivní segmentace. Mezipaměť se skládá ze segmentů se stejným množstvím paměti. Vzhledem k tomu, že velikosti požadovaných informací nemohou být vždy stejné, bude mnoho segmentů mezipaměti použito iracionálně. Výrobci proto začali vyrábět cache paměti s možností měnit velikost segmentů a jejich počet.
  • Přednačtení. Procesor pevného disku analyzuje dříve požadovaná a aktuálně požadovaná data. Na základě analýzy přenáší informace z fyzického povrchu, které budou pravděpodobněji požadovány v příštím okamžiku.
  • Uživatelské ovládání. Pokročilejší modely pevné disky umožňují uživateli ovládat operace prováděné v mezipaměti. Například: deaktivace mezipaměti, nastavení velikosti segmentů, přepnutí funkce adaptivní segmentace nebo zakázání předběžného načítání.

Díky tomu má zařízení více vyrovnávací paměti

Nyní zjistíme, jakými kapacitami jsou vybaveny a co poskytuje mezipaměť na pevném disku.

Nejčastěji se můžete setkat s pevnými disky s velikostí mezipaměti 32 a 64 MB. Ale zbylo i 8 a 16 MB. Nedávno začali vyrábět pouze 32 a 64 MB. Výrazný zlom ve výkonu nastal, když se místo 8 MB začalo používat 16 MB. A mezi mezipamětí 16 a 32 MB již není žádný významný rozdíl, stejně jako mezi 32 a 64.

Běžný uživatel počítače nepozná rozdíl ve výkonu pevných disků s 32 a 64 MB cache. Je však třeba poznamenat, že mezipaměť pravidelně zažívá značné zatížení, takže je lepší zakoupit pevný disk s vyšší kapacitou mezipaměti, pokud máte finanční příležitost.

Hlavní výhody mezipaměti

Mezipaměť má mnoho výhod. Budeme zvažovat pouze ty hlavní:


Nevýhody mezipaměti

  1. Rychlost pevného disku se nezvýší, pokud jsou data na disky zapisována náhodně. To znemožňuje předběžné načítání informací. Tomuto problému lze částečně předejít, pokud jej budete pravidelně defragmentovat.
  2. Vyrovnávací paměť je k ničemu při čtení souborů větších, než se vejdou do mezipaměti. Takže při přístupu k souboru o velikosti 100 MB bude 64 MB cache zbytečná.

dodatečné informace

Nyní znáte pevný disk a jeho vliv. Co ještě potřebujete vědět? V současné době existuje nový typ disku – SSD (solid state). Místo diskových ploten používají synchronní paměť, jako jsou flash disky. Takové disky jsou desítkykrát rychlejší než klasické pevné disky, takže mít mezipaměť je zbytečné. Ale takové pohony mají také své nevýhody. Za prvé, cena takových zařízení roste úměrně s objemem. Za druhé, mají omezenou dobu cyklu pro přepisování paměťových buněk.

Existují také hybridní disky: SSD s běžným pevným diskem. Výhodou je poměr vysoké provozní rychlosti a velkého objemu uložených informací s relativně nízkou cenou.

Publikováno na pevném disku.

Neopomněli jsme ani rozhraní HDD, kde byly rozebrány hlavní vlastnosti a rozdíly SATA rozhraní a zastaralé IDE. A samozřejmě jsme nezapomněli, možná nejvíc hlavní charakteristika- Tento kapacita pevného disku.

V tomto materiálu budeme hovořit o zbývajících charakteristikách pevných disků, které nejsou méně důležité než výše uvedené.

Formát pevného disku

Na tento moment, jsou široce používány dva tvarové faktory pevných disků - 2,5 a 3,5 palce. Tvarový faktor do značné míry určuje rozměry pevných disků. Mimochodem, 3,5” pevný disk pojme až 5 ploten a 2,5” pevný disk až 3 plotny. Ale v moderní realitě to není výhoda, protože vývojáři sami určili, že instalace více než 2 desek v běžném vysoce výkonném pevné disky– nedoporučuje se. I když 3,5“ tvarový faktor se vůbec nehodlá vzdát a z hlediska poptávky suverénně převažuje nad 2,5“ v segmentu desktopů.


To znamená, že pro stolní systém má nyní smysl koupit pouze 3,5“, protože mezi výhody tohoto tvarového faktoru lze zaznamenat nižší náklady na gigabajt prostoru s větším objemem. Toho je dosaženo díky větší plotně, která při stejné hustotě záznamu pojme větší objem dat než 2,5”. Tradičně byl 2,5” vždy umístěn jako tvarový faktor pro notebooky, především kvůli jeho rozměrům.

Existují další tvarové faktory. Mnoho přenosných zařízení například používá 1,8” pevné disky, ale nebudeme se jimi podrobně zabývat.

Velikost mezipaměti pevného disku

Vyrovnávací paměť je specializovaná RAM, která funguje jako mezičlánek (buffer) pro ukládání dat, která již byla načtena z pevného disku, ale ještě nebyla přenesena přímo ke zpracování. Samotná přítomnost vyrovnávací paměti byla způsobena výrazným rozdílem v provozní rychlosti mezi zbytkem systémových komponent a pevným diskem.

Charakteristickým znakem mezipaměti HDD je objem. V současnosti jsou nejoblíbenější pevné disky s vyrovnávací pamětí 32 a 64 MB. Ve skutečnosti nákup pevného disku s velkým množstvím mezipaměti nezdvojnásobí výkon, jak by se na základě klasické aritmetiky mohlo zdát. Testování navíc ukázalo, že výhoda pevných disků s 64 MB mezipamětí se projevuje poměrně zřídka a pouze při provádění konkrétních úkolů. Pokud je to možné, vyplatí se pořídit si pevný disk s větší vyrovnávací pamětí, ale pokud to stojí za cenu značné ceny, pak to není parametr, na který byste se měli zaměřit jako první.

Čas náhodného přístupu

Indikátor doby náhodného přístupu pevného disku charakterizuje dobu, po kterou je zaručeno, že pevný disk provede operaci čtení kdekoli na pevném disku. Tedy v jakém časovém úseku se čtecí hlava dostane k nejvzdálenějšímu tvrdý sektor disk. To do značné míry závisí na dříve diskutovaných charakteristikách rychlosti vřetena pevného disku. Koneckonců, čím vyšší je rychlost otáčení, tím rychleji může hlava dosáhnout požadované stopy. V moderním pevné disky toto číslo se pohybuje od 2 do 16 ms.

Další vlastnosti HDD

Nyní stručně a stručně vyjmenujme zbývající vlastnosti pevných disků:

  • Spotřeba energie – pevné disky spotřebují velmi málo. Navíc je často indikována maximální spotřeba energie, ke které dochází pouze v mezistupních provozu při špičkovém zatížení. V průměru je to 1,5-4,5 W;
  • Spolehlivost (MTBF) – tzv. doba mezi poruchami;
  • Rychlost přenosu dat – z vnější zóny disku: od 60 do 114 Mb/s a z vnitřní zóny – od 44,2 do 75 Mb/s;
  • Počet operací vstupu/výstupu za sekundu (IOPS) – u moderních pevných disků je toto číslo asi 50/100 op/s, s náhodným a sekvenčním přístupem.


Podívali jsme se tedy na všechny charakteristiky pevných disků pomocí malé série článků. Mnoho parametrů se přirozeně prolíná a do jisté míry i ovlivňuje. Ale na základě informací o všech těchto parametrech si můžete modelovat budoucí zařízení pro sebe a při výběru jasně pochopit, který model by měl být ve vašem konkrétním případě preferován.


Ale takové hračky mohou pocházet z starý tvrdý disků, nebo spíše ze součástí pevného disku. Kola jsou například vyrobena z vřetenového motoru pevného disku, který pohání nápravu s čtecí hlavou.

Hodnocení 4,9 z 5. Hlasů: 379. Kategorie Vyberte počítačové vybavení

Pevný disk (pevný disk, HDD) je jednou z velmi důležitých součástí počítače. Koneckonců, pokud se porouchá procesor, grafická karta atd. Litujete pouze ztráty peněz nový nákup, pokud se vám porouchá pevný disk, riskujete ztrátu nenávratně důležitých dat. Rychlost počítače jako celku také závisí na pevném disku. Pojďme na to přijít jak vybrat správný pevný disk.

Úlohy pevného disku

Úkol pevný disk uvnitř počítače - ukládat a zobrazovat informace velmi rychle. Pevný disk je úžasný vynález počítačového průmyslu. Pomocí fyzikálních zákonů toto malé zařízení uchovává téměř neomezené množství informací.

Typ pevného disku

IDE - pro připojení ke starým základním deskám se používají zastaralé pevné disky.

SATA - vyměněno pevné disky IDE mají vyšší rychlost přenosu dat.

Rozhraní SATA jsou různé modely, liší se od sebe také rychlostí výměny dat a podporou různých technologií:

  • SATA má přenosovou rychlost až 150 Mb/s.
  • SATA II - má přenosovou rychlost až 300Mb/s
  • SATA III - má přenosovou rychlost až 600Mb/s

SATA-3 se začal vyrábět nedávno, od začátku roku 2010. Při nákupu takového pevného disku je třeba věnovat pozornost roku výroby vašeho počítače (bez upgradu), pokud je nižší než toto datum, nebude vám tento pevný disk vyhovovat! HDD - SATA, SATA 2 mají stejné propojovací konektory a jsou vzájemně kompatibilní.

Kapacita pevného disku

Nejběžnější pevné disky používané většinou uživatelů doma mají kapacitu 250, 320, 500 gigabajtů. Je jich ještě méně, ale 120, 80 gigabajtů je čím dál vzácnější a už se vůbec neprodávají. Aby bylo možné ukládat velké množství informací, jsou k dispozici pevné disky o velikosti 1, 2 a 4 terabajty.

Rychlost pevného disku a mezipaměť

Při výběru pevného disku je důležité věnovat pozornost jeho provozní rychlosti (otáčky vřetena). Na tom bude záviset rychlost celého počítače. Běžné otáčky kotoučů jsou 5400 a 7200 ot./min.

Objem vyrovnávací paměti (mezipaměť) - fyzická paměť pevný disk. Existuje několik velikostí takové paměti: 8, 16, 32, 64 megabajtů. Čím vyšší je rychlost paměti RAM pevný disk, tím rychlejší bude rychlost přenosu dat.

Ve vazbě

Před nákupem zkontrolujte, který z nich je pro vás vhodný základní deska: IDE, SATA nebo SATA 3. Podíváme se na charakteristiky rychlosti otáčení disku a množství vyrovnávací paměti, to jsou hlavní ukazatele, kterým je třeba věnovat pozornost. Díváme se také na výrobce a objem, který vám vyhovuje.

Přejeme příjemné nakupování!

Podělte se o svůj výběr v komentářích, pomůže to ostatním uživatelům učinit správnou volbu!