21 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое кэш память жесткого диска и для чего она нужна

Что такое кэш память жесткого диска и для чего она нужна

Кэш память или как ее называют буферная память жесткого диска. Если вы не знаете что это, то мы с радостью ответим на данный вопрос и расскажем обо всех имеющихся особенностях. Это особый вид оперативки, выступающий в качестве буфера для хранения ранее считанных, но еще не переданных данных для их дальнейшей обработки, а также для хранения информации, к которой система обращается чаще всего.

Необходимость в транзитном хранилище появилась из-за значительной разницы между пропускной способности системы ПК и скорости считывания данных с накопителя. Также кэш-память можно встретить на других устройствах, а именно в видеокартах, процессорах, сетевых картах и прочих.

  1. Какой бывает объем и на что он влияет
  2. Предназначение
  3. Основные преимущества
  4. Как узнать текущий объем кэша
  5. В этом видео разобран весь принцип работы

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.

Не всегда. Теоретически, чем больше кэш, тем меньше система обращается к диску — необходимые данные доступны в буферной памяти. Однако здесь стоит учитывать, что производители накопителей ограничивают объём кэша 256 Мб. Если компьютер используется для обработки больших файлов, то размер буферной памяти становится неважным — информация всё равно не помещается на микросхемах, так что прирост производительности будет минимальный.

Если же система занимается в основном обработкой небольших файлов, которые помещаются в объёме 256 Мб, то действительно имеет смысл брать диск с большим буфером. Но и здесь важно не переплатить за ненужные мегабайты. Расклад примерно такой:

  • Для игр — 256 Мб.
  • Для домашнего медиацентра — 128 Мб.
  • Для сёрфинга в интернете, работы в офисных приложениях — 32-64 Мб.
Читать еще:  Сильно нагревается процессор что делать

Стоимость жёстких дисков меняется в зависимости от размера кэша. Поэтому перед покупкой нужно определиться, для каких целей будет использоваться система. Это поможет не переплатить за мегабайты буферной памяти, которые не принесут никакой пользы с точки зрения производительности.

Время произвольного доступа

Показатель времени произвольного доступа жесткого диска характеризует время, за которое винчестер гарантированно проведет операцию чтения в любом месте жесткого диска. То есть за какой промежуток времени, головка чтения сможет добраться до самого отдаленного сектора жесткого диска. Это, в большей мере, зависит от ранее рассмотренной характеристики скорости вращения шпинделя жесткого диска. Ведь, чем больше скорость вращения, тем быстрее головка может добраться до нужной дорожки. В современных жестких дисках этот показатель составляет от 2 до 16 мс.

НАКОПИТЕЛИ

Выбираем жёсткий диск

Если сравнить достижения в области развития жёстких дисков с видеокартами или центральными процессорами, то легко можно заметить, что широкая публика, в общем-то, не осведомлена о каких-либо технологиях. Рынок жёстких дисков кажется скучным, но это только на первый взгляд. На самом деле, рынок жёстких дисков постоянно движется вперёд, плотность записи и производительность продолжают увеличиваться. Впрочем, за исключением ёмкости, уследить за этим прогрессом среднему потребителю сложно. Даже эксперты иногда не могут различить два похожих жёстких диска, если бы не этикетка с характеристиками, хотя их производительность может сильно отличаться . Если сравнивать жёсткие диски со схожими техническими спецификациями, скажем, винчестеры в одной линейке, измеряемая разница всё равно есть.

Мы специально упомянули «измеряемую» разницу, поскольку вряд ли вы сможете отличить «на глаз» жёсткие диски Hitachi и Western Digital, если они работают в одинаковых системах (мы имеем в виду последние поколения). Заметные отличия существуют, скажем, между жёстким диском Western Digital Raptor на 10 000 об/мин и обычным винчестером на 7 200 об/мин, или между конфигурацией RAID 0 и одиночным жёстким диском, но между накопителями на 7 200 об/мин для массового рынка вы вряд ли ощутите какую-либо разницу по производительности, за исключением нюансов. Впрочем, другие различия, конечно, есть: разные ёмкости, разные размеры кэша, интерфейсы Serial ATA или UltraATA.

В нашей статье мы рассмотрим все параметры жёстких дисков, которые так или иначе влияют на производительность. Сюда относятся форм-фактор HDD, диаметр и число пластин, технология и плотность записи, скорость вращения и время доступа, интерфейс и объём кэш-памяти. Мы рассмотрим линейку жёстких дисков Seagate Barracuda 7200.10, сравним технически идентичные жёсткие диски с разной ёмкостью, размерами кэша и интерфейсами (Serial ATA против UltraATA). Вы, наверное, будете удивлены, узнав, что самая ёмкая модель отнюдь не является самой быстрой, да и 16 Мбайт кэша помогают не всегда.

Внутреннее строение жёсткого диска

Винчестеры используют одну или больше магнитных пластин с концентрическими дорожками. Они записываются от наружной стороны к внутренней, запись производится с помощью магнитного поля, которое изменяет ориентацию мелких частиц — магнитных доменов. Перемещающийся механический привод используется для позиционирования головок чтения/записи на пластине. Если пластин несколько, то и головок чтения/записи на приводе тоже несколько (по одной на каждую сторону пластины). Привод перемещает головки подобно проигрывателю грампластинок, достигая внешних или внутренних дорожек. Для хранения данных используется как верхняя, так и нижняя сторона пластин.

Биты данных собираются в так называемые секторы, которые, в свою очередь, составляют кластеры. Кластер — это минимальная логическая единица для хранения данных. В зависимости от файловой системы (Windows использует NTFS или FAT32), размер кластера может меняться. Чем больше кластер, тем выше будет последовательная пропускная способность, но вы будете быстро терять доступную ёмкость, если средний размер файла будет намного меньше размера кластера.

Форм-фактор и высота

Снаружи самым очевидным различием между жёсткими дисками является и форм-фактор, который зависит от диаметра пластин. Настольные жёсткие диски используют 3,5″ пластины, а мобильные — 2,5″. Жёсткие диски уровня предприятия внешне могут выглядеть как 3,5″ модели, но на самом деле они могут использовать пластины меньшего диаметра, чтобы обеспечить высокую скорость вращения. Жёсткие диски для ультрапортативных устройств часто используют пластины диаметром всего 1,8″, а микро-приводы собираются на 1″ и 0,8″ пластинах.

Жёсткие диски форм-фактора 3,5″ обычно имеют высоту 1″, которой хватает для установки вплоть до пяти пластин. Жёсткие диски для ноутбуков построены на дизайне с одной или двумя пластинами и имеют высоту 9,5 или 12,5 мм, хотя последние подходят далеко не для всех ноутбуков. Если взглянуть в сторону 1″ и 0,8″ жёстких дисков, то здесь заметна тенденция в направлении собственных решений и высот, поскольку накопители часто оптимизируются под нужды клиентов.

Какой выбрать жесткий диск

Все зависит от того, чем вы будете заниматься на своем компьютере. Лучше всего если на вашем компьютере будет не один жесткий диск, а два или даже три. Как установить такой диск, читайте здесь. На основном диске у вас будет операционная система, а на остальных лучше хранить свои данные.

Обычно места на жестком диске катастрофически не хватает. Не думайте, что вы один такой. Сейчас я даже удивляюсь, как мне когда-то хватало 10 ГБ. Самое обидное, что все файлы нужны и дороги, и удалять что-либо совсем не хочется.

Читать еще:  Mtklogger на андроиде что это

У любого прибора есть свои параметры и ресурсы, и жесткий диск компьютера не исключение. Если вы просто придете в магазин и попросите диск, то вам могут посоветовать совсем не то, что необходимо, а скорее всего то, что подороже. Зачем переплачивать, если можно на оставшиеся деньги взять ту же память или блок питания.

ГДЕ ЕЩЕ МОЖНО ХРАНИТЬ СВОИ ДАННЫЕ КРОМЕ ЖЕСТКОГО ДИСКА

Раньше можно было записать свои данные на «болванку» (CD или DVD-диск) и спать спокойно. Сейчас же у всех на компьютерах столько информации, что все переписать на компакт-диск уже нет никакой возможности. В лучшем случае можно переписать что-нибудь самое важное.

И все равно это не очень удобно. Не будешь же носить с собой целый портфель с CD или DVD-дисками и вставлять один за другим в дисковод, чтобы найти нужную информацию.

Можно купить небольшой по размерам, но большой по объему внешний USB-жесткий диск и носить его с собой. Но, опять же нет гарантии, что он когда-нибудь не «глюкнет». И тогда «прощай» ценная информация. У меня недавно так и было. Но, сейчас не об этом.

Внешний жесткий диск 2,5′

Емкость (объем) жесткого диска

Под операционную систему большой объем диска не нужен. Так как сейчас в продаже минимальный объем диска 500 ГБ, то этого вам хватит за глаза. А вот другой диск, если вы постоянно что-то качаете с интернета, надо брать как можно большего объема.

Частота вращения шпинделя

Под операционную систему нужен диск с хорошей скоростью вращения шпинделя. При маленькой скорости ваша операционная система будет тормозить, какая бы память не была, и какой бы микропроцессор ни был шустрый.

Все должно быть в комплексе. Иначе вы выбросите «деньги на ветер». Экономить на жестком диске нельзя!

Современные жесткие диски (HDD) 2,5 и 3,5» имеют скорость вращения шпинделя 5400 или 7200 Об/мин. Чем выше скорость оборотов шпинделя, тем выше скорость работы диска.

Для домашнего компьютера скорость жесткого диска, на котором будет установлена операционная система, графические программы и ваши игры, должна быть не меньше 7200 об/минуту.

Если вы покупаете диск для офиса, то хватит и 5400 об/мин. Эта же скорость подойдет и для хранения данных, т.е. второго жесткого диска, тем более, что он дешевле.

Есть накопители с интерфейсом SAS или SCSI, со скоростью 10000 и 15000 оборотов в минуты, но они используются для серверов, и стоят не дешево.

Жесткий диск SCSI

Но если у вас старый компьютер и жесткий диск IDE, то тут выбор не большой, и о хорошей скорости шпинделя диска можете забыть. Да и найти такой диск уже проблематично.

Как определить старый жесткий диск или нет

Если у Вашего диска широкий шлейф, то это интерфейс IDE. В новых компьютерах они уже не используются, и скорость у этих дисков небольшая.

Кабель для подключения IDE-диска

В новых компьютерах устанавливаются жесткие диски с интерфейсом SATA, SATA 2 и SATA 3.

Кабель для подключения SATA-диска

Скорость передачи данных диска SATA на 50 % выше, чем у диска IDE.

Диски SATA, SATA 2 и SATA 3 взаимозаменяемы. Зато скорость передачи данных у SATA 3 гораздо лучше, чем у SATA.

Обратите внимание, что кабель для диска SATA и SATA2 не подходят для диска SATA3. У них частотные характеристики разные, хотя разъемы одинаковые и работать они все равно будут. Шлейф (кабель) для SATA3 более толстый и обычно черный.

Так же важно знать какой тип жесткого диска SATA поддерживает ваша материнская плата, иначе диск будет работать не на полную мощность. Но это не критично. А вот если материнская плата очень старая, то диск SATA она может и вовсе не поддерживать, т.е. на ней не будет разъема для него.

Размер буфера или объем кэш памяти

Следующим пунктом для выбора диска является объем кэш памяти (буферная память). Существует объем кэш-памяти 8, 16, 32, 64 и 128 Мб. Чем выше цифра, тем лучше скорость обработки данных.

Для хранения данных подойдет 16 Мб, а под систему лучше покупать от 32 Мб. Если вы занимаетесь графикой, то для таких программ, как фотошоп и автокад лучше брать жесткий диск с кэш памятью – 64 или 128 Мб, тем более, что разница в цене между ними не значительная.

Средняя скорость линейного чтения

Линейная скорость чтения означает скорость непрерывного считывания данных с поверхности пластин (HDD) и является главной характеристикой, отражающей реальное быстродействие диска. Она измеряется в мегабайтах в секунду (Мб/с).

Современные HDD диски с интерфейсом SATA имеют среднюю линейную скорость чтения от 100 до 140 Мб/с.

Скорость линейного чтения HDD дисков зависит от плотности записи данных на магнитную поверхность пластин и качества механики диска.

Время доступа

Это скорость, с которой диск находит требуемый файл после обращения к нему операционной системы или какой-либо программы. Измеряется в миллисекундах (мс). Этот параметр оказывает большое влияние на быстродействие диска при работе с маленькими файлами и не большое – при работе с большими.

Жесткие диски имеют время доступа от 12 до 18 мс. Хорошим показателем является время доступа 13-14 мс (зависит от качества (точности) механики диска).

Советы по жестким дискам

Сейчас есть в продаже новые жесткие диски – SSD состоящие из одних микросхем, но они очень дорогие и поэтому не предназначены для хранения данных. Они хороши только для работы программ. Диски SSD не имеют шпинделя, поэтому совершенно бесшумные, не нагреваются, и очень быстрые.

Читать еще:  Vrm temperature что это

И самое важное! Старайтесь не устанавливать жесткие диски впритык друг к другу. Лучше если вокруг них будет побольше пространства, т.к. в процессе работы они сильно нагреваются и могут от перегрева выйти из строя.

А еще лучше, особенно летом – охлаждать их, открыв крышку компьютера и направив на них вентилятор. Перегрев для жесткого диска так же губителен, как и для видеокарты и микропроцессора.

У любой фирмы производителя дисков, есть диски подороже и подешевле. Но это не значит, что фирмы халтурят. Просто одна продукция для бюджетников, а вторая для более обеспеченных. И те и другие диски сделаны на совесть, но детали из разных материалов, у которых разные сроки износа.

Производители жестких дисков

Основными производителями жестких дисков (HDD) являются:

Fujitsu – японская компания, ранее славящаяся высоким качеством своей продукции, в настоящее время представлена небольшим количеством моделей и не пользуется большой популярностью.

Hitachi – японская компания, как ранее, так и сейчас отличается стабильным качеством жестких дисков.Приобретая жесткий диск Hitachi вы не прогадаете, получив хорошее качество за приемлемую цену.

Samsung – эта корейская компания. На сегодняшний день компания Samsung производит самые быстрые и качественные HDD диски. Цена на них может быть немного выше, чем у конкурентов, но оно того стоит.

Seagate – американская компания, пионер в области технологий. Сейчас качество жестких дисков этой компании, к сожалению, оставляет желать лучшего.

Toshiba – японская компания. Сейчас представлена небольшим количеством моделей на нашем рынке. В связи с этим возможны проблемы в сервисном обслуживании таких производителей.

Western Digital (WD) – американская компания, специализирующаяся именно на производстве жестких дисков. В последнее время, диски этой компании не выделяются выдающимися характеристиками, и очень шумные.

Лучше выбирать между Samsung или Hitachi, как наиболее качественными, быстрыми и стабильными.

Итак, главные характеристики жестких дисков:

  • Скорость шпинделя
  • Емкость HDD
  • Объем кэш-памяти
  • Средняя скорость линейного чтения
  • Уровень шума
  • Производитель

Теперь вы знаете, какой выбрать жесткий диск. К сожалению, в магазинах не всегда есть выбор, поэтому я предпочитаю заказывать в интернете. В больших городах выбор побольше. Поэтому не поленитесь и изучите главные их характеристики.

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).

Принцип работы жесткого диска

HDD по сути является накопителем, на котором хранятся все пользовательские файлы, а также сама операционная система. Теоретически без этой детали можно обойтись, но тогда ОС придется загружать из съемного носителя или по сетевому соединению, а рабочие документы хранить на удаленном сервере.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

Основа винчестера – круглая алюминиевая или стеклянная пластина. Она обладает достаточной степенью жесткости, поэтому деталь и называют жестким диском. Пластина покрыта слоем ферромагнетика (обычно это диоксид хрома), кластеры которой запоминают единицу или ноль благодаря намагничиванию и размагничиванию. На одной оси может быть несколько таких пластин. Для вращения используется небольшой высокооборотистый электромотор.

p, blockquote 4,0,1,0,0 —>

В отличие от граммофона, в котором игла касается пластинки, считывающие головки вплотную к дискам не примыкают, оставляя расстояние в несколько нанометров. Благодаря отсутствию механического контакта, срок службы такого устройства увеличивается.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

Однако никакая деталь не служит вечно: со временем ферромагнетик теряет свойства, что значит, ведет к потере объема жесткого диска, обычно вместе с пользовательскими файлами.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Именно поэтому, для важных или дорогих сердцу данных (например, семейного фотоархива или плодов творчества владельца компьютера) рекомендуется делать резервную копию, а лучше сразу несколько.

Какого производителя выбрать?

Большинство пользователей не знают, какие фирмы производят винчестеры, поэтому часто «нарываются» на мошенников и кустарное производство. Разумеется, изделия подобного качества не станут долго служить, ломаясь от малейшего прикосновения или сбоя системы. Именно поэтому стоит разбираться в производителях, которые отличаются качеством создаваемых изделий:

  1. Hitachi. Данная японская фирма изначально производила электродвигатели, а сейчас является крупнейшим поставщиком компьютерного оборудования в мире. ЖД компании отличаются высокой надежностью и функционалом, главный формат фирмы – новейшие диски переносного типа, подключающиеся через USB-порт.
  2. I. Norys. Малоизвестная немецкая фирма, которая, впрочем, выпускает функциональные накопители. Их устройства базируются на технологиях WD, так что качество техники высокое.
  3. Samsung. Согласно статистике в интернете, устройства этой фирмы находятся на третьей позиции по популярности, следуя за Hitachi и Western Digital. Впрочем, есть еще одна сторона медали – именно накопители марки Samsung чаще всего требуют ремонта по сравнению с другими компаниями-лидерами.
  4. Seagate. «Темная лошадка» индустрии, которая тихой сапой закралась на пьедестал почета, опережая в некоторых направлениях и Western Digital, и Hitachi. Техника фирмы отличается надежностью, что подтверждено различными испытаниями, в том числе международного уровня.
  5. Toshiba. Известная фирма, которая, впрочем, не достигла верхних позиций в рейтинге HDD. Ее отделение Digital Products занимается разными компьютерными технологиями, в том числе и производством жестких дисков.
  6. Western Digital. Самый популярный и ведущий бренд, который выпускает качественные HDD-устройства. Статистика запросов в мастерские по ремонту жестких дисков показывает, что именно изделия WD реже всего ломаются, к тому же находятся на самых первых позициях «продажного» рейтинга.

Пн-Пт: 10:00 до 20:00
Суббота: 10:00 до 17:00

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector