Що таке cache у жорстких дисках? Що таке кеш на жорсткому диску.

Вибір жорсткого диска для ПК є дуже відповідальним завданням. Адже він є основним сховищем як службової, так і особистої інформації. У цьому матеріалі ми поговоримо про ключові характеристики HDD, на які варто звернути увагу при покупці магнітного накопичувача.

Вступ

Купуючи комп'ютер, багато користувачів часто зосереджують свою увагу на характеристиках таких комплектуючих, як монітор, процесор, відеокарта. А такий невід'ємний компонент будь-якого ПК, як жорсткий диск (у комп'ютерному сленгу - вінчестер), покупці нерідко набувають, керуючись лише його обсягом, практично нехтуючи іншими важливими параметрами. Тим не менш, слід пам'ятати про те, що грамотний підхід до вибору жорсткого диска є однією з гарантій комфорту при подальшій роботі за комп'ютером, а також економії фінансових коштів, в яких ми часто баємо.

Жорсткий диск або накопичувач на жорстких магнтних дисках (НЖМД, HDD) є основним накопичувачем даних у більшості сучасних комп'ютерів, де зберігається як інформація, необхідна користувачеві, включаючи фільми, ігри, фотографії, музику, а й операційна система, і навіть все встановлені програми. Тому, власне, до вибору жорсткого диска для комп'ютера слід ставитись з належною увагою. Пам'ятайте, що при виході з експлуатації будь-якого елемента ПК його можна замінити. Єдиний негативний момент у цій ситуації – додаткові фінансові витрати на ремонт чи купівлю нової деталі. А ось поломка жорсткого диска, крім непередбачених витрат, може призвести до втрати всієї вашої інформації, а також необхідності повторної установки операційної системи і всіх необхідних програм. Основною метою цієї статті є допомога початківцям ПК у виборі моделі жорсткого диска, яка б найкраще відповідала вимогам, що висуваються конкретними «користувачами» до комп'ютера.

Перш за все, вам слід чітко визначитися, в який комп'ютерний пристрій встановлюватиметься вінчестер і для реалізації яких цілей планується використовувати цей пристрій. Виходячи з найпоширеніших завдань, ми можемо умовно розділити їх на кілька груп:

• Мобільний комп'ютер для загальних завдань (робота з документами, серфінг по просторах всесвітньої павутини, обробки даних та роботи з програмами).
• Продуктивний мобільний комп'ютер для ігор та ресурсомістких завдань.
• Настільний комп'ютер для офісних завдань;
• Продуктивний настільний комп'ютер (робота з мультимедіа, ігри, обробка аудіо, відео та зображень);
• Мультимедіа плеєр та сховище даних.
• Для збирання зовнішнього (портативного) накопичувача.

Відповідно до одного з перерахованих варіантів експлуатації комп'ютера можна почати підбирати за характеристиками відповідну модель жорсткого диска.

Форм-фактор

Форм-фактор – це фізичний розмір жорсткого диска. На сьогоднішній день, більшість накопичувачів для домашніх комп'ютерів мають ширину 2,5 або 3,5 дюйми. Перші, які менші, призначені для встановлення в ноутбуки, другі – у стаціонарні системні блоки. Звісно, ​​за бажання 2,5-дюймовий диск можна встановити й у настільний ПК.

Існують і більш дрібні магнітні накопичувачі з розмірами 1,8”, 1” і навіть 0,85”. Але дані вінчестери поширені набагато менше і орієнтовані на специфічні пристрої типу ультра-компактних комп'ютерів (UMPC), цифрових камер, КПК та інше обладнання, де дуже важливі малі габарити і вага комплектуючих. Про них у цьому матеріалі ми не говоритимемо.

Чим менший розмір диска, тим він легший і тим менше потрібне живлення для роботи. Тому вінчестери форм-фактора 2,5” майже повністю замінили 3,5-дюймові моделі у зовнішніх накопичувачах. Адже для роботи великих зовнішніх дисків потрібне додаткове живлення від електричної розетки, тоді як молодший побратим задовольняється лише живленням від портів USB. Так що якщо ви вирішили самостійно зібрати портативний накопичувач, то краще для цього використовувати HDD розміром 2,5-дюйма. Це буде легше і компактніше рішення, та й блок живлення із собою тягати не доведеться.

Що ж до установки 2,5-дюймових дисків у стаціонарний системний блок, то таке рішення виглядає неоднозначним. Чому? Читайте далі.

Місткість

Однією з головних характеристик будь-якого накопичувача (у цьому плані вінчестер - не виняток) є його ємність (або об'єм), яка сьогодні у деяких моделей досягає вже чотирьох терабайт (в одному робіть 1024 Гб). Ще якихось 5 років тому подібний обсяг міг здатися фантастикою, проте нинішні збірки ОС, сучасне програмне забезпечення, відео та фотографії високої роздільної здатності, а також тривимірні комп'ютерні відеоігри, маючи досить солідну «вагу», потребують великої ємності вінчестера. Так, деяким сучасним іграм для нормального функціонування необхідно 12 і навіть більше гігабайт вільного простору на жорсткому диску, а півторагодинний фільм HD-якості може вимагати для зберігання понад 20 Гб.

На сьогоднішній день ємність 2,5-дюймових магнітних носіїв коливається від 160 Гб до 1,5 Тб (найпоширеніші обсяги: 250 Гб, 320 Гб, 500 Гб, 750 Гб та 1 Тб). Диски розміром 3,5” для десктопів більш ємні та можуть зберігати від 160 Гб до 4 Тб даних (найпоширеніші обсяги: 320 Гб, 500 Гб, 1 Тб, 2 Тб та 3 Тб).

При виборі ємності HDD врахуйте одну важливу деталь - що більше обсяг жорсткого диска, то нижча ціна 1 Гб зберігання інформації. Наприклад, десктопний вінчестер на 320 Гб коштує 1600 рублів, на 500 Гб – 1650 рублів, а на 1 Тб – 1950 рублів. Вважаємо: у першому випадку вартість гігабайта зберігання даних становить 5 рублів (1600/320 = 5), у другому – 3,3 рубля, а в третьому – 1,95 руб. Звичайно, така статистика не означає, що треба обов'язково купувати диск дуже великої ємності, але в даному прикладі добре видно, що купівля 320-гігабайтного диска недоцільна.

Якщо ви плануєте використовувати комп'ютер в основному для вирішення офісних завдань, то вам вистачить вінчестера ємністю 250 - 320 Гб, а то й менше, якщо, звичайно, немає необхідності в зберіганні на комп'ютері величезних за обсягом архівів документації. В той же час, як ми зазначали вище, купівля жорсткого диска об'ємом нижче 500 Гб невигідна. Заощадивши від 50 до 200 рублів, у результаті ви отримуєте дуже високу вартість одного гігабайта зберігання даних. При цьому цей факт стосується дисків обох форм-факторів.

Хочете зібрати ігровий або мультимедійний ПК для роботи з графікою та відео, плануєте завантажувати на жорсткий диск нові фільми та музичні альбоми у великій кількості? Тоді жорсткий диск краще вибирати об'ємом щонайменше 1 Тб для настільного ПК і щонайменше 750 Гб для мобільного. Але, зрозуміло, остаточний розрахунок ємності вінчестера повинен відповідати конкретним потребам користувача і в даному випадку ми даємо рекомендації.

Окремо варто відзначити системи для зберігання даних (NAS) і мультимедіа плеєри, що стали популярними. Як правило, в таке обладнання встановлюються великі диски 3,5”, бажано об'ємом не менше 2 Тб. Адже дані пристрої орієнтовані зберігання великих обсягів даних, отже, вінчестери, встановлювані у яких, мають бути ємними з найнижчою ціною зберігання 1 Гб інформації.

Геометрія диска, пластини та щільність запису

При виборі жорсткого диска не слід сліпо орієнтуватися тільки на його загальну ємність, за принципом «чим більше, тим краще». Існують й інші важливі характеристики, серед яких: щільність запису та кількість пластин, що використовуються. Адже від цих факторів безпосередньо залежить не тільки обсяг вінчестера, а й швидкість запису/зчитування даних.

Зробимо невеликий відступ і скажемо кілька слів про конструктивні особливості сучасних накопичувачів на жорстких магнітних дисках. Запис даних у них складає алюмінієві чи скляні диски, званими пластинами, вкриті феромагнітної плівкою. За запис і зчитування даних з однієї з тисяч концентричних доріжок, розташованих на поверхні пластин, відповідають голки, що зчитують, що розміщуються на спеціальних поворотних кронштейнах-позиціонерах, іноді званих «коромислами». Ця процедура відбувається без прямого (механічного) контакту між диском та головкою (вони знаходяться на відстані близько 7-10 нм один від одного), що забезпечує захист від можливих пошкоджень та тривалий термін служби пристрою. Кожна пластина має дві робочі поверхні та обслуговується двома головками (по одній на кожну сторону).

Для створення адресного простору поверхня магнітних дисків поділяється на безліч кільцевих областей, званих доріжками. У свою чергу, доріжки діляться на рівні відрізки - сектори. Через таку кільцеву структуру, геометрія пластин, а точніше їх діаметр впливає на швидкості читання та запису інформації.

Ближче до зовнішнього краю диска доріжки мають більший радіус (велику довжину) і вміщують більшу кількість секторів, а значить, і більшу кількість інформації, яку можна вважати пристроєм за один оборот. Тому на зовнішніх доріжках диска швидкість передачі даних більша, тому що зчитуюча голівка в даній області долає за певний часовий проміжок більшу відстань, ніж на внутрішніх доріжках, які знаходяться ближче до центру. Таким чином, диски діаметром, рівним 3,5 дюйми, відрізняються більш високою продуктивністю, ніж диски, у яких ця величина становить 2,5 дюйми.

Усередині жорсткого диска може розташовуватися відразу кілька пластин, кожну з яких можна записати певний максимальний обсяг даних. Власне, цим і визначається щільність запису, що вимірюється в гігабітах на квадратний дюйм (Гбіт/дюйм 2) або в гігабайтах на пластину (Гб). Чим більша ця величина, тим більше інформації міститься на одній доріжці пластини, і тим швидше здійснюється запис, а також подальше зчитування інформаційних масивів (незалежно від швидкості обертання дисків).

Сумарний обсяг вінчестера складається з ємностей кожної з поміщених пластин. Наприклад, перший комерційний накопичувач ємністю 1000 Гб (1Тб), що з'явився в 2007 році, мав цілих 5 пластин щільністю по 200 Гбайт кожна. Але технологічний прогрес не стоїть на місці і в 2011 році завдяки вдосконаленню технології перпендикулярного запису компанія Hitachi представила першу пластину ємністю 1 Тб, які повсюдно використовуються в сучасних жорстких дисках великого обсягу.

Зменшення кількості пластин у жорстких дисках несе в собі низку важливих переваг:

• Зниження часу зчитування даних;
• Зниження енергоспоживання та тепловиділення;
• Підвищення надійності та відмовостійкості;
• Зменшення маси та товщини;
• Зниження собівартості.

На сьогоднішній день на комп'ютерному ринку одночасно є моделі жорстких дисків, в яких використовуються пластини з різними щільностями запису. Це означає, що вінчестери того самого обсягу можуть мати зовсім різну кількість пластин. Якщо ви шукаєте найбільш ефективне рішення, то краще вибирати HDD з найменшою кількістю магнітних пластин та високою щільністю запису. Але проблема в тому, що практично в жодному комп'ютерному магазині в описах характеристик дисків значення вищеописаних параметрів ви не знайдете. Більше того, ця інформація часто відсутня навіть на офіційних веб-сайтах виробників. У підсумку, для звичайних рядових користувачів ці характеристики далеко не завжди є визначальними при виборі жорсткого диска, через свою важкодоступність. Тим не менш, перед покупкою ми рекомендуємо обов'язково розшукати значення даних параметрів, що дозволить підібрати вінчестер з найбільш сучасними і просунутими характеристиками.

Швидкість обертання шпинделя

Швидкодія жорсткого диска безпосередньо залежить від щільності запису, а й від швидкості обертання магнітних дисків, розміщених у ньому. Всі пластини, що знаходяться всередині вінчестера, жорстко кріпляться до його внутрішньої осі, званої шпинделем, і обертаються разом з нею, як єдине ціле. Чим швидше обертатиметься пластина, тим швидше знайдеться сектор, який слід прочитати.

У стаціонарних домашніх комп'ютерах знаходять застосування моделі жорстких дисків, мають робочу частоту обертання 5400, 5900, 7200, чи 10000 обертів на хвилину. Пристрої зі швидкістю обертання шпинделя, що становить 5400 об/хв, зазвичай функціонують тихіше своїх високошвидкісних конкурентів і мають менше тепловиділення. Вінчестери з вищими оборотами, у свою чергу, відрізняються кращою продуктивністю, але при цьому енерговитратніші.

Для звичайного офісного ПК буде достатньо накопичувача, у якого швидкість обертання шпинделя дорівнює 5400 об/хв. Також такі диски добре підходять для установки в мультимедійні плеєри або сховища даних, де важливу роль відіграє не стільки швидкість передачі інформації, скільки знижене енергоспоживання та тепловиділення.

В інших випадках, у переважній більшості, використовуються диски зі швидкістю обертання пластин 7200 об/хв. Це стосується як комп'ютерів середнього, і топового класу. Використання HDD зі швидкістю обертання 10000 об/хв зустрічається порівняно рідко, оскільки такі моделі вінчестерів дуже шумні і мають досить високу вартість зберігання одного гігабайта інформації. Більше того, останнім часом, користувачі все частіше воліють використовувати замість продуктивних магнітних дисків твердотільні накопичувачі.

У мобільному секторі, де панують 2,5-дюймові диски, найбільш поширеною швидкістю обертання шпинделя є 5400 об/хв. Це і не дивно, тому що для портативних пристроїв важливе невелике енергоспоживання та низький рівень нагрівання деталей. Але не забули і про власників продуктивних ноутбуків – на ринку існує великий вибір моделей зі швидкістю обертання 7200 об/хв і навіть кілька представників сімейства VelociRaptor зі швидкістю обертання 10000 об/хв. Хоча доцільність застосування останніх навіть у найпотужніших мобільних ПК перебуває під великим сумнівом. На наш погляд, у разі потреби встановлення дуже швидкої дискової підсистеми, тут краще звернути увагу на твердотільні накопичувачі.

Інтерфейс підключення

Практично всі сучасні моделі, як маленьких, і великих жорстких дисків підключаються до системним плат персональних комп'ютерів з допомогою послідовного інтерфейсу SATA (Serial ATA). Якщо ж у вас старий комп'ютер, то можливий варіант підключення за допомогою паралельного інтерфейсу PATA (IDE). Але врахуйте, що асортимент таких вінчестерів у магазинах на сьогоднішній день дуже мізерний, тому що їх виробництво практично повністю припинено.

Що ж до інтерфейсу SATA, то тут на ринку представлено 2 варіанти дисків: підключення через шину SATA II або SATA III. У першому варіанті максимальна швидкість передачі між диском і оперативної пам'яттю може становити 300 Мбайт/с (пропускна здатність шини до 3 Гбіт/с), тоді як у другому - 600 Мбайт/с (пропускна здатність шини до 6 Гбіт/c). Також в інтерфейсу SATA III варто відзначити дещо покращене керування живленням.

Насправді, для будь-яких класичних жорстких дисків «за очі» вистачає пропускну здатність інтерфейсу SATA II. Адже навіть у найпродуктивніших моделей HDD швидкість читання даних із пластин ледь перевищує показник 200 Мбайт/c. Інша справа - твердотільні накопичувачі, де дані зберігаються не на магнітних пластинах, а у флеш-пам'яті, швидкість зчитування з якої в рази більша і може досягати величин понад 500 Мбайт/c.

Слід зазначити, що у всіх версіях інтерфейсу SATA збережено сумісність між собою лише на рівні протоколів обміну, роз'ємів і кабелів. Тобто вінчестер з інтерфейсом SATA III можна спокійно підключити до материнської плати через роз'єм SATA I, щоправда, при цьому максимальна пропускна спроможність диска обмежиться можливостями більш старої ревізії і становитиме 150 Мбайт/с.

Буферна пам'ять (Кеш)

Буферна пам'ять - це швидка проміжна пам'ять (зазвичай стандартний тип оперативної пам'яті), що служить для нівелювання (згладжування) різниці між швидкостями читання, запису та передачі інтерфейсу даних під час роботи диска. Кеш вінчестера може бути використаний для зберігання останніх лічених даних, але ще не переданих для обробки або даних, які можуть бути запитані повторно.

У попередньому розділі ми вже відзначали різницю між продуктивністю жорсткого диска та пропускною здатністю інтерфейсу. Саме цим фактом і обумовлена ​​необхідність транзитного сховища у сучасних вінчестерах. Таким чином, поки відбувається запис або зчитування даних з магнітних пластин, система для своїх потреб може використовувати інформацію, що зберігається в кеші, не простоюючи в очікуванні.

Величина буфера обміну у сучасних жорстких дисків, виконаних у форм-факторі 2,5”, може бути 8, 16, 32 чи 64 Мб. У старших 3,5-дюймових побратимів максимальне значення буферної пам'яті досягає 128 Мб. У мобільному секторі найбільш поширені диски з кешем 8 та 16 Мб. Серед вінчестерів для настільних ПК найпоширенішими обсягами буфера є 32 та 64 Мб.

Чисто теоретично, кеш більшого розміру повинен забезпечувати дискам більшу продуктивність. Але на практиці це далеко не завжди так. Існують різні операції з диском, за яких буфер обміну практично не впливає на продуктивність вінчестера. Наприклад, це може відбуватися при послідовному читанні даних з поверхні пластин або під час роботи з файлами великого розміру. Крім цього, на ефективність роботи кешу впливають алгоритми, здатні запобігати помилкам при роботі з буфером. І тут диск з більш маленьким кешем, але просунутими алгоритмами його роботи, може виявитися продуктивнішим за конкурента, що має більший буфер обміну.

Таким чином, гнатися за максимальним обсягом буферної пам'яті не варто. Тим більше, якщо за велику ємність кешу потрібно відчутно переплачувати. До того ж, виробники намагаються самі оснащувати свої продукти найефективнішим обсягом кешу, виходячи з класу та характеристик певних моделей дисків.

Інші характеристики

На закінчення давайте коротко розглянемо деякі характеристики, які вам можуть потрапити в описах жорстких дисків.

Надійність або середній час напрацювання на відмову ( MTBF) - Середня тривалість роботи вінчестера до його першої поломки або виникнення потреби у ремонті. Вимірюється зазвичай у годиннику. Цей параметр дуже важливий для дисків, що використовуються в серверних станціях або файлових сховищах, а також у складі RAID-масивів. Як правило, у спеціалізованих магнітних накопичувачів середній час напрацювання становить від 800 000 до 1 000 000 годин (наприклад, диски серії RED у компанії WD або серії Constellation у компанії Seagate).

Рівень шуму - шум, створюваний елементами жорсткого диска під час роботи. Вимірюється у децибелах (дБ). В основному складається з шуму, що виникає при позиціонуванні головок (потріскування) і шуму від обертання шпинделя (шелест). Як правило, чим менша швидкість обертання шпинделя, тим тихіше працює вінчестер. Тихим жорстким диском можна назвати, якщо його рівень шуму становить нижче 26 дБ.

Споживання енергії - важливий параметр для дисків, що встановлюються в мобільні пристрої, де цінується час автономної роботи. Також від споживання енергії безпосередньо залежить і тепловиділення вінчестера, що так само важливо для портативних ПК. Як правило, рівень споживання енергії вказується виробником на кришці диска, але сліпо довіряти цим цифрам не варто. Дуже часто вони далекі від дійсності, тому якщо ви дійсно хочете з'ясувати енергоспоживання тієї чи іншої моделі диска, краще пошукати в інтернеті результати незалежних тестувань.

Час довільного доступу - середній час, за який виконується позиціонування головки диска, що зчитує, над довільною ділянкою магнітної пластини, що вимірюється в мілісекундах. Дуже важливий параметр, що впливає на продуктивність вінчестера загалом. Чим менший час позиціонування, тим швидше на диск будуть записані або зчитані дані. Може становити від 2,5 мс (у деяких моделей серверних дисків) до 14 мс. У середньому у сучасних дисків для персональних комп'ютерів цей параметр коливається від 7 до 11 мс. Хоча зустрічаються і дуже швидкі моделі, наприклад WD Velociraptor із середнім часом довільного доступу 3,6 мс.

Висновок

На закінчення хотілося б сказати кілька слів про все більш набирають популярність гібридних магнітних накопичувачів (SSHD). Пристрої подібного типу поєднують у собі звичайний жорсткий диск (HDD) і твердотільний накопичувач (SSD) невеликого розміру, що виступає як додаткова кеш-пам'ять. Таким чином, розробники намагаються використовувати разом основні переваги двох технологій – велику ємність магнітних пластин та швидкодію флеш-пам'яті. При цьому вартість гібридних дисків набагато нижча, ніж у новомодних SSD, і трохи вища, ніж у звичайних HDD.

Незважаючи на перспективність цієї технології, поки що накопичувачі SSHD на ринку жорстких дисків представлені дуже слабко лише невеликою кількістю моделей у форм-факторі 2,5 дюйми. Найбільшу активність у цьому сегменті виявляє компанія Seagate, хоча конкуренти Western Digital (WD) та Toshiba так само вже представили свої гібридні рішення. Все це залишає надії, що ринок SSHD жорстких дисків розвиватиметься, і ми найближчим часом побачимо у продажу нові моделі подібних пристроїв не лише для мобільних комп'ютерів, а й для настільних ПК.

На цьому ми закінчуємо огляд, де ми розглянули всі основні характеристики комп'ютерних жорстких дисків. Сподіваємося, що виходячи з цього матеріалу, ви зможете підібрати собі вінчестер для будь-яких цілей із відповідними оптимальними параметрами.

Нагадаю, що утиліта Seagate SeaTools Enterprise дозволяє користувачеві керувати політикою кешування і, зокрема, перемикати нові SCSI-диски Seagate між двома різними моделями кешування - Desktop Mode та Server Mode. Цей пункт у меню SeaTools зветься Performance Mode (PM) і може приймати два значення - On (Desktop Mode) та Off (Server Mode). Відмінності між цими двома режимами чисто програмні - у разі Desktop Mode кеш-пам'ять жорсткого диска розбивається на фіксоване число сегментів постійного (однакового) обсягу і далі вони використовуються для кешування звернень під час читання та запису. Причому, в окремому пункті меню користувач може навіть сам призначати кількість сегментів (керувати сегментуванням кешу): наприклад, замість дефолтних 32 сегментів проставити інше значення (при цьому обсяг кожного сегмента пропорційно зменшиться).

У разі Server Mode сегменти буфера (кеша диска) можуть динамічно (пере)призначатися, змінюючи у своїй розмір і кількість. Мікропроцесор (і мікропрограма) диска самі динамічно оптимізують кількість (і ємність) сегментів кеш-пам'яті залежно від команд, що надходять для виконання на диск.

Тоді ми змогли з'ясувати, що використання нових накопичувачів Seagate Cheetah в режимі Desktop (при фіксованому сегментуванні за замовчуванням - на 32 сегменти) замість дефолтного Server з динамічним сегментуванням здатне трохи підняти продуктивність дисків у ряді завдань, більш характерних для настільного комп'ютера або медіа-серверів. Причому, це збільшення часом може досягати 30-100% (!) Залежно від типу завдання і моделі диска, хоча в середньому вона оцінюється величиною 30%, що, погодьтеся, теж непогано. Серед таких завдань – рутинна робота настільного ПК (тести WinBench, PCmark, H2bench), читання та копіювання файлів, дефрагментація. При цьому в серверних додатках продуктивність накопичувачів майже не падає (якщо і падає, то незначно). Втім, помітний виграш від використання Desktop Mode ми змогли спостерігати лише на диску Cheetah 10K.7, тоді як її старшій сестриці Cheetah 15K.4 виявилося майже однаково, в якому режимі працювати над настільними додатками.

Намагаючись розібратися далі, як впливає сегментування кеш-пам'яті цих жорстких дисків на продуктивність у різних додатках і які режими сегментування (яка кількість сегментів пам'яті) вигідніше при виконанні тих чи інших завдань, я досліджував вплив кількості сегментів кеш-пам'яті на продуктивність диска Seagate Cheetah 15K.4 у широкому діапазоні значень - від 4 до 128 сегментів (4, 8, 16, 32, 64 та 128). Результати цих досліджень і пропонуються до вашої уваги в цій частині огляду. Підкреслю, що дані результати цікаві не тільки для цієї моделі дисків (або SCSI-дисків Seagate в цілому) - сегментування кеш-пам'яті та вибір кількості сегментів - це один з основних напрямків оптимізації firmware, в тому числі, настільних дисків з інтерфейсом ATA, які зараз також оснащуються переважно буфером 8 Мбайт. Тому описані в цій статті результати продуктивності накопичувача в різних завданнях, залежно від сегментування його кеш-пам'яті, мають відношення і до індустрії настільних ATA-накопичувачів. А оскільки методика випробувань була описана у першій частині, переходимо безпосередньо до самих результатів.

Втім, перш ніж перейти до обговорення результатів, поглянемо трохи докладніше на пристрій та роботу сегментів кеш-пам'яті диска Seagate Cheetah 15K.4, щоб краще розуміти, про що йдеться. З восьми мегабайт для власне кеш-пам'яті (тобто для операцій, що кешують) тут доступно 7077 Кбайт (решта - службова область). Ця область ділиться на логічні сегменти (Mode Select Page 08h, byte 13), які використовуються для читання та запису даних (для здійснення функцій запобіжного читання з пластин та відкладеного запису на поверхню диска). Для звернення до даних на магнітних пластинах сегменти використовують саме логічну адресацію блоків накопичувача. Диски цієї серії підтримують максимум 64 сегменти кеш-пам'яті, причому довжина кожного сегмента дорівнює цілій кількості секторів диска. Обсяг доступної кеш-пам'яті, мабуть, розподіляється порівну між сегментами, тобто якщо сегментів, скажімо, 32, обсяг кожного сегмента дорівнює приблизно 220 Кбайт. При динамічній сегментації (у режимі PM=off) кількість сегментів може змінюватися вінчестером автоматично залежно від потоку команд від хоста.

Програми для серверів та настільних комп'ютерів потребують різних операцій кешування від дисків для забезпечення оптимальної продуктивності, тому складно забезпечити єдину конфігурацію для найкращого виконання цих завдань. На думку Seagate, для «настільних» додатків потрібно налаштувати кеш-пам'ять так, щоб швидко відповідати на запити великої кількості невеликих сегментів даних, що повторюються, без затримок на попереджувальне читання суміжних сегментів. У серверних завданнях, навпаки, потрібно так налаштувати кеш, щоб забезпечити надходження великих обсягів послідовних даних у запитах, що не повторюються. У цьому випадку важливіша здатність кеш-пам'яті зберігати більше даних із суміжних сегментів при запобіжному читанні. Тому для Desktop Mode виробник рекомендує використовувати 32 сегменти (у ранніх версіях Cheetah використовувалися 16 сегментів), а для Server Mode адаптивна кількість сегментів стартує всього з трьох на весь кеш, хоча в процесі роботи може збільшуватися. Ми у своїх експериментах з приводу впливу кількості сегментів на продуктивність у різних додатках обмежимося діапазоном від 4 сегментів до 64 сегментів, а як перевірку «проженемо» диск також при 128 сегментах, встановлених у програмі SeaTools Enterprise (програма при цьому не повідомляє, що це кількість сегментів у цьому диску неприпустима).

Результати тестів фізичних параметрів

Графіки швидкості лінійного читання при різній кількості сегментів кеш-пам'яті наводити ніякого сенсу немає – вони однакові. А ось за виміряною тестами швидкості роботи інтерфейсу Ultra320 SCSI можна спостерігати дуже цікаву картину: при 64 сегментах деякі програми починають неправильно визначати швидкість роботи інтерфейсу, знижуючи її більш ніж на порядок.

За виміряним середнім часом доступу відмінності між різною кількістю сегментів кеш-пам'яті стають помітнішими - у міру зниження сегментації середня виміряна під Windows час доступу при читанні трохи зростає, а суттєво кращі показання спостерігаються в режимі PM=off, хоча стверджувати при цьому, що кількість сегментів дуже мало або, навпаки, дуже велике, на підставі цих даних складно. Можливо, що диск в даному випадку просто начитає ігнорувати префетч під час читання, щоб виключити додаткові затримки.

Про ефективність роботи алгоритмів відкладеного запису firmware диска і кешування даних, що записуються в буфері накопичувача можна спробувати судити по тому, як падає середній виміряний операційною системою час доступу при записі щодо читання при включеному write-back кешуванні накопичувача (воно в наших тестах було завжди включено). Для цього ми зазвичай використовуємо результати тесту C'T H2benchW, але цього разу доповнимо картину та тестом у програмі IOmeter, патерни читання та записи для якої використовували стовідсотково випадковий доступ блоками по 512 байт з одиничною глибиною черги запитів. (Зрозуміло, не слід думати , що average write access time на двох діаграмах нижче реально відображає дану фізичнухарактеристику накопичувачів! Це лише програмний вимірюваний за допомогою тесту параметр, за яким можна судити про ефективність кешування запису в буфері диска. Реальний заявлений виробником середній час доступу при записі Cheetah 15K.4 становить 4,0+2,0=6,0 мс). До речі, передбачаючи питання, зауважу, що в даному випадку (тобто коли в диску дозволено відкладений запис) накопичувач рапортує хосту про успішне завершення команди запису (статус GOOD) відразу, як вони записані в кеш-пам'ять, а не безпосередньо на магнітний носій . Цим і обумовлено менше значення виміряного ззовні average write access time, ніж для аналогічного параметра при читанні.

За результатами цих тестів очевидна залежність ефективності кешування випадкового запису дрібних блоків даних від кількості сегментів кеш-пам'яті - чим більше сегментів, тим краще. При чотирьох сегментах ефективність різко зменшується і середній час доступу при записі зростає майже до значень при читанні. А в «серверній моді» число сегментів у даному випадку, очевидно, близько до 32. Випадки 64 та "128" сегментів повністю ідентичні, що підтверджує програмне обмеження на рівні 64 сегментів зверху.

Цікаво, що тест IOmeter у найпростіших патернах на випадковий доступ блоками 512 байт дає абсолютно такі ж значення при записі, що і тест C"T H2BenchW (з точністю буквально до сотих часток мілісекунди), тоді як при читанні IOmeter показав трохи завищений результат у всьому діапазон сегментування - можливо, різниця в 0,1-0,19 мс з іншими тестами на час випадкового доступу під час читанняобумовлена ​​якимись «внутрішніми» причинами для IOmeter (або розміром блоку 512 байт замість 0 байт, як потрібно в ідеалі для таких вимірювань). Втім, результати читання у IOmeter практично збігаються з такими для дискового тесту програми AIDA32.

Швидкодія у додатках

Переходимо до тестів продуктивності накопичувачів у додатках. І насамперед спробуємо з'ясувати, як добре диски оптимізовані для багатопотокової роботи. Для цього я традиційно використовую тести в програмі NBench 2.4 де файли розміром 100 Мбайт записуються на диск і читаються з нього кількома одночасними потоками.

Дана діаграма дозволяє нам судити про ефективність алгоритмів багатострумового відкладеного запису жорстких дисків у реальних (а не синтетичних, як було на діаграмі із середнім часом доступу) умовах при роботі операційної системи з файлами. Лідерство обох SCSI-дисків Maxtor при записі кількома одночасними потоками не викликає сумнівів, однак у Чити ми вже спостерігаємо певний оптимум в районі між 8 і 16 сегментами, тоді як при більш високих і нижчих значеннях швидкість диска на цих завданнях падає. Для Server Mode число сегментів, очевидно, дорівнює 32 (з гарною точністю:)), а "128" сегментів - це насправді 64.

При багатоструменевому читанні ситуація для дисків Seagate явно покращується в порівнянні з дисками Maxtor. Що ж до впливу сегментації, то, як і при записі, ми спостерігаємо якийсь оптимум ближче до 8 сегментів (при записі він був ближче до 16 сегментів), а при дуже високому сегментуванні (64) швидкість диска істотно знижується (як і при записі) . Втішно, що Server Mode тут «відстежує ринок» хоста і змінює сегментування з 32 під час запису на ~8 під час читання.

Тепер подивимося, як диски поводяться в «похилих», але досі популярних тестах Disk WinMark 99 з пакета WinBench 99. Нагадаю, що ми проводимо ці тести не лише для «початку», але й для «середини» (за обсягом) фізичного носія для двох файлових систем, а на діаграмах наведено усереднені результати. Безумовно, дані тести не є «профільними» для SCSI-накопичувачів, і ми наводячи тут їх результати, швидше віддаємо шану самому тесту і тим, хто звик судити про швидкість диска по тестах WinBench 99. Як «втіхи» зауважимо, що ці тести з певною часткою достовірності покажуть нам, якою є продуктивність цих enterprise-накопичувачів при виконанні завдань, більш характерних для настільного комп'ютера.

Очевидно, що оптимум сегментування є і тут, причому при малій кількості сегментів диск виглядає невиразно, а при 32 сегментах - якнайкраще (можливо, саме тому розробники Seagate «змістили» дефолтне налаштування Desktop Mode з 16 до 32 сегментів). Втім, для Server Mode в офісних (Business) завданнях сегментування не зовсім оптимальне, тоді як для професійної (High-End) продуктивності сегментування більш ніж соптимізовано, помітно обганяючи навіть оптимальну «постійну» сегментацію. Очевидно, саме в процесі виконання тесту вона змінюється в залежності від потоку команд і за рахунок цього виходить виграш у загальній продуктивності.

На жаль, такої оптимізації «по ходу тесту» не спостерігається для свіжіших «трекових» комплексних тестів оцінки «настільної» продуктивності дисків у пакетах PCMakr04 та C'T H2BenchW.

На обох (а точніше – на 10 різних) «треках активності» інтелект Server Mode помітно поступається оптимальній постійній сегментації, яка для PCmark04 дорівнює приблизно 8 сегментам, а для H2benchW – 16 сегментам.

Для обох цих тестів 4 сегменти кеш-пам'яті виявляється дуже небажаним, та й 64 теж, і складно сказати, чого більше тяжіє у своєму виборі Server Mode в даному випадку.

На противагу цим, безумовно, все ж таки синтетичним (хоча і дуже схожим на реальність) тестам - абсолютно «реальний» тест швидкості роботи дисків з тимчасовим файлом програми Adobe Photoshop. Тут ситуація набагато ганебніша - чим більше сегментів, тим краще! І Server Mode це майже «вловила», скориставшись 32 сегментами для своєї роботи (хоча 64 було б ще трохи краще).

Тести в Intel Iometer

Переходимо до завдань, характерніших для профілів використання SCSI-накопичувачів - роботі різних серверів (DataBase, File Server, Web Server) та робочої станції (Workstation) за відповідними патернами у програмі Intel IOmeter версії 2003.5.10.

З імітацією сервера бази даних найуспішніше справляється Maxtor, а для Seagate найвигідніше використання Server Mode, хоча по суті остання дуже близька до 32 постійних сегментів (обсягом приблизно по 220 кбайт кожен). Менше чи більше сегментування у разі виявляється гірше. Втім, це патерн дуже простий на вигляд запитів - подивимося, що буде більш комплексних патернів.

При імітації файлового сервера лідирує знову адаптивна сегментація, хоча відставання від неї 16 постійних сегментів мізерно (32 сегменти тут трохи гірше, хоча теж цілком гідні). При малому сегментуванні спостерігається погіршення на великій черзі команд, а при занадто великому (64) будь-яка черга взагалі протипоказана - мабуть, у цьому випадку занадто малим виявляється розмір секторів кешу (менше 111 Кбайт, тобто всього 220 блоків на носії), щоб ефективно кешувати прийнятні за розміром обсяги даних.

Нарешті, для Web-сервера ми бачимо навіть більш цікаву картину - при непоодинокій черзі команд Server Mode рівноцінна будь-комурівню сегментування, крім 64, хоча на одиничній вона трохи краща за всіх.

В результаті геометричного усереднення показаних вище серверних навантажень за патернами та чергами запитів (без вагових коефіцієнтів) отримуємо, що для подібних завдань адаптивне сегментування найкраще, хоча 32 постійних сегменти відстають незначно, та й 16 сегментів теж виглядають в цілому непогано. Загалом вибір Seagate цілком можна зрозуміти.

Що стосується патерну «робоча станція», то тут Server Mode явно найкраще.

А оптимум для постійної сегментації становить 16 сегментів.

Тепер - наші патерни для IOmeter, ближчі за призначенням настільним ПК, хоча виразно показові і для enterprise-накопичувачів, оскільки і в «глибоко професійних» системах жорсткі диски левову частку часу зчитують і записують великі та маленькі файли, а також іноді копіюють файли. А оскільки характер звернень у даних патернах у даних патернах у тесті IOmeter (за випадковими адресами в межах всього об'єму диска) більш характерний саме для систем серверного класу, то важливість цих патернів для досліджуваних дисків вища.

Читання великих файлів знову краще дається для Server Mode, крім незрозумілого провалу на QD=4. Однак невелика кількість великих сегментів явно краще для диска на цих операціях (що, в принципі, передбачувано і відмінно узгоджується з результатами для багатопотокового читання файлів, див. вище).

Спорадична записвеликих файлів, навпаки, поки «не по зубах» інтелекту Server Mode, і тут вигідніша постійна сегментація на рівні 8-16 сегментів, як і при багатопотоковій запису файлів, див. Окремо відзначимо, що у цих операціях вкрай шкідливим є велике сегментування кешу - лише на рівні 64 сегментів. Однак воно виявляється корисним для операцій з читанням дрібними файлами за великої черги запитів:

Думаю, саме це використовує Server Mode для вибору адаптивного режиму - дуже вже схожі їх графіки.

Разом з тим, при записі дрібних файлів за випадковими адресами 64 сегменти знову провальні, а Server Mode тут поступається постійної сегментації з рівнем 8-16 сегментів на кеш, хоча видно старання Server Mode використовувати оптимальні налаштування (тільки з 32-64 сегментами на черзі 64 вийшла невдача;)).

Копіювання великих файлів – явна невдача Server Mode! Тут явно вигідніше сегментування з рівнем 16 (це оптимум, оскільки 8 та 32 гірше на черзі 4).

Що ж до копіювання дрібних файлів, то 8-16-32 сегменти тут практично рівноцінні, обганяючи 64 сегменти (хоч як це дивно), а Server Mode трохи «чудить».

За результатами геометричного усереднення даних для випадкового читання, запису та копіювання великих і дрібних файлів отримуємо, що найкращий в середньому результат дає постійне сегментування з рівнем всього 4 сегмента на кеш (тобто розміри сегментів більше 1,5 Мбайт!), тоді як 8 і 16 сегментів приблизно рівноцінні і майже не відстали від 4 сегментів, а ось 64 сегменти явно протипоказані. Адаптивна Server Mode в середньому лише трохи поступилася постійної сегментації – програш одного відсотка навряд чи можна вважати помітним.

Залишається відзначити, що з імітації дефрагментації ми спостерігаємо приблизну рівність всіх рівнів постійної сегментації і невелику перевагу Server Mode (на той самий 1%).

А в патерні потокових читання-записи великими і дрібними блоками трохи вигідніше використання малої кількості сегментів, хоча знову відмінності у швидкодії конфігурацій кеш-пам'яті тут, як не дивно, гомеопатічні.

Висновки

Провівши в другій частині нашого огляду детальніше дослідження впливу сегментування кеш-пам'яті на швидкодію накопичувача Seagate Cheetah 15K.4 у різноманітних завданнях, хочеться відзначити, що розробники недарма назвали режими кешування так, як вони їх назвали: в Server Mode дійсно нерідко проводиться адаптація сегментування кеш-пам'яті під завдання, що виконується і це, часом, призводить до дуже непоганих результатів - особливо при виконанні «важких» завдань, серед яких і серверні патерни в Intel IOmeter, і тест High-End Disk WinMark 99, і випадкове читання дрібних блоків по всьому диску ... Разом з тим, нерідко вибір рівня сегментування кеш-пам'яті в Server Mode виявляється неоптимальним (і вимагає подальшої роботи з поліпшення критеріїв аналізу потоку команд хоста), і тоді вперед виходить Desktop Mode з фіксованим сегментуванням на рівні 8, 16 або 32 сегментів кеш. Причому, залежно від типу завдання іноді вигідніше використовувати 16 та 32, а іноді – 8 або всього 4 сегменти пам'яті! Серед останніх – багатопотокові читання та запис (як випадкові, так і послідовні), «трекові» тести на кшталт PCMark04 та потокові завдання з одночасним читанням та записом. Хоча «синтетика» на випадковий доступ під час запису явно показує, що ефективність відкладеного запису (за довільними адресами) істотно знижується зі зменшенням числа сегментів. Тобто є боротьба двох тенденцій - і саме тому в середньому ефективніше використовувати 16 або 32 сегменти на 8-мегабайтний буфер. При подвоєнні обсягу буфера можна передбачити, що вигідніше зберегти кількість сегментів лише на рівні 16-32, але з допомогою пропорційного збільшення ємності кожного сегмента середня продуктивність накопичувача може значно підвищитися. Очевидно, навіть неефективне нині у більшості завдань сегментування кешу з 64 сегментами при подвоєнні обсяг буфера може бути дуже корисним, тоді як використання у разі 4 і навіть 8 сегментів стане малоефективним. Втім, дані висновки сильно залежать ще й від того, якими блоками операційна система та програми воліють оперувати з накопичувачем, і файли якого розміру при цьому використовуються. Цілком можливо, що при зміні оточення оптимум сегментування кеш-пам'яті може зміститися в той чи інший бік. Ну а ми побажаємо Seagate успіхів в оптимізації «інтелекту» Server Mode, яка, певною мірою, може згладити цю «системозалежність» і «задачу залежність», навчившись найкраще підбирати найоптимальніше сегментування залежно від потоку команд хоста.

Жорсткий диск (вінчестер, HDD) є однією з найважливіших частин комп'ютера. Адже за поломки процесора, відеокарти і т.д. Ви відчуваєте жаль тільки до втрати грошей для нової покупки, при поломці вінчестера Ви ризикуєте втратити без важливих даних. Також від жорсткого диска залежить швидкість роботи комп'ютера загалом. Розберемося, як правильно вибрати жорсткий диск.

Завдання жорсткого диска

Завдання жорсткого диска всередині комп'ютера - зберігати та видавати інформацію дуже швидко. Жорсткий диск - дивовижний винахід комп'ютерної індустрії. Користуючись законами фізики, цей невеликий прилад зберігає практично необмежену кількість інформації.

Тип жорсткого диска

IDE – застарілі вінчестери відносяться для підключення до старих материнських плат.

SATA – замінили жорсткі диски IDE, мають вищу швидкість передачі даних.

Інтерфейси SATA бувають різних моделей, відрізняються вони між собою так само швидкістю обміном даних та підтримкою різних технологій:

• SATA має швидкість передачі до 150мб/c.
• SATA II має швидкість передачі до 300мб/c
• SATА III має швидкість передачі до 600мб/c

SATA-3 почали випускатися зовсім недавно, з початку 2010 року. При покупці такого вінчестера треба звернути увагу на рік випуску вашого комп'ютера (без апгрейду), якщо він нижче цієї дати, то цей жорсткий диск не підійде! HDD - SATA, SATA 2 мають однакові роз'єми підключення та сумісні між собою.

Об'єм жорсткого диска

Найпоширеніші жорсткі диски, якими користується більшість користувачів у домашніх умовах, мають об'єм: 250, 320, 500 гігабайт. Є ще менше, але трапляються все рідше 120, 80 гігабайт, а у продажу їх вже зовсім немає. Для можливості зберігання дуже великої інформації існують жорсткі диски 1, 2, 4 тирабайту.

Швидкість та кеш пам'ять жорсткого диска

При виборі жорсткого диска важливо звертати увагу на швидкість роботи (швидкість роботи шпинделя). Від цього залежить швидкість роботи всього комп'ютера. Звичайна швидкість дисків становить 5400 і 7200 обертів на хвилину.

Об'єм буферної пам'яті (кеш пам'ять) - фізична пам'ять жорсткого диска. Існує кілька розмірів такої пам'яті 8, 16, 32, 64 мегабайти. Що швидкість оперативної пам'яті жорсткого диска, то швидше буде швидкість передачі.

В ув'язненні

Перед покупкою, уточнюйте, який саме жорсткий диск підійде для вашої материнської плати: IDE, SATA або SATA 3. Дивимося в характеристиках швидкість обертання дисків та обсяг буферної пам'яті, це основні показники на що потрібно звернути увагу. Також дивимося фірму виробник і обсяг який вас влаштує.

Бажаємо вдалих покупок!

Ділиться у коментарях своїм вибором, це допоможе іншим користувачам зробити правильний вибір!



xn----8sbabec6fbqes7h.xn - p1ai

Системне адміністрування та багато іншого

Використання кеша збільшує швидкодію будь-якого жорсткого диска, зменшуючи кількість фізичних звернень до диска, а також дозволяє працювати вінчестер навіть тоді, коли хост-шина зайнята. Більшість сучасних накопичувачів мають об'єм кешу від 8 до 64 мегабайт. Це навіть більше ніж об'єм жорсткого диска у середнього комп'ютера 90-х років минулого століття.

Не дивлячись на те, що кеш збільшує швидкість роботи накопичувача в системі, він також має свої мінуси. Для початку, кеш нітрохи не прискорює роботу накопичувача при випадкових запитах інформації, розташованої в різних кінцях пластини, оскільки при таких запитах немає сенсу у перевиборці. Також, кеш анітрохи не допомагає під час читання великих обсягів даних, т.к. він зазвичай досить маленький, наприклад при копіюванні 80 мегабайтного файлу, при звичайному в наш час буфері об'ємом 16 мегабайт, в кеш влізе лише трохи менше 20% файлу, що копіюється.

Не дивлячись на те, що кеш збільшує швидкість роботи накопичувача в системі, він також має свої недоліки. Для початку, кеш нітрохи не прискорює роботу накопичувача при випадкових запитах інформації, розташованої в різних кінцях пластини, оскільки при таких запитах немає сенсу у перевиборці. Також, він анітрохи не допомагає під час читання великих обсягів даних, т.к. він, зазвичай, досить маленький. Наприклад, при копіюванні 80 мегабайтного файлу, при звичайному в наш час буфері об'ємом 16 мегабайт, в кеш поміститься лише трохи менше ніж 20% файлу, що копіюється.

В останні роки виробники жорстких дисків значно збільшили ємність кешу у своїх продуктах. Навіть наприкінці 90-х років 256 кілобайт було стандартом для всіх накопичувачів і тільки високорівневі пристрої мали кеш об'ємом 512 кілобайт. В даний час, кеш розміром 8 мегабайт став уже стандартом де-факто для всіх накопичувачів, у той час як найбільш продуктивні моделі мають ємності 32, а то й 64 мегабайт. Є дві причини, через які спостерігалося настільки швидке зростання буфера накопичувача. Одна з них – різке зниження цін на мікросхеми синхронної пам'яті. Друга причина - це віра користувачів у те, що подвоєння або навіть врахування розміру кеша дуже сильно позначиться на швидкості роботи накопичувача.

Розмір кеша жорсткого диска, звичайно, впливає на швидкість роботи накопичувача в операційній системі, але не настільки, як уявляють користувачі. Виробники користуються вірою користувача в розмір кешу, і в рекламних проспектах роблять гучні заяви про вчетверо в порівнянні зі стандартною моделлю розмірі кеша. Проте, порівнюючи той самий жорсткий диск із розмірами буферів 16 і 64 мегабайта, з'ясовується, що прискорення роботи виливається кілька відсотків. До чого це призводить? До того, що тільки дуже велика різниця в розмірах кешу (наприклад, між 512 кілобайтами та 64 мегабайтами) відчутно позначатиметься на швидкість роботи накопичувача. Так само треба пам'ятати, що розмір буфера вінчестера в порівнянні з пам'яттю комп'ютера досить малий, і часто більший внесок у роботу накопичувача має «софтовий» кеш, тобто проміжний буфер, організований засобами операційної системи під кешування операцій з файловою системою і в пам'яті комп'ютера .

На щастя, є швидший варіант роботи кешу: комп'ютер записує дані в накопичувач, вони потрапляють у кеш, і накопичувач відразу відповідає системі, що запис зроблено; комп'ютер продовжує далі працювати, вірячи в те, що накопичувач зміг дуже швидко записати дані, у той час як накопичувач «обдурив» ​​комп'ютер і лише записав потрібні дані в кеш, і потім почав записувати їх на диск. Ця технологія називається write-back caching (кеш із зворотним записом).

Внаслідок такого ризику на деяких робочих станціях не проводиться кешування взагалі. Сучасні накопичувачі дозволяють вимикати режим кешування запису. Це особливо важливо у додатках, де правильність даних дуже критична. Т.к. даний вид кешування сильно збільшує швидкість роботи накопичувача, проте зазвичай вдаються до інших методів, які дозволяють знизити ризик втрати даних внаслідок відключення електрики. Найпоширеніший метод – це підключення комп'ютера до блоку безперебійного живлення. Крім цього, всі сучасні накопичувачі мають функцію «flush write cache», яка примусово змушує накопичувач записати дані з кеша на поверхню, проте системі доводиться виконувати цю команду наосліп, т.к. вона все одно не знає, чи є в кеші дані чи ні. Щоразу, коли відбувається вимкнення живлення, сучасні операційні системи посилають цю команду вінчестеру, потім відбувається посилка команди запаркувати головки (хоча цю команду можна було б і не посилати, тому що кожен сучасний накопичувач автоматично паркує головки при зниженні напруги нижче за гранично допустимий рівень ) і лише після цього комп'ютер вимикається. Це гарантує збереження даних користувача та правильне вимкнення вінчестера.

sysadminstvo.ru

Кеш жорсткого диска

05.09.2005

Всі сучасні накопичувачі мають вбудований кеш, який також називають буфером. Призначення цього кешу не таке, як у кеша процесора. Функція кеша - це буферизація між швидким та повільним пристроями. У разі жорстких дисків, кеш використовується для тимчасового зберігання результатів останнього читання з диска, а також для перевиборки інформації, яка може бути запитана трохи пізніше, наприклад, кілька секторів після поточного сектора.

Використання кеша збільшує швидкодію будь-якого жорсткого диска, зменшуючи кількість фізичних звернень до диска, а також дозволяє працювати вінчестер навіть тоді, коли хост-шина зайнята. Більшість сучасних накопичувачів мають об'єм кешу від 2 до 8 мегабайт. Тим не менш, найбільш просунуті SCSI диски мають кеш, що досягає обсягу 16 мегабайт, це навіть більше ніж у середнього комп'ютера дев'яностих років минулого століття.

Слід зазначити, що коли хтось говорить про дисковий кеш, найчастіше мається на увазі не саме кеш жорсткого диска, а буфер, виділений операційною системою для прискорення процедур читання-запису саме в цій операційній системі.

Причина, через яку кеш жорсткого диска дуже важливий - це велика різниця між швидкістю роботи жорсткого диска і швидкістю роботи інтерфейсу жорсткого диска. При пошуку необхідного нам сектора проходять цілі мілісекунди, т.к. витрачається час на пересування голівки, очікування необхідного сектора. У сучасних персональних комп'ютерах навіть одна мілісекунда дуже багато. На типовому IDE/ATA накопичувачі час передачі 16-кілобайтного блоку даних з кешу до комп'ютера приблизно в сотні разів швидше, ніж час знаходження та зчитування його з поверхні. Саме тому всі жорсткі диски мають внутрішній кеш.

Інша ситуація, це запис даних на диск. Припустимо, що нам треба записати той самий 16-кілобайтний блок даних, маючи кеш. Вінчестер миттєво перекидає цей блок даних у внутрішній кеш і рапортує системі, що він знову вільний для запитів, паралельно з цим записуючи дані на поверхню магнітних дисків. Що стосується послідовного читання секторів із поверхні, кеш не грає великий ролі, т.к. швидкості послідовного читання та швидкість інтерфейсу в даному випадку приблизно однакові.

Загальні концепції роботи кеша жорсткого диска

Найпростіший принцип роботи кешу - це зберігання даних не лише запрошеного сектора, а й кількох секторів після нього. Як правило, читання з жорсткого диска відбувається не блоками по 512 байт, а блоками по 4096 байт (кластер, хоча розмір кластера може і змінюватись). Кеш розбитий на сегменти, кожен із яких може зберігати один блок даних. Коли відбувається запит до жорсткого диска, контролер накопичувача в першу чергу перевіряє, чи дані, що запитуються в кеші, і, якщо це так, то миттєво видає їх комп'ютеру, не виробляючи фізичний доступ до поверхні. Якщо даних у кеші не було, вони спочатку зчитуються і потрапляють у кеш, і тільки після цього передаються в комп'ютер. Т.к. розмір кешу обмежений, відбувається постійне оновлення шматочків кешу. Типово, що найстаріший шматок замінюється новим. Це називається циклічним буфером або круговим кешем.

Для підвищення швидкодії накопичувача виробники вигадали кілька методів підвищення швидкості роботи за рахунок кешу:

1. Адаптивна сегментація. Зазвичай кеш поділено на сегменти однакового розміру. Оскільки запити можуть мати різний розмір, це призводить до зайвої витрати блоків кешу, т.к. один запит буде поділятися на сегменти фіксованої довжини. Багато сучасних накопичувачів динамічно змінюють розмір сегмента, визначаючи розмір запиту і підлаштовуючи розмір сегмента під конкретний запит, таким чином підвищуючи ефективність і збільшуючи або зменшуючи розмір сегмента. Також може змінюватись кількість сегментів. Ця задача складніша, ніж операції з сегментами фіксованої довжини, і може призводити до фрагментації даних усередині кешу, збільшуючи навантаження на мікропроцесор жорсткого диска.
2. Перевибірка. Мікропроцесор жорсткого диска на основі аналізу даних, що запитуються в даний момент і запитів в попередні моменти часу, завантажує в кеш дані, які ще не були запитані, але мають до цього великий відсоток ймовірності. Найпростіший випадок перевиборки - це завантаження в кеш додаткових даних, які лежать трохи далі, ніж дані, що запитуються зараз, т.к. статистично вони мають більшу можливість бути запитаними пізніше. Якщо алгоритм перевиборки реалізований у мікропрограмі накопичувача коректно, це збільшить швидкість його роботи у різних файлових системах і з різними типами даних.
3. Контролювання користувачем. Високотехнологічні жорсткі диски мають набір команд, які дозволяють користувачеві контролювати всі операції з кешем. Ці команди включають наступні: дозвіл і заборона роботи кешу, управління розміром сегментів, включення та вимикання адаптивної сегментації та перевиборки тощо.

Не дивлячись на те, що кеш збільшує швидкість роботи накопичувача в системі, він також має свої мінуси. Для початку, кеш нітрохи не прискорює роботу накопичувача при випадкових запитах інформації, розташованої в різних кінцях пластини, оскільки при таких запитах немає сенсу у перевиборці. Також, кеш анітрохи не допомагає під час читання великих обсягів даних, т.к. він зазвичай досить маленький, наприклад при копіюванні 10 мегабайтного файлу, при звичайному в наш час буфері об'ємом 2 мегабайти, в кеш влізе лише трохи менше 20% файлу, що копіюється.

Внаслідок цих та інших особливостей роботи кеша він не так сильно прискорює роботу накопичувача, як хотілося б. Те, який виграш у швидкості він дає, залежить від розміру буфера, а й від алгоритму роботи з кешем мікропроцесора, і навіть від типу файлів, із якими ведеться робота на даний момент. І, як правило, дуже важко з'ясувати, які алгоритми роботи кешу застосовують у даному конкретному накопичувачі.

На малюнку представлена ​​мікросхема кеша накопичувача Seagate Barracuda, вона має ємність 4 мегабіти або 512 кілобайт.

Кешування операцій читання-запису

Не дивлячись на те, що кеш збільшує швидкість роботи накопичувача в системі, він також має свої недоліки. Для початку, кеш нітрохи не прискорює роботу накопичувача при випадкових запитах інформації, розташованої в різних кінцях пластини, оскільки при таких запитах немає сенсу у перевиборці. Також, він анітрохи не допомагає під час читання великих обсягів даних, т.к. він, зазвичай, досить маленький. Наприклад, при копіюванні 10 мегабайтного файлу, при звичайному в наш час буфері об'ємом 2 мегабайти, в кеш поміститься лише трохи менше ніж 20% файлу, що копіюється.

Внаслідок цих особливостей роботи кеша він не так сильно прискорює роботу накопичувача, як хотілося б. Те, який виграш у швидкості він дає, залежить від розміру буфера, а й від алгоритму роботи з кешем мікропроцесора, і навіть від типу файлів, із якими ведеться робота на даний момент. І, як правило, дуже важко з'ясувати, які алгоритми роботи кешу застосовують у даному конкретному накопичувачі.

В останні роки виробники жорстких дисків значно збільшили ємність кешу у своїх продуктах. Навіть наприкінці 90-х років 256 кілобайт було стандартом для всіх накопичувачів і тільки високорівневі пристрої мали кеш об'ємом 512 кілобайт. В даний час, кеш розміром 2 мегабайти став уже стандартом де-факто для всіх накопичувачів, тоді як найбільш продуктивні моделі мають ємності 8, а то й 16 мегабайт. Як правило, 16 мегабайт зустрічається лише на SCSI накопичувачах. Є дві причини, через які спостерігалося настільки швидке зростання буфера накопичувача. Одна з них – різке зниження цін на мікросхеми синхронної пам'яті. Друга причина - це віра користувачів у те, що подвоєння або навіть врахування розміру кеша дуже сильно позначиться на швидкості роботи накопичувача.

Розмір кеша жорсткого диска, звичайно, впливає на швидкість роботи накопичувача в операційній системі, але не настільки, як уявляють користувачі. Виробники користуються вірою користувача в розмір кешу, і в рекламних проспектах роблять гучні заяви про вчетверо в порівнянні зі стандартною моделлю розмірі кеша. Проте, порівнюючи той самий жорсткий диск із розмірами буферів 2 і 8 мегабайт, з'ясовується, що прискорення роботи виливається кілька відсотків. До чого це призводить? До того, що тільки дуже велика різниця в розмірах кешу (наприклад, між 512 кілобайтами та 8 мегабайтами) відчутно позначатиметься на швидкість роботи накопичувача. Так само треба пам'ятати, що розмір буфера вінчестера в порівнянні з пам'яттю комп'ютера досить малий, і часто більший внесок у роботу накопичувача має "софтовий" кеш, тобто проміжний буфер, організований засобами операційної системи під кешування операцій з файловою системою і в пам'яті комп'ютера. .

Кешування операцій читання та кешування операцій запису в чомусь схожі, але вони також мають багато відмінностей. Обидві ці операції мають на меті збільшити загальну швидкодію накопичувача: це буфери між швидким комп'ютером і повільною механікою накопичувача. Основна різниця між цими операціями полягає в тому, що одна з них не змінює дані в накопичувачі, тоді як інша – змінює.

Без кешування, кожна операція запису призводила б до нестерпного очікування, поки головки перемістяться в потрібне місце, і відбудеться запис даних на поверхню. Робота з комп'ютером була б неможливою: як ми вже згадували раніше, ця операція на більшості вінчестерів займала б як мінімум 10 мілісекунд, що дуже багато з точки зору роботи комп'ютера в цілому, оскільки мікропроцесору комп'ютера доводилося б чекати на ці 10 мілісекунд при кожному записі інформації. на вінчестер. Найдивовижніше, що існує саме такий режим роботи з кешем, коли дані одночасно записуються і в кеш і на поверхню, і система чекає на виконання обох операцій. Це називається write-through caching (наскрізне кешування). Ця технологія забезпечує прискорення роботи в тому випадку, якщо найближчим часом щойно записані дані потрібно рахувати назад у комп'ютер, а сам запис відбувається набагато довше, ніж час, через який будуть ці дані комп'ютеру.

На щастя, є швидший варіант роботи кешу: комп'ютер записує дані в накопичувач, вони потрапляють у кеш, і накопичувач відразу відповідає системі, що запис зроблено; комп'ютер продовжує далі працювати, вірячи в те, що накопичувач зміг дуже швидко записати дані, у той час як накопичувач "обдурив" комп'ютер і лише записав потрібні дані в кеш, і лише потім почав записувати їх на диск. Ця технологія називається write-back caching (кеш із зворотним записом).

Звичайно, технологія write-back кешування збільшує швидкодію, але, проте, і ця технологія теж має свій мінус. Жорсткий диск повідомляє комп'ютеру, що запис вже зроблено, тоді як дані знаходяться лише в кеші, і лише потім починає записувати дані на поверхню. Це займає якийсь час. Це не проблема, поки живлення комп'ютера. Т.к. пам'ять кеша - це енергозалежна пам'ять, в момент вимкнення живлення весь вміст кешу безповоротно втрачається. Якщо в кеші були дані, які чекають на запис на поверхню, і в цей момент було вимкнено живлення, дані будуть втрачені назавжди. І, що погано, система не знає, чи були дані точно записані на диск, т.к. вінчестер уже відрапортував, що зробив це. Таким чином, ми не тільки втрачаємо самі дані, а й не знаємо, які саме дані не встигли записатися, і навіть не знаємо, що стався збій. В результаті може статися втрата частини файлу, що призведе до порушення його цілісності, втрати працездатності операційної системи тощо. Звичайно, ця проблема не торкається кешування даних під час читання.

Внаслідок такого ризику на деяких робочих станціях не проводиться кешування взагалі. Сучасні накопичувачі дозволяють вимикати режим кешування запису. Це особливо важливо у додатках, де правильність даних дуже критична. Т.к. даний вид кешування сильно збільшує швидкість роботи накопичувача, проте зазвичай вдаються до інших методів, які дозволяють знизити ризик втрати даних внаслідок відключення електрики. Найпоширеніший метод – це підключення комп'ютера до блоку безперебійного живлення. Крім цього, всі сучасні накопичувачі мають функцію "flush write cache", яка примусово змушує накопичувач записати дані з кешу на поверхню, проте системі доводиться виконувати цю команду наосліп, т.к. вона все одно не знає, чи є в кеші дані чи ні. Щоразу, коли відбувається вимкнення живлення, сучасні операційні системи посилають цю команду вінчестеру, потім відбувається посилка команди запаркувати головки (хоча цю команду можна було б і не посилати, тому що кожен сучасний накопичувач автоматично паркує головки при зниженні напруги нижче за гранично допустимий рівень ) і лише після цього комп'ютер вимикається. Це гарантує збереження даних користувача та правильне вимкнення вінчестера.

spas-info.ru

Що є буфером жорсткого диска і навіщо він потрібен

Сьогодні найпоширенішим накопичувачем інформації є магнітний жорсткий диск. Він має певний об'єм пам'яті, призначений для зберігання основних даних. Також у ньому є буферна пам'ять, призначення якої полягає у зберіганні проміжних даних. Професіонали називають буфер жорсткого диска терміном cache memory або ж просто кешем. Давайте розберемося, навіщо потрібен буфер HDD на що впливає і який має розмір.

Буфер жорсткого диска допомагає операційній системі тимчасово зберігати дані, які були зчитані з основної пам'яті вінчестера, але не були передані на обробку. Необхідність наявності транзитного сховища обумовлена ​​тим, що швидкість зчитування інформації з HDD накопичувача та пропускна спроможність ОС значно різниться. Тому комп'ютеру потрібно тимчасово зберігати дані в «кеші», а потім використовувати їх за призначенням.

Безпосередньо сам буфер жорсткого диска є не окремими секторами, як вважають некомпетентні комп'ютерні користувачі. Він є спеціальними мікросхемами пам'яті, що розміщуються на внутрішній платі HDD. Такі мікросхеми здатні працювати набагато швидше самого накопичувача. Внаслідок чого зумовлюють збільшення (на кілька відсотків) продуктивності комп'ютера, що спостерігається під час експлуатації.

Варто зазначити, що розмір "cache memory" залежить від конкретної моделі диска. Раніше він становив близько 8 мегабайт, причому такий показник вважався задовільним. Однак з розвитком технологій виробники змогли випускати мікросхеми з більшим обсягом пам'яті. Тому більшість сучасних вінчестерів мають буфер, розмір якого варіюється від 32 до 128 мегабайт. Звичайно, найбільший кеш встановлюється в дорогі моделі.

Який вплив надає буфер жорсткого диска на продуктивність

Тепер розповімо, чому розмір буфера вінчестера впливає на продуктивність комп'ютера. Теоретично, чим більше інформації перебуватиме в cache memory, тим рідше операційна система буде звертатися до вінчестера. Особливо це актуально для сценарію роботи, коли потенційний користувач займається обробкою великої кількості дрібних файлів. Вони просто переміщаються до буфера жорсткого диска і там чекають своєї черги.

Однак якщо ПК використовується для обробки файлів великого розміру, то кеш втрачає свою актуальність. Адже інформація не зможе розміститися на мікросхемах, обсяг яких невеликий. В результаті користувач не помітить збільшення продуктивності комп'ютера, оскільки буфер практично не використовуватиметься. Це відбувається у випадках, якщо в операційній системі запускатимуться програми для редагування відеофайлів тощо.

Таким чином, при придбанні нового вінчестера рекомендується звертати увагу на розмір кешу тільки у випадках, коли планується постійно займатися обробкою невеликих файлів. Тоді вдасться помітити збільшення продуктивності свого персонального комп'ютера. А якщо ж ПК використовуватиметься для звичайних повсякденних завдань або обробки файлів великого розміру, тоді можна не надавати буферу обміну жодного значення.

Видається жорстким диском.

Також не оминули стороною інтерфейс HDD, де було розглянуто основні особливості та відмінності інтерфейсу SATAта застарілого IDE. І звичайно ж не забули, мабуть, найголовнішу характеристику – це обсяг жорсткого диска.

У цьому матеріалі ми поговоримо щодо характеристик жорстких дисків, що залишилися, які не менш важливі ніж вищевказані.

Форм-фактор жорсткого диска

На даний момент широко поширені два форм-фактори жорстких дисків - це 2,5 і 3,5 дюйма. Форм-фактором більшою мірою визначаються габарити жорстких дисків. До речі, жорсткий диск 3,5”, міститься до 5-ти пластин накопичувача, а 2,5” – до 3-х пластин. Але в сучасних реаліях це не є перевагою, оскільки розробники визначили собі, що встановлювати більше двох пластин у стандартні високопродуктивні жорсткі диски - не доцільно. Хоча форм-фактор 3,5” зовсім не має наміру здаватися і за рівнем попиту впевнено переважує 2,5” у десктопному сегменті.

Тобто для настільної системи, поки є сенс набувати лише 3,5”, оскільки серед переваг даного форм-фактора, можна відзначити нижчу вартість за гігабайт простору, при більшому обсязі. Це досягається за рахунок більшої, за розміром пластини, яка при однаковій щільності запису вміщує більший обсяг даних, ніж 2,5”. Традиційно, 2,5” завжди позиціонувався як форм-фактор для ноутбуків, переважно завдяки своїм габаритам.

Існують інші форм-факторы. Наприклад, у багатьох портативних пристроях використовуються жорсткі диски форм-фактора 1,8”, але ми детально зупинятися не будемо.

Об'єм кеш-пам'яті жорсткого диска

Кеш-пам'ять– це спеціалізоване ОЗУ, яке виступає у ролі проміжної ланки (буфера), для зберігання даних, які вже зчитані з жорсткого диска, але ще були передані безпосередньо на обробку. Сама наявність буфера була викликана суттєвою різницею у швидкості роботи між іншими компонентами системи та жорстким диском.

Як такою характеристикою кеш-пам'яті HDD є обсяг. На даний момент найбільш популярні жорсткі диски з буфером 32 та 64 МБ. Насправді, покупка жорсткого диска з великим обсягом кеш-пам'яті, не дасть дворазового збільшення продуктивності, як це може здатися, виходячи з класичної арифметики. Більше того, тестування показали, що перевага у жорстких дисків з кешем 64 Мб проявляється досить рідко і тільки при виконанні специфічних завдань. Тому, по-можливості варто придбати жорсткий диск з об'ємнішою кеш-пам'яттю, але якщо це йтиме на значну шкоду ціннику, то це не той параметр, на який слід орієнтуватися в першу чергу.

Час довільного доступу

Показник часу довільного доступу жорсткого диска характеризує час, протягом якого вінчестер гарантовано проведе операцію читання будь-де жорсткого диска. Тобто за якийсь проміжок часу, головка читання зможе дістатися до найвіддаленішого сектора жорсткого диска. Це більшою мірою залежить від раніше розглянутої характеристики швидкості обертання шпинделя жорсткого диска. Адже чим більше швидкість обертання, тим швидше головка може дістатися до потрібної доріжки. У жорстких дисках цей показник становить від 2 до 16 мс.

Інші характеристики HDD

Тепер тезово і коротко перерахуємо характеристики жорстких дисків, що залишилися:

• Споживання енергії – споживають жорсткі диски зовсім небагато. При чому часто вказується максимальна споживана потужність, яка має місце, тільки на проміжних етапах роботи під час пікового завантаження. У середньому це 1,5-4,5 Вт;
• Надійність (MTBF) – так званий час напрацювання на відмову;
• Швидкість передачі – із зовнішньої зони диска: від 60 до 114 Мб/c, і з внутрішньої – від 44,2 до 75 Мб/с;
• Кількість операцій вводу-виведення в секунду (IOPS) – у сучасних жорстких дисків цей показник становить близько 50/100 оп./c, при довільному та послідовному доступі.

Ось ми розглянули всі характеристики жорстких дисків за допомогою невеликої серії статей. Природно, що багато параметрів перетинаються і певною мірою впливають один на одного. Але, зате на основі інформації щодо всіх цих параметрів, можна змоделювати собі майбутній пристрій, і при виборі, чітко розуміти, який з моделей слід віддати перевагу у вашому окремому випадку.

А ось такі іграшки можуть вийти зі старих жорстких дисків, вірніше зі складових жорсткого диска. Наприклад, колеса виготовлені зі шпиндельного двигуна вінчестера, який надає руху вісь з головкою зчитування.

Хочу відразу сказати, що це не тупо моя думка чи мені здається те, що додатковий кеш прискорює диск, так воно і є насправді (недарма користуюся вже два роки приблизно). Але про все по порядку. По-перше, жорсткий диск насправді не прискорюється, просто процес роботи Windows з файловою системою оптимізується по максимуму.

Кеш є кеш. Дані якими ви користувалися нещодавно заносяться до нього, програми, які ведуть активну роботу з файлами — здебільшого записують у кеш, він уже у певний інтервал скидає їх на жорсткий диск. Цей процес у новій версії софту вже не глючить, тобто все відбувається плавно (при використанні режиму Idle-Flush).

Про утиліту PrimoCache

Я ось чому розповідаю про цю утиліту, вона до речі називається PrimoCache, і я їй користуюся з першої її версії, і на сьогодні вона вже дуже здорово вдосконалилася.

Ще раз це програмне рішення кеша виконане у вигляді драйвера. Сам кеш створюється з оперативної пам'яті, тобто щоб його зробити у вас має бути її чимало, ну 4-8 гб хоча б.

Програма НЕ безкоштовна, але можна користуватися 60-день безкоштовно, втім кому вона реально стане дуже корисною, то обійдуть це обмеження, не зламуючи саму програму.

Не знаю, чи варто цей кеш ставити, щоб покращити продуктивність ігор - тут я не знаю, тому що вони дані завантажили в оперативну пам'ять і працюють з ними. У грі я помітив ось що - перший раз рівень гри завантажувався як завжди, а потім, після півгодини гри все вже ніби швидше працювало, промальовувалося. Але файлова система взагалі мало впливає на гру, тут тільки завантаження може збільшитись, у грі важлива відеокарта в першу чергу.

Особливості програми PrimoCache

Загалом, не довго розписуватиму, а напишу всі особливості програми у вигляді списку, так думаю буде зручніше.

• Як я вже писав, для роботи потрібно трохи вільної оперативної пам'яті, хоча б 1-2 Гб. Це дозволить зняти пікові короткочасні навантаження на жорсткий диск, наприклад, одне з таких навантажень може бути відкриття купу вкладок у браузері. Що це взагалі відбувається? Кожна вкладка, це сторінка і в ній є картинки, скрипти та ще якісь елементи. Майже всі браузери це кешують, так ось, все це записується на жорсткий диск, а це все дрібні файли (!), І ось купа вкладок і створює процес запису великої кількості дрібних файлів на диск! Коли є кеш PrimoCache, то він приймає це навантаження на себе, а швидкість роботи оперативної пам'яті куди вище ніж жорсткого диска, в результаті браузер працює трохи швидше.
• Щодо кешування Windows. Так, тут я не сперечаюся, вона також добре кешує, але робить вона це набагато простіше - просто кешуючи файли! А PrimoCache кешує блоки файлів і йому все одно, що це за блоки — просто програма якась або системні дані/бібліотеки.
• Ризик втратити дані є, але в нових версіях PrimoCache є алгоритм роботи такий, при якому дані скидаються в режимі простою і поступово. Проте, якщо поставити інтервал, наприклад, 4 секунди, то скидати дані будуть майже відразу і при цьому не заважаючи іншим програмам працювати з диском. Загалом я не мав ще такого, щоб я втратив дані, хоча використовую утиліту близько двох років.
• Ще одна перевага такого кешу в тому, що якщо система з таким кешем працює вже довго, всі основні дані вже будуть кешовані. Якщо потрібно буде відкрити програму, яку ви НЕ відкривали і зрозуміло її в кеші НІ, то вона відкриється ШВИДШЕ, тому що цьому процесу ніякі звернення до диска заважати не будуть, бо всі вони будуть кешовані.
• Драйвер програми (це і є основний механізм) не навантажує процесор взагалі, скільки я не тестував і не перевіряв - навантаження немає за будь-якого обсягу.
• При вимиканні Windows кеш також автоматично скидатиметься на диск, і лише потім вже система вимкнеться.
• Як кеш також можна використовувати SSD-накопичувач, що навіть плюс, тому що в режимі постійного плавного скидання можна використовувати якийсь дешевий SSD, а потім якщо щось замінити. Але SSD дешевше та й більше об'єм, ніж у оперативної пам'яті, і при цьому обсягу вистачить щоб кешувати майже все те, чим ви користуєтеся щодня. Якщо використовувати SSD-кеш на 128 Гб наприклад, то взагалі ви рідко помічатимете швидкість роботи файлової системи, порівнянну з жорстким диском.
• Програма працює стабільно - ніяких глюків мною виявлено не було взагалі, тобто не було такого, що вона зависала, навіть у першій версії утиліти.
• Ті, хто часто працюють з віртуальними машинами, як наприклад я, реально зможуть оцінити ефект від PrimoCache, який кешуватиме в тому числі блоки віртуального жорсткого диска, що в свою чергу дуже прискорюють файлову систему віртуальної машини (я особисто користуюся VMware, але в VirtualBox думаю також прискорить). До речі з таким кешем, віртуальна машина в режим сну переходить миттєво.
• Також ефект дуже помітний під час встановлення програм. Будь-яка програма, особливо важка з багатьма інсталяційними файлами, папками, буде встановлена ​​набагато швидше з таким кешем, ніж без нього (знову ж таки, при установці записується дуже багато дрібних файлів на диск!). Я особисто перевіряв на офісному пакеті від Microsoft та OpenOffice.

Ну, приблизно так все, ще раз напишу я програму не рекламую, просто особисто для мене вона дуже корисною виявилася.

Установка PrimoCache

Як би все що потрібно вже написав і можна приступати до установки, нічого складного тут немає, переходимо на цю сторінку і звідти завантажуємо останню версію супер програми для прискорення жорсткого диска.

У нас це версія v2.2.0, вибираємо Desktop Edition, різниці з серверною версією майже немає, там вона тільки в кеші який створюється чи для всіх розділів, чи для одного, чесно кажучи не пам'ятаю, серверну краще використовувати на серверах Ну і ще одна відмінність у підтримці, серверна як я розумію, має інший рівень підтримки як і зовсім іншу ціну за ліцензію.

Загалом розпакували архів із утилітою, запускаємо її. Як завжди, натискаємо Next, потім приймаємо ліцензійну угоду, знову Next, шлях встановлення без причини не змінюємо:

Ну і знову Next Загалом із встановленням у вас проблем виникнути не повинно, все дуже просто. Я не написав ще одне, програма англійською, але запевняю вас, що в ній ви зможете розібратися без проблем! Я ж якось розібрався, хоч і погано знаю англійську

Після встановлення програми потрібно буде перезавантажити.

Загалом, я зробив перезавантаження, напевно ви теж чи читаєте далі, загалом проблем немає — все працює, драйвер вже в роботі, але кеш для жорсткого диска ще потрібно налаштувати.

На робочому столі буде ярлик PrimoCache, запускаємо його і бачимо такий інтерфейс програми:

Вгорі кнопки, а внизу буде відображено статус роботи. Щоб створити кеш, потрібно натиснути на першу верхню кнопку із зеленим плюсиком.

Тепер давайте створимо кеш, у мене на комп'ютері 2 Гб ОЗУ, що не так багато, але будь-який кеш якщо і не прискорюватиме жорсткий диск, то точно продовжить термін служби його, позбавляючи численних однотипних запитів до нього.

Отже, перше, що вам потрібно - це вказати для якого диска ви хочете створити кеш. Відразу скажу, що ви можете не морочитися і вибрати всі диски - тобто поставити скрізь головні галочки, ось тут:

Ну, якщо у вас там жорстких дисків кілька, то й галочок буде кілька

Вибрали диски, натискаємо Next. Тут потрібно вибрати стратегію — тобто який режим кешу жорсткого диска ви хочете? Давайте я перерахую, які вони можуть бути.

Натискаємо Next, тепер буде відкрито головне вікно налаштувань. Тепер дивіться перед тим як налаштовувати, давайте трохи розберемося — скільки потрібно відводити пам'яті для такого кеша жорсткого диска?

• Якщо у вас сучасна версія Windows, а це я маю на увазі сімка, вісімка чи десятка, то вважаємо так. Мінімум відкидаємо 1 Гб на саму Windows, потім якщо у вас є якісь ресурсомісткі програми, то вони також можуть вимагати 1-2 Гб ОЗУ. Якщо у вас, наприклад, 8 Гб, то можете дати на кеш 2 Гб або навіть 4 Гб залежно від того, що ви робите на комп'ютері.
• Якщо у вас Windows XP, то на неї і на всі програми вистачить 2 Гб, а решту можна кинути на кеш. У будь-якому випадку, не намагайтеся задати той розмір, який програма не дозволяє, це просто призведе до диких гальм, тому що почне активно працювати свопінг - тобто файл підкачування (через брак оперативної пам'яті).
• Зробіть так - запустіть комп'ютер, увімкніть всі необхідні програми, і потім вже задавайте кеш з тієї пам'яті, яка залишилася.
• У мене особисто 8 Гб ОЗУ, і з них 4 Гб я виділив під кеш, тому що мені важлива швидка робота віртуальної машини, при цьому щось ресурсомістке за офіс я не запускаю.

Загалом, ви можете спокійно поекспериментувати, навіть мінімальний кеш для жорсткого буде дуже корисним, тому що йому буде просто легше працювати.

Отже, як ви вже зрозуміли, кеш задається ось тут:

Тепер налаштування справа, там буде таке як Block Size, його потрібно виставити таким, як у жорсткого диска, тобто я маю на увазі розмір кластера. Якщо ви не знаєте який - не біда, пропускайте цей крок, тому що після запуску кешу буде інформація про те, який у вас кластер і потім можете змінити.

Cache Strategy - це вибір стратегії, але ми вже вибрали і інший тип використовувати я не рекомендую, вам навряд чи він буде ефективнішим.

Опція Enable Defer-Write. Це дуже важлива опція, тут ви вказуєте через скільки секунд скидати кеш на жорсткий диск, за замовчуванням коштує 10 секунд, можете цей час не чіпати, а можете встановити менше з метою безпеки. У мене коштує 8 секунд.

Тепер напроти цієї опції буде кнопка, вона означає за метод скидання даних, ось ця кнопка:

Ось там є меню Write Mode, в якому є п'ять режимів, ви можете поекспериментувати з ними, а можете одразу виставити той, який я раджу — це Idle-Flush. У цьому режимі дані будуть скидатися в той час, коли диск особливо нічим не зайнятий, і при цьому будуть скидатися не на повну швидкість, щоб не забивати швидкість самого диска. Тип Native це просто чистий режим, тобто дані просто записуватимуться через кожен вказаний вами проміжок часу. Є ще режим Intelligent, я його також пробував і там можуть бути гальма системи, загалом мені сподобався тільки Idle-Flush.

Але чому можуть бути гальма системи при деяких режимах? Справа в тому, що коли приходить час скидання даних, PrimoCache їх записує на диск з максимальною швидкістю. А це може тупо забити диск і він у цей час дуже повільно працюватиме, цей час звичайно буде дуже малим, але все ж таки це було основною проблемою першої версії програми, потім вже виправили.

Ще потрібна опція це Free Cache on Written – очищення кешу, який був зайнятий даними для запису. Тобто дані, які були записані в кеш, а потім вже на фізичний диск, то в кеші вони вже будуть видалені, тому що просто не потрібні. Це не стосується даних читання. Цю галочку краще увімкнути.

Опція Flush on Sleep потрібна для того, щоб скидати кеш перед переходом у режим сон.

Ще є опція Prefetch Last Cache, щоб дані, які були при вимкненні Windows, потім при включенні автоматично заносилися в кеш. З одного боку опція корисна, а з іншого, при старті Windows вона і так щось завантажує, включає, загалом і при цьому ще працюватиме кеш, який можливо буде відновлювати в кеш вже напівпрострочені дані або просто неактуальні. Цю опцію особисто я не вмикав, можете спробувати

Загалом я створив кеш на 256 мб, це теж добре, у будь-якому випадку КРАЩЕ ніж його немає, особливо якщо у вас старенький жорсткий диск як у мене, мого то років десять вже

Тепер можна натиснути двічі по кешу і виставити вже той розмір кластера, який у вашого жорсткого диска (саме він показаний навпроти розділу в створеному вже кеші!), тобто 4 кб в моєму випадку.

Внизу програми ви можете переглянути статистику роботи, в основному важливі два параметри, це:

• Deferred Blocks, тут буде вказано кількість блоків, які в кеші і яких ще немає на жорсткому диску, але після того, як вони будуть записані, то цифра буде зменшуватися до нуля.
• Free Cache — скільки вільного кешу у вас є, тобто можна зрозуміти скільки даних вже кешовано.

Інші параметри вже не такі важливі, найголовніше, щоб не дуже багато було блоків Deferred Blocks, тобто цим хочу сказати щоб зазначений інтервал був достатній для того, щоб там регулярно проводилося скидання даних. Щоб ви нічого не втратили, чи мало, якщо світло вимкнеться або зависне Windows, ну багато може бути варіантів. Якщо у вас ДБЖ, то взагалі супер, можна поставити бодай хвилину. Але у мене є ДБЖ, але все одно коштує 8 секунд

Вгорі буде кнопка додаткових налаштувань:

Можна увімкнути опцію Launch PrimoCache GUI application at Windows startup — щоб після включення Windows запускалася програма вже з відкритим головним вікном статистики, а також може вам буде цікава опція Minimize to the system tray when closed — щоб при закритті головного вікна вона переходила в трей і там сиділа зі своїм значком Інші опції краще не чіпати.

А тепер ще про дещо, я не раджу при такому кеші використовувати сплячий режим, все ж таки не знаю наскільки це стабільно буде все працювати, особисто я жодного разу не користувався сплячим режимом. З опцією попереднього завантаження ви можете поекспериментувати, якщо у вас ноутбук і ви просто сидите в інтернеті, користуєтеся браузерами, то цілком можливо, що ця опція буде вам потрібна. Ви увімкнули ноутбук, завантажилася Windows, і вже скоро всі дані в кеші. Всі ваші браузери відкриються миттєво та інші програми.

Ну і ще, якщо у вас дуже великий кеш, наприклад 8 Гб, то краще не ризикувати і виставити невеликий інтервал скидання даних, наприклад, десять секунд. Для надійної роботи з використанням великого часу затримки роботи Defer-Write для стаціонарного комп'ютера для безпеки від втрати даних при раптовому відключенні живлення необхідно використовувати UPS!

Ну, на цьому все, сподіваюся, що вам стаття була цікавою та корисною, і ви може бути вирішили завдання про те, як прискорити жорсткий диск хоч трохи

15.01.2016