Co znamená vyrovnávací paměť na pevném disku? Vliv vyrovnávací paměti na výkon pevného disku. přechod mezi stopami, ms

Max Kurmaz

Je známo, že pevné disky jsou vybaveny vlastní vyrovnávací pamětí relativně malé velikosti. Vyrovnávací paměť se používá jako mezipaměť na čipu pro operace čtení a zápisu, což umožňuje optimalizovaný výkon a minimalizaci časově náročných přístupů na plotny. Například, když je volné místo ve vyrovnávací paměti, může řadič dočasně umístit data, která je třeba tam zapsat, a počkat na vhodnou chvíli, kdy nejsou žádné požadavky ze systému (hostitele).

Při provádění požadavků na čtení řadič ukládá poslední přečtená data pro případ, že by si je hostitel znovu vyžádal – pak již není potřeba znovu přistupovat na disk. Řadič často provádí čtení předem, aby se pokusil předpovědět další požadavky hostitele, a takto načtená data jsou také ukládána do vyrovnávací paměti. Ukazuje se, že vyrovnávací paměť je neustále využívána pevným diskem a její role je velmi důležitá.

Výrobci pevných disků se vždy snažili zvýšit množství vyrovnávací paměti. Dnes je to jednodušší, protože konvenční čipy synchronní dynamické paměti (SDRAM), které se používají v pevných discích, jsou poměrně levné. Koncem 90. let byly stolní pevné disky vybaveny vyrovnávací pamětí 512 KB, poté většina modelů dostávala 2 MB paměti a dnes jsou nejrozšířenější pevné disky s vyrovnávací pamětí 8 MB. Neexistuje však žádná hranice dokonalosti: společnost aktualizovala svou masovou řadu pevných disků Caviar SE a přidala modely Kaviár SE16. Jejich hlavním rozdílem, jak už asi tušíte, je dvojnásobný objem vyrovnávací paměti.

Proč potřebujeme 16 MB?

Zdá se, že čím větší je vyrovnávací paměť, tím vyšší bude výkon pevného disku. Kontrolér bude moci umístit více dat do vyrovnávací paměti, což znamená, že bude méně často přistupovat k magnetickým deskám. Ne vše je však tak jednoduché, jak se na první pohled zdá.

Algoritmy ukládání do mezipaměti obvykle používají metodu asociativního vyhledávání k určení, zda jsou požadovaná data přítomna ve vyrovnávací paměti. Chcete-li zvýšit množství dat uložených v mezipaměti, musíte buď zvětšit velikost jednoho bloku (řádku mezipaměti), nebo zvýšit počet řádků. A to je plné výskytu dalších problémů s asociativním vyhledáváním a výměnou dat s mezipamětí.

U pevného disku však není rychlost ukládání do mezipaměti tak důležitá, protože je v každém případě zanedbatelná ve srovnání se zpožděními při přístupu k magnetickým médiím. Zda ovladač opravdu potřebuje další paměť, je jiná věc. Je možné, že pevný disk není tak pracovně vytížen, že plně využívá veškerý dostupný prostor ve vyrovnávací paměti. Například při jednoduchém kopírování a načítání programů není potřeba nic ukládat do mezipaměti, protože data jsou čtena pouze jednou. Ale při práci v prostředí serveru, kdy požadavky přicházejí chaoticky a nepřetržitě, je velká vyrovnávací paměť významným plusem pro pevný disk. Ve skutečnosti proto byly serverové pevné disky vždy vybaveny vyrovnávací pamětí alespoň 8 MB. Ale ve stolním počítači je rychlost čtení a přístupu důležitější než efektivita ukládání do vyrovnávací paměti.

(Nezapomeňme však na technologii NCQ. S její pomocí může pevný disk spravovat frontu požadavků, měnit pořadí, v jakém jsou obsluhovány. Protože se v tomto případě mění i povaha přístupu k médiu, může dodatečné ukládání do vyrovnávací paměti pomoci zlepšit výkon, ale bohužel, většina uživatelů stále neví, jak používat NCQ, protože podpora z pevného disku sama o sobě nestačí).

Ukazuje se, že velká velikost vyrovnávací paměti pravděpodobně nebude mít významný dopad na celkovou rychlost. Instalace čipu s vyšší kapacitou ke zlepšení výkonu nestačí. Vývojáři by měli nejen přepracovat mikrokód, ale také zlepšit rychlost čtení/zápisu médií a propustnost rozhraní.

Kaviár SE16. Designové vlastnosti

Mohli jsme porovnat model WD2500KS, součást řady Caviar SE16, s modelem WD2000JS ze „standardní“ řady Caviar SE. Jak se ukázalo, mají minimum rozdílů: označení HDA, konektorů a desky elektroniky jsou stejné. Dokonce i verze mikrokódu je stejná. V důsledku toho vývojáři z WD použili předchozí technologii a jednoduše nahradili jeden paměťový čip jiným.

Pro ty, kteří si nejsou vědomi funkcí pevných disků WD, budeme vás informovat o následujícím. Tento výrobce používá pouze ověřené technologie a obzvlášť dbá na ochranu disků před poškozením. Provedení HDA je standardní: masivní tělo a plochý horní kryt jsou hermeticky spojeny a na horní straně krytu je ventilační otvor. Ale deska elektroniky je tradičně otočena s mikroobvody dovnitř a přitlačena k tělu je tepelně vodivé těsnění;

Tato technika umožňuje chránit mikroobvody před přehřátím a vnějšími vlivy. K dispozici jsou dva napájecí konektory - standardní 4pinový a nový plochý, v souladu s požadavky Serial ATA. Pro ochranu konektoru rozhraní Serial ATA před náhodným odpojením WD doporučuje použít speciální kabel SecureConnect mající západky.

Řada Caviar SE16 je k dispozici pouze s podporou rozhraní Serial ATA. Řadič pevného disku navíc podporuje „druhou rychlost“ 3 Gbit/s (300 MB/s). Další technologie, zejména NCQ, zatím implementovány nebyly – zde WD zaostává za ostatními výrobci.

Rozsah kapacit pevných disků Caviar SE16 je stále malý. Na stránkách WD se nám podařilo najít údaje o 250 GB modelu, navíc se nedávno objevil 400 GB model. Přesnou hustotu záznamu a kapacitu jedné plotny výrobce nezveřejňuje, podle dostupných údajů však současná řada pevných disků využívá 100GB plotny. Dnes je to skromný výsledek, ale WD praktikuje modernizaci řady beze změny názvů a specifikací, takže se může dobře ukázat, že disky s prostornějšími plotnami jsou již v prodeji.

Testování

Testování se zúčastnily pevné disky od tří výrobců: WD, Seagate a Samsung. V době psaní tohoto článku byly jejich produkty prezentovány v široké škále. Pevný disk Caviar řady SE16 recenzovaný v této recenzi měl následující parametry:

• označení WD2500KS-00MJB0;
• objem 250 GB;
• verze mikrokódu 02.01C03;
• tichý režim polohování (AAM) je deaktivován (0FEh).

Porovnáme s ním následující pevné disky:

Caviar SE, z řady s 8 MB vyrovnávací paměti, objem 200 GB:

• značení: WD2000JS-00MHB0;
• objem vyrovnávací paměti – 8 MB;
• rozhraní – Serial ATA 3 Gbit/s, NCQ není podporováno;
• verze mikrokódu – 02.01C03 (stejná);
• Tichý režim polohování (AAM) je deaktivován (0FEh).

Samsung SpinPoint P120, 200 GB:

• označení SP2004C;
• objem vyrovnávací paměti – 8 MB;
• rozhraní – Serial ATA 3 Gbit/s, podporováno NCQ;
• verze mikrokódu – VM100-33;
• „tichý“ režim polohování je povolen (kód 00h).

Seagate Barracuda 7200.8, 200 GB:

• označení ST3200826AS;
• objem vyrovnávací paměti – 8 MB;
• rozhraní – Serial ATA 1,5 Gbit/s, podporováno NCQ;
• verze mikrokódu – 3.03;
• „tichý“ režim polohování je blokován (ovládání není k dispozici).

Pevné disky Seagate a Samsung mají vyšší hustotu záznamu než WD Caviar. Seagate má navíc vyšší udávanou rychlost určování polohy (8 ms oproti 8,9 ms pro Samsung a WD), zatímco Samsung je tišší. To znamená, že WD formálně nemá žádné výhody oproti diskům jiných výrobců. Ale v praxi může být opak pravdou.

Pevné disky byly připojeny k druhému portu řadiče Serial ATA zabudovanému do jižního rozbočovače ICH5 čipové sady Intel 865G. Čipsety řady 865 bohužel nepodporují rychlosti 3 Gbit/s a technologii NCQ, takže nemohou plně odhalit možnosti moderních pevných disků. Další konfigurační parametry testu:

• Procesor Intel Pentium 4 2.80 (sběrnice 800 MHz);
• základní deska Intel D865GBF (Intel 865G);
• paměť 2 x 256 DDR400, povolen dvoukanálový režim;
• grafická karta GeForce FX 5600;
• Pevné disky byly instalovány do 2,5palcové klece skříně Inwin J551 nebylo použito žádné speciální chlazení.

Nízkoúrovňové testy

Použití programů, které pracují přímo s diskem, umožňuje měřit teoretické parametry pevného disku – rychlost náhodného přístupu, průměrnou (trvalou) rychlost čtení a zápisu, efektivitu líného zápisu. Zároveň je vliv cachovacích algoritmů minimální, protože přístup je prováděn nepřetržitě a podle jednoduchého schématu.

Nízkoúrovňové parametry byly vypočteny pomocí následujících programů:

• IOMeter 2004.07.30;
• HDTach 2,68;
• HDTach 3.0.1.0;
• Winbench 2.0 (disk byl naformátován pro jeden velký oddíl NTFS).

Rychlost přístupu ke čtení, ms

Rychlost přístupu se ukázalo být vyšší pro Caviar, protože pevné disky WD nepoužívají algoritmy zpoždění polohy (AAM). Seagate, navzdory vynikajícím hlášeným číslům, skončil na posledním místě. Kupodivu byl Caviar SE16 o něco horší než jeho bratr (0,3 ms), což lze vysvětlit buď přirozeným rozdílem v technologických parametrech (přece jen má mechanika nějaké odchylky v jednom či druhém směru), nebo vlivem třetí deska (čím větší počet hlav, tím větší zpoždění pro jejich přepínání). Samozřejmě, rozdíly jsou ve skutečnosti velmi malé a nebudeme mluvit o vážném zpoždění v Caviar SE16.

Rychlost přístupu k záznamu, ms

Z hlediska rychlosti přístupu k zápisu jsou pevné disky WD stejné a poskytují dvojnásobnou rychlost přístupu pro čtení. To je vysvětleno vlivem algoritmu zpožděného záznamu.

Rychlost sekvenčního čtení, MB/s

Rychlost sekvenčního zápisu, MB/s

Podle rychlost sekvenčního čtení/zápisu Caviar SE16 byl naopak mírně před Caviar SE. Předběhl je ale pevný disk Seagate (+10 %), což je vzhledem k použití vyšší hustoty záznamu přirozené, a Samsung byl naopak stejně pozadu.

Přesnější analýzu rychlosti čtení/zápisu lze provést pomocí IOMeter. Pokud jiné programy pracují s bloky 64 KB, IOMeter může velikost bloku měnit.

Plán sekvenčního čtení

Seagate je lídrem ve čtení: výrazně lépe si poradí (+20 %) s malými i velkými bloky. Samsung, jak se ukazuje, pracuje s malými bloky velmi špatně.

A WD si vedl v testech zápisu výborně, když porazil Seagate při práci s bloky menšími než 64 KB.

Program Winbench’99 i přes svůj úctyhodný věk poměrně přesně vykresluje sekvenční čtení. Oba disky WD mají stejný tvar grafu bez vrcholů nebo prohlubní, což naznačuje vysokou stabilitu čtení. Graf Caviar SE16 je více protáhlý, což je dáno jeho větší kapacitou.

Zvětšení měřítka grafu nám umožňuje vzít v úvahu krátkodobé, ale silné poklesy rychlosti u společností Seagate a Samsung (provozování algoritmů pro korekci chyb ECC, zpoždění při přepínání hlav a přepínání stop) a jejich absenci u WD. A i když je hustota záznamu u WD horší, osvědčená technologie výroby má své výhody – vyšší stabilitu.

Simulace aplikace

Šablona testu Workstation IOMeter umožňuje generovat zatížení diskového subsystému, které se blíží skutečnému (statistiky byly shromážděny pomocí testu Winstone 2002 Content Creation). Tento test je tedy citlivější na rychlost přístupu než na rychlost čtení/zápisu a navíc bere v úvahu fungování algoritmů ukládání do mezipaměti, protože požadavky přicházejí s rostoucí hloubkou fronty.

Grafy výkonu pomocí šablony Workstation

Podle zjištěných údajů oba disky WD mírně předčily Samsung a doslova rozdrtily Seagate. Caviar SE je opět o něco lepší než Caviar SE16, protože mají mírný rozdíl v rychlosti přístupu.

Do testu PCMark05 jsme vkládali velké naděje, protože by měl ukázat výhodu velké vyrovnávací paměti. Tento test používá vzory zaznamenané pomocí testovací sady Intel IPEAK SPT k provádění konkrétních úkolů. V důsledku toho může PCMark05 více či méně věrohodně simulovat provoz pevného disku v reálných podmínkách.

Pokud jsou tedy pevné disky WD téměř stejné, pokud jde o rychlost načítání systému Windows XP, kopírování souborů a skenování virů, pak z hlediska rychlosti načítání aplikací a přístupu k datům za běhu aplikací je Caviar SE16 10-15 % rychlejší než Caviar SE, nemluvě o Samsungu a Seagate.

Výhoda pevného disku s velkou vyrovnávací pamětí je znatelná i v testu Winstone, zvláště pokud je použit souborový systém FAT32.

závěry

Výsledky testu dokazují, že zvýšení pufru má pozitivní účinek. Je malý, v rozmezí 10–15 %, a objeví se pouze tehdy, když pevný disk pracuje za podmínek blízkých skutečným. V testech nízké úrovně není prakticky žádný rozdíl, což je v souladu s teorií. Stejná teorie naznačuje, že se zvýšením šířky pásma rozhraní a hustoty záznamu, stejně jako se zavedením technologií optimalizace přístupu na disk, bude nutné zvýšit objem vyrovnávací paměti. Vývojáři z WD proto trochu spěchali; je však lepší pracovat na vývoji technologie nyní, než později dohánět konkurenty.

Nyní je na pultech obchodů velké množství pevných disků a mnoho lidí věnuje pozornost pouze jednomu parametru - kapacitě HDD. Objem není zdaleka jediným ukazatelem, který je třeba zdůraznit. Při výběru pevného disku se musíte nejprve rozhodnout pro účely - proč se kupuje:

hlavní systém– k instalaci operačního systému. Prioritou volby by měla být především rychlost čtení/zápisu dat;
dodatečné úložiště– jako velké úložiště různých souborů: videa, fotografie, hudba.

Myslíme si, že zařízení HDD zná každý, ale pojďme si trochu osvěžit naše znalosti: jak HDD funguje?

Dalším krokem je určení velikosti pevného disku, který potřebujeme. Množství informací, které ukládáme na PC neustále roste a často se disk rychle zaplní různými soubory (hry, fotky, videa atd.). Pokud tedy plánujete na domácí PC nainstalovat pouze jeden disk, je lepší pořídit si větší HDD.

Poznámka: Pro domácí počítače mají pevné disky tvarový faktor 3,5 palce pro notebooky jsou menší modely - 2,5 palce.
Níže uvedená fotografie ukazuje rozdíl mezi 3,5palcovým a 2,5palcovým HDD.

Pozornost! Nedoporučujeme:
1. Kupte si nedávno vydané modely HDD. Takové pevné disky uváděné na trh během prvních měsíců mají podle statistik nejvyšší procento závad. Identifikace a odstranění chyb v hardwaru a softwaru trvá výrobcům v průměru 2–4 měsíce, poté jdou vylepšené modely do maloobchodu. Plus přidat několik měsíců dodání na trh CIS.
2. Top modely s maximálním objemem se obvykle skládají z několika talířů (palačinek), což s sebou nese řadu negativních aspektů, které naznačíme níže.

Rychlost pevného disku závisí na několika faktorech, seřadíme je podle priority.

1. Počet ploten pevného disku.
Moderní disky jsou k dispozici na 1, 2, 3 a 4 plotnách. Například existuje HDD s kapacitou 1 TB, skládající se z jedné 1TB plotny, nebo se stejnou kapacitou HDD (1 TB) pouze sestávající ze dvou 500 GB ploten. V souladu s tím doporučujeme zvolit pevný disk na jedné plotně se stejnou kapacitou.
Za prvé, jedna plotna má vyšší hustotu záznamu informací, což znamená, že rychlost čtení je vyšší než u dvou nebo více ploten. K umístění hlavy a čtení informací je potřeba méně času, což přímo ovlivňuje výkon operačního systému.

Za druhé, „jednopalačinkový“ disk vyžaduje méně mechaniky, což znamená menší hluk a opotřebení pracovních prvků a snižuje se riziko selhání konkrétního mechanismu.

Za třetí, méně zapojených mechaniků vede ke sníženému množství tvorby tepla. To je také důležitý aspekt. Zejména v horkých letních dnech, kdy chladicí systém počítače není efektivní a teplota vzduchu uvnitř skříně výrazně stoupá. Přehřátí pevného disku vede k postupnému selhání magnetického povrchu (deformaci), což může vést ke ztrátě informací.

Počet talířů můžete zjistit pomocí vyhledávání Google nebo Yandex pomocí vyhledávacího dotazu: kolik desek ST1000DM003

2. Rychlost otáčení vřetena.
Rychlost vřetena standardních pevných disků je 5400 ot./min a 7200 ot./min. jsou k dispozici také modely s proměnnými otáčkami od 5400 ot./min do 7200 ot./min. Pevné disky s rychlostí přes 7200 ot./min (10 000 a 15 000) - určené pro servery a nadšence, se v obchodech běžně vyskytují jen zřídka a mají úzkou specializaci.

Čím vyšší jsou otáčky vřetena, tím vyšší je rychlost čtení/zápisu informací. Ale na druhou stranu 5400 ot./min jsou o něco tišší než 7200 ot./min.
Disky s rychlostí 7200 ot./min se vyplatí koupit, pokud bude HDD používán jako systémový, tzn. bude na něm nainstalován operační systém.
A doporučujeme dokoupit 5400 otáček za minutu - pro ukládání různých informací (hudba, filmy atd.) rychlost čtení/zápisu v tomto případě není tak důležitá a může se hodit úspora ceny a hluku.

Kompromisním řešením mezi provozní rychlostí a hlučností jsou kotouče s automatickým nastavením rychlosti otáčení kotouče. Ale stále jako systémový disk to není příliš dobré řešení.

3. Vyrovnávací paměť HDD (mezipaměť).
Třetím faktorem, který výrazně ovlivňuje rychlost pevného disku, je velikost vyrovnávací paměti. Čím větší je velikost vyrovnávací paměti, tím vyšší je rychlost výměny dat s HDD. Dnes je vhodné pořizovat pevné disky jako systémové disky s vyrovnávací pamětí alespoň 64 MB.
A pro HDD jako úložiště médií stačí 32 MB.
Pokud ale uvážíte, že rozdíl v ceně mezi HDD s 32MB a 64MB bufferem někdy není větší než 3-5 USD, pak by optimální volbou byl HDD s 64MB cache.

4. Rozhraní pro připojení HDD.
Existuje několik rozhraní pro připojení pevného disku, nejběžnější jsou IDE (PATA) a SATA. Moderní HDD se ale vyrábějí hlavně se SATA.
Rozhraní IDE je zastaralé a nové základní desky takový konektor nemají. Pokud tedy upgradujete starý počítač a chcete si starý HDD ponechat, ujistěte se, že má rozhraní SATA.

Rozhraní SATA je rozděleno do tří verzí:
- SATA I(jeden) s rychlostí přenosu dat až 1,5 Gbit/s
- SATA II(dva) až 3 Gbit/s, na mat. desky mají často označení Sata_3Gb
- SATA III(tři) až 6 Gbit/s, na mat. desky jsou často určeny Sata_6Gb

Ale to je rychlost přenosu dat samotného rozhraní SATA, tzn. rychlost výměny dat mezi vyrovnávací pamětí HDD a řadičem základní desky.
Rychlost čtení/zápisu z ploten samotného HDD zatím nepřesahuje 3 Gbit/s, tzn. standard SATA II.

Konektory SATA I, SATA II a SATA III jsou vzhledově i designově totožné a jsou vzájemně zpětně kompatibilní, liší se však rychlostí přenosu dat.
Například základní deska s rozhraním SATA I bude kompatibilní s HDD se SATA III, ale propustnost se sníží na úroveň SATA I (1,5 Gbit/s).
Důležité! Rozhraní a rychlost přenosu dat jsou často zaměňovány - SATA 3 (III) a SATA 3 Gb/s nejsou totéž!
SATA 3 (III) je rozhraní SATA III s rychlostí přenosu dat až 6 Gbit/s.
SATA 3 Gb/s je rychlost přenosu dat pro rozhraní SATA II.

Nyní, když známe hlavní charakteristiky pevného disku, zkusme je v praxi určit podle specifikací uvedených v cenících obchodů.

Pevný disk (disk) 3,5" 1TB Seagate (ST1000DM003) 7200 ot./min, 64 MB, SATA III, Barracuda

3,5" - Form factor, tzn. pro stolní PC
1TB- kapacita pevného disku 1 terabajt
Seagate- firemní výrobce
ST1000DM003– model a kód výrobce
7200 ot./min– rychlost otáčení vřetena
64 MB- velikost vyrovnávací paměti
SATA III– Připojovací rozhraní SATA III
Barracuda– Řada HDD od jednoho výrobce

Shrnutí výběru pevného disku:
1. Rozhodněte se, jakou kapacitu HDD potřebujeme.
2. Vyberte modely vyrobené na 1. talíři („palačinka“)
3. Modely odfiltrujeme podle otáček vřetena
4. Poté vyberte ten s maximální velikostí vyrovnávací paměti
5. Zkontrolujte rozhraní připojení
6. Rozhodněte se o výrobci HDD.

Mezipaměť nebo jak se tomu říká vyrovnávací paměť pevného disku. Pokud nevíte, co to je, rádi vám na tuto otázku odpovíme a řekneme vám o všech dostupných funkcích. Jedná se o speciální typ paměti RAM, která funguje jako vyrovnávací paměť pro ukládání dříve přečtených, ale dosud neodeslaných dat pro další zpracování a také pro ukládání informací, ke kterým systém přistupuje nejčastěji.

Potřeba tranzitního úložiště vznikla kvůli výraznému rozdílu mezi propustností PC systému a rychlostí čtení dat z disku. Cache paměť lze nalézt i na jiných zařízeních, a to ve grafických kartách, procesorech, síťových kartách a dalších.

Co je to objem a co to ovlivňuje?

Zvláštní pozornost si zaslouží objem vyrovnávací paměti. HDD jsou často vybaveny mezipamětí 8, 16, 32 a 64 MB. Při kopírování velkých souborů mezi 8 a 16 MB bude výrazný rozdíl ve výkonu, ale mezi 16 a 32 je to méně patrné. Pokud si vyberete mezi 32 a 64, tak tam skoro žádné nebudou. Je třeba pochopit, že vyrovnávací paměť často zažívá velké zatížení a v tomto případě čím větší je, tím lépe.

Moderní pevné disky spotřebovávají 32 nebo 64 MB, méně se dnes téměř nikde nenajde. Pro běžného uživatele bude postačovat první i druhá hodnota. Kromě toho je výkon ovlivněn také velikostí mezipaměti zabudované v systému. Právě to zvyšuje výkon pevného disku, zvláště při dostatečné paměti RAM.

Tzn., že teoreticky čím větší objem, tím lepší výkon a tím více informací může být ve vyrovnávací paměti a nezatěžovat pevný disk, ale v praxi je vše trochu jinak a běžný uživatel až na ojedinělé případy, nezaznamená velký rozdíl. Samozřejmě se doporučuje vybírat a kupovat zařízení s největší velikostí, která výrazně zlepší výkon vašeho PC. To by však mělo být provedeno pouze tehdy, pokud to finanční možnosti dovolí.

Účel

Je navržen pro čtení a zápis dat, avšak na jednotkách SCSI je ve vzácných případech vyžadováno oprávnění k ukládání do mezipaměti, protože výchozí nastavení je, že ukládání do mezipaměti je zakázáno. Jak jsme již řekli, objem není rozhodujícím faktorem pro zlepšení provozní efektivity. Pro zvýšení výkonu pevného disku je důležitější organizovat výměnu informací s vyrovnávací pamětí. Kromě toho je plně ovlivněna také fungováním řídicí elektroniky, prevencí výskytu atp.

Vyrovnávací paměť ukládá nejčastěji používaná data, přičemž objem určuje kapacitu těchto uložených informací. Vzhledem k jeho velké velikosti se výkon pevného disku výrazně zvyšuje, protože data se načítají přímo z mezipaměti a nevyžadují fyzické čtení.

Fyzické čtení je přímý přístup systému k pevnému disku a jeho sektorům. Tento proces se měří v milisekundách a trvá poměrně dlouho. Pevný disk zároveň přenáší data více než 100krát rychleji, než když to vyžaduje fyzický přístup k pevnému disku. To znamená, že umožňuje zařízení pracovat, i když je hostitelská sběrnice zaneprázdněna.

Hlavní výhody

Vyrovnávací paměť má řadu výhod, z nichž hlavní je rychlé zpracování dat, které zabere minimum času, zatímco fyzický přístup k sektorům disku vyžaduje určitou dobu, než hlava disku najde požadovaný úsek dat a začne abych si to přečetl. Pevné disky s největším úložištěm navíc mohou výrazně ulevit procesoru počítače. Podle toho je procesor využíván minimálně.

Může být také nazýván plnohodnotným akcelerátorem, protože funkce vyrovnávací paměti umožňuje, aby pevný disk pracoval mnohem efektivněji a rychleji. Ale dnes, s rychlým rozvojem technologií, ztrácí svůj dřívější význam. Je to dáno tím, že většina moderních modelů má 32 a 64 MB, což pro normální fungování disku stačí. Jak je uvedeno výše, rozdíl můžete přeplatit pouze tehdy, když rozdíl v nákladech odpovídá rozdílu v účinnosti.

Na závěr bych rád řekl, že vyrovnávací paměť, ať už je jakákoli, zlepšuje výkon konkrétního programu nebo zařízení pouze v případě, že se opakovaně přistupuje ke stejným datům, jejichž velikost není větší než velikost mezipaměti. Pokud vaše práce s počítačem zahrnuje programy, které aktivně komunikují s malými soubory, pak potřebujete pevný disk s největším úložištěm.

Jak zjistit aktuální velikost cache

Vše, co musíte udělat, je stáhnout a nainstalovat bezplatný program HDTune. Po spuštění přejděte do sekce „Informace“ a ve spodní části okna uvidíte všechny potřebné parametry.

Pokud kupujete nové zařízení, pak všechny potřebné vlastnosti najdete na krabici nebo v přiloženém návodu. Další možností je podívat se na internet.

Toto video vysvětluje celý princip fungování.

Vliv vyrovnávací paměti na výkon pevného disku

Vladimír Leonov

Moderní řady pevných disků všech výrobců lze rozdělit do dvou kategorií, lišících se velikostí vnitřní vyrovnávací paměti (2 nebo 8 MB). Přezkoumání ceníků ukázalo, že rozdíl v ceně disků stejného objemu s různou velikostí vyrovnávací paměti se v Moskvě nyní pohybuje od 3 do 19 dolarů a závisí na výrobci a prodejci. V tomto článku se pokusíme ukázat vliv velikosti vnitřní vyrovnávací paměti na výkon pevného disku.

Výkon porovnáme na příkladu pevných disků HDS722516VLAT20 a HDS722516VLAT80 z rodiny Deskstar 7K250 od Hitachi. Přesněji řečeno, od loňského roku Hitachi vyrábí pevné disky v nové divizi HGST (Hitachi Global Storage Technologies), která vznikla spojením vlastní výroby disků a zařízení získaných od IBM. Oba disky mají kapacitu 160 GB a mechanicky jsou zcela totožné. Testované disky měly stejnou verzi firmwaru - V340A60A a lišily se pouze velikostí vnitřní vyrovnávací paměti (2, resp. 8 MB).

Porovnali jsme výkon pod operačním systémem Windows XP Professional.SP1 na počítači s následující konfigurací:

Základní deska MSI 875P Neo (MS-6758);

Procesor Intel Pentium 4 3,06 GHz (533 FSB);

Paměť 1 GB (2×512 MB Kingston PC2700 DDR SDRAM);

Pevný disk Hitachi Deskstar IC35L090AVV207-0.

Testované disky byly připojeny jeden po druhém jako sekundární master.

Pro porovnání výkonu jsme provedli testy, které simulují provoz diskového subsystému v reálných podmínkách a liší se ve způsobu hodnocení výkonu:

Ziff Davis WinBench 99 v. 2,0;

Futuremark PCMark2004;

FileCopy Test v. 0.5.3 (vyvinutý F-Center).

V Ziff Davis WinBench 99 v. 2.0 určuje výkon diskového subsystému při spouštění skutečných aplikací. Toto je dobrý test, ale bohužel již není podporován vývojářem a verze aplikací použité v testu jsou velmi zastaralé. Kromě výkonu test zjišťuje průměrnou dobu přístupu na disk a graf rychlosti čtení v závislosti na umístění dat na disku (obr. 1 a 2).

Jak by se dalo očekávat, disky mají stejnou přístupovou dobu (tabulka 1) a grafy závislosti rychlosti čtení na umístění dat na disku jsou pro oba disky stejné. Z hlediska výkonu ve všech dílčích testech je pevný disk HDS722516VLAT80 napřed a můžeme říci, že tato výhoda je zcela určena výkonem vyrovnávací paměti. Jak je vidět z tabulky. 1, při použití souborového systému FAT-32 je efekt vyrovnávací paměti obvykle znatelnější.

Testovací sada PCMark04 společnosti Futuremark je založena na aplikacích v reálném světě a je navržena tak, aby poskytovala podrobné zkoumání výkonu počítače. Balíček se skládá z několika částí, z nichž jedna je určena k určení výkonu diskového subsystému. K testování diskového subsystému se používají tzv. traces - sekvence činnosti disku předem nahrané na referenčním počítači při provádění různých úloh. Indikátorem výkonu je rychlost zpracování trasování, měřená v megabajtech za sekundu. Používají se čtyři stopy, které reprodukují činnost pevného disku při provádění různých úkolů. Účel stezek je jasný z jejich názvu. Jedná se o načítání operačního systému, otevírání a zavírání několika oblíbených aplikací, kopírování souborů a simulaci práce uživatele. Výsledky jsou uvedeny v tabulce. 2. Stejně jako v předchozím testu je vpředu pevný disk HDS722516VLAT80. Vliv rozšířené vyrovnávací paměti má největší dopad na operace kopírování a nejmenší na zatížení operačního systému.

FileCopy Test v. nástroj 0.5.3 byl vyvinut specialisty ze společnosti F-Center a je určen ke zjištění výkonu pevného disku při vytváření (zápisu) souborů na disk, čtení souborů z disku a kopírování souborů z jedné části disku na druhou. . Výsledky ukazují dobu provozu a rychlost měřenou v megabajtech za sekundu (MB/s). Při vytváření souborů se používají předem připravené vzory - seznamy obsahující informace o délce a počtu souborů, které je potřeba vytvořit. Vzor lze vytvořit buď ručně, nebo automaticky pro jakoukoli složku pomocí možnosti Skenovat, což usnadňuje vytvoření vzoru se skutečným rozložením souborů podle velikosti. Použili jsme vzory obsažené v distribučním balíčku programu. Podle názvu vzorů je snadné uhodnout jejich obsah. Výsledky testu jsou uvedeny v tabulce. 3. Tabulka ukazuje, že míra vlivu velikosti vyrovnávací paměti na výkon pevného disku závisí na prováděné operaci a průměrné velikosti zpracovávaného souboru. Při provádění samostatných operací zápisu a čtení na velkých souborech (vzor ISO) nemá velikost vyrovnávací paměti téměř žádný vliv na výkon, ale při kopírování takových souborů se vliv velikosti vyrovnávací paměti projevuje nejvýrazněji.

Z výše uvedených výsledků je vidět, že zvýšení velikosti vyrovnávací paměti přináší významný nárůst výkonu pro většinu operací. Pouze při zápisu a čtení dlouhých souborů, tedy v režimu, kdy disk skutečně pracuje v režimu sekvenčního čtení/zápisu, neměla velikost vyrovnávací paměti žádný vliv na výkon.

Je možné, že pevné disky jiných výrobců nebo dokonce testované pevné disky s různými verzemi firmwaru budou mít vliv velikosti vyrovnávací paměti mírně odlišně, ale rozdíl pravděpodobně nebude významný. Instalace pevného disku s větší vyrovnávací pamětí do počítače je podle nás z hlediska investiční efektivity výhodnější.

Interně rychle zastarávají, zůstávají hlavním zdrojem levné paměti ve velkém množství. Přestože jsou SSD rychlejší, energeticky účinnější, zcela tiché a nebojí se mechanické zátěže (otřesy, škubání, pády), jsou stále drahé na gigabajt prostoru uvnitř. Proto je otázka, jak si vybrat pevný disk pro počítač nebo notebook, stále docela aktuální. Materiál je mu věnován.

Před výběrem interního pevného disku pro váš počítač nebo notebook je třeba zvážit klíčové vlastnosti. Některé z nich byly relevantní před několika lety, ale nyní jsou málo důležité a některé jsou stále docela důležité.

Hlasitost

V roce 2017 nemá smysl šetřit místo na pevném disku. Cena pohonu je dána především cenou jeho mechanických součástí a až poté jeho kapacitou. Masivní multi-terabajtové plotny samozřejmě stojí mnohem víc než levné 500GB, ale díly jako řadič, mechanika, jho a další mechaniky jsou v obou případech zhruba za stejnou cenu. Z tohoto důvodu je cena mezi 500 GB a 1 TB disky minimální a činí pouze sto nebo dvě hřivny.

Než si vyberete pevný disk, rozhodněte se, zda jej budete kupovat na krátkou dobu nebo na mnoho let. Zvažte také, co na něm má být uloženo – čistě pracovní dokumenty, případně velká filmotéka. Pro kancelářské úkoly, stejně jako pro PC, který je aktivně využíván ve spojení s cloudovými službami, si můžete vzít levný 1 TB disk. Nemá smysl kupovat 500 GB, protože 10% úspora povede k poloviční kapacitě disku. Úložná kapacita pro ukládání souborů je ale v roce 2017 omezena na 10 TB, takže pokud se fráze „neexistuje příliš mnoho paměti“ týká vás, můžete si ji koupit.

Než si vyberete pevný disk počítače, který má obrovskou kapacitu, porovnejte ceny menších modelů. Pokud například jeden 3 TB disk stojí 2 000 hřiven a 6 TB disk stojí 5 000 UAH, pak je lepší vzít 2 kusy po 3 TB. V tomto případě jako bonus zvýšíte spolehlivost bezpečnosti dat: při poruše disku dojde ke ztrátě pouze poloviny dat, nikoli všech. A ty nejcennější soubory lze duplikovat uložením na oba disky současně.

Důležitý bod: pokud upgradujete starý počítač vyrobený před rokem 2009, nemusí mít podporu pro disky větší než 2 TB, což je způsobeno chybějící podporou nového typu GPT tabulek na úrovni BIOSu. V tomto případě také není lepší koupit 2 2TB disky než jeden 4TB.

Rozhraní připojení

Pevné disky s Rozhraní IDE nebo Paralel ATA- jedná se o mechový starověk, používaný pouze ve velmi starých (vyrobených před 10 lety nebo dříve) počítačích a laptopech. Používají nepohodlný široký 40- nebo 80pinový kabel, mají rychlostní limit 100 nebo 133 Mb/s, takže vymřeli jako mamut na americké prérii. Takové pevné disky jsou však stále k dispozici k prodeji, protože existuje třída průmyslového a podnikového vybavení, které nelze vyměnit, dokud se úplně nerozbije. Běžný uživatel takové disky nevyužije: jsou relativně drahé a nemá smysl upgradovat starou systémovou jednotku založenou na Pentiu 4 (která na bleším trhu stojí několik stovek).

Moderní pevné disky pro počítače a notebooky využívají rozhraní SATA. V této oblasti kraluje již 10 let a do svého výročí stihl změnit 3 revize (generace). Všechny jsou vzájemně plně kompatibilní a liší se pouze rychlostí. SATA 1. generace dokáže zrychlit přenosovou rychlost na 150 MB/s, druhá - 300 MB/s, a SATA 3 může dosáhnout rychlosti 600 MB/s. Vzhledem k tomu, že pevné disky spotřebitelské třídy narážejí na rychlostní strop asi 150-200 MB/s, v praxi není v rychlostech rozhraní SATA téměř žádný rozdíl. U SSD je důležité SATA 3, ale v případě HHD nebude rozdíl mezi 2. a 3. generací. Všechny moderní velkokapacitní disky však disponují rozhraním SATA 3, takže je potřeba si je dokoupit.

rozhraní SAS- vylepšená verze SATA určená pro servery. Desky se SAS dokážou číst disky SAS i SATA, ale domácí desky se SATA nemohou číst disky se SAS. Těmto HDD se tedy při výběru mechaniky pro domácí PC vyhýbáme.

Rychlost vřetena

Před výběrem pevného disku pro počítač nebo notebook je třeba zvážit rychlost vřetena. Čím je vyšší, tím obvykle funguje rychleji, ale také více hlučí a spotřebovává více elektřiny. Proto před výběrem pevného disku pro notebook musíte přemýšlet: potřebujete to? Obecně platí, že v roce 2017 je optimální volbou pro notebook ekonomický a tichý HDD nainstalovaný v šachtě místo jednotky DVD (stále si nevyměňujete soubory pomocí disků a pirátíte filmy na torrentech a kupujete je online?) , a místo pevného disku rychlý SSD pro 32-128 GB.

Pokud je potřeba DVD mechanika, nebo ji konstrukce notebooku vůbec neposkytuje, žádný problém. Za pár stovek se dá koupit externí pouzdro na pevný disk notebooku s podporou rozhraní USB 3.0 a do něj vložit HDD. A místo toho tvrdého si to v naší době zase žádá vysokorychlostní SSD. Díky tomu notebook „vzlétne“, jako byste si koupili nový drahý notebook a ne upgradovali ten starý.

Ve stolním PC je všechno trochu jiné, ale obecně podobné: rychlý HDD s 10 tisíci otáčkami je drahý, ale stále mnohem pomalejší než SSD. Je lepší koupit „zelený“ nebo „modrý“ Western Digital s větší pamětí a pro Windows vzít samostatný 64 nebo 128 GB SSD. Cena bude přibližně stejná jako jeden pevný disk při 10k ot./min., stejný objem a rychlost bude mnohonásobně lepší.

Velikost mezipaměti

Další vlastnost, která byla důležitá v „devět set chlupatém roce“ (čím více mezipaměti, tím rychlejší operace s malými soubory), ale nyní ztratila svůj význam pro ukládání souborů. Samozřejmě i nyní má objem vyrovnávací paměti pozitivní vliv na výkon, ale pokud je disk potřeba pouze pro velké soubory - hry, filmy, hudba, neměli byste za mezipaměť přeplácet.

Pokud je do systému potřeba i HDD, pak je lepší koupit hybridní SSHDD disk. Kapacita jeho mezipaměti je stokrát navýšena a dosahuje několika gigabajtů. Ve skutečnosti má takový disk místo vyrovnávací paměti zabudované malé SSD. Nejpoužívanější programové soubory a systémy využívají rychlou paměť, zatímco multimediální data využívají pomalou paměť. Díky tomu systém pracuje rychleji a cena se příliš nezvyšuje.

Výrobce

Dříve existovala zhruba desítka výrobců HDD, takže debata o tom, který pevný disk je lepší, neutichala. Skutečné bitvy byly mezi fanoušky Seagate, WD, Samsung, Hitachi, Toshiba a dalších jim podobných. Avšak do roku 2017, když si uvědomili zastaralost obecného principu zařízení HDD, mnoho z nich prodalo své podnikání v oblasti výroby HDD konkurentům a přešlo do jiných oblastí. Na trhu HDD zbývají pouze 3 společnosti: Seagate, WD a Toshiba. Poměr jejich tržních podílů je přibližně 40:40:20 %, resp.

Jaký pevný disk si vybrat, Toshiba, Seagate nebo WD, je vlastně jedno, protože všechny tři jsou dobré. Ale mezi maloobjemovými disky je nyní Toshiba často chválena, zatímco u velkoobjemových disků získávají WD a Seagate pozitivnější hodnocení. Komu dát přednost, není na nás, ale na zákaznících. Pokud je cílem úspory, kupte společnost, která nabízí stejný objem, levněji, protože nemají velké rozdíly v kvalitě.