أجهزة الكمبيوتر هي آلات معقدة ، مليئة بالعشرات من المكونات الأصغر ، وكلها تعمل معًا. أي شخص يعمل مع أجهزة الكمبيوتر الشخصي على دراية بالمواصفات الرئيسية لمحرك الأقراص الثابتة ، مثل السعة وسرعات القراءة / الكتابة وسرعات تدوير الطبق. ومع ذلك ، هناك ميزة أقل شهرة وغالبًا ما يتم تجاهلها والتي تؤثر على سرعة محرك الأقراص الثابتة وأدائه. تُعرف الميزة باسم ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة. دعونا نلقي نظرة سريعة على ماذا القرص الصلب مخبأ و ذاكرة التخزين المؤقت SSD هو وكيف يعمل.
ما هي ذاكرة التخزين المؤقت على القرص الصلب؟
غالبًا ما تُعرف ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة باسم المخزن المؤقت للقرص. بهذا الاسم ، يصبح الغرض منه قليلاً ج. تعمل كمساحة ذاكرة مؤقتة بينما يقرأ القرص الصلب البيانات ويكتبها إلى التخزين الدائم على الأطباق.
يمكنك التفكير في ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة على أنها مثل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) المصممة خصيصًا لمحرك الأقراص الثابتة. تحتوي محركات الأقراص الثابتة على وحدات تحكم دقيقة مدمجة تتحكم في البيانات الواردة والصادرة وتعالجها ، تمامًا مثل وحدة المعالجة المركزية. تعمل ذاكرة التخزين المؤقت جنبًا إلى جنب مع وحدة التحكم الدقيقة لتخزين الذاكرة أثناء معالجتها.
يمكنك أيضًا التفكير في ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة كشيء مشابه للتخزين المؤقت عندما يتعلق الأمر ببث المحتوى. لقد تعامل الجميع مع دفق الفيديو باتصال بطيء. ينتظر مشغل الفيديو قبل أو أثناء التشغيل لجمع البيانات حتى يتمكن من متابعة تشغيل الفيديو بشكل أكثر سلاسة أثناء تقدمه. تسمح ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة لمحرك الأقراص الثابتة بفعل الشيء نفسه عند قراءة البيانات وكتابتها.
كيف يعمل؟
عندما يقرأ القرص الصلب البيانات ويكتبها ، فإنه يسحبها من الأطباق. في كثير من الأحيان ، يعمل محرك الأقراص الثابتة مع نفس البيانات بشكل متكرر ، نظرًا لأن الشخص الذي يستخدم الكمبيوتر يعمل عادةً في مهمة أو مهمتين في وقت واحد. يحتفظ محرك الأقراص الثابتة (HDD) ببيانات في ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به والتي تستخدمها أنت أو برامجك بشكل متكرر ، وفي الآونة الأخيرة ، يلغي الحاجة إلى سحبها من الأطباق في كل مرة تكون فيها البيانات مطلوبة. يؤدي هذا الإجراء إلى تسريع أداء محرك الأقراص.
القراءة إلى الأمام والخلف
عادة ، لا يلتقط القرص الصلب البيانات التي يحتاجها فقط. كما يقرأ البيانات من حوله. محركات الأقراص الصلبة ليست فعالة. أطباق الغزل ورؤوس القراءة / الكتابة محدودة بطبيعتها بأجزاء متحركة فعلية ، والتي تكون أبطأ بكثير من محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة التي لا تحتوي على مكونات متحركة. لذلك ، تحاول محركات الأقراص الثابتة التعويض عن طريق التخمين.
عندما يطلب مستخدم أو برنامج بيانات (يذكرني بـ Tron) ، يقرأ القرص الصلب تلك البيانات والبيانات حولها من الطبق ويخزنها جميعًا في المخزن المؤقت. نظرًا لوجود احتمالية جيدة أن تكون البيانات المحيطة متشابهة ، يفترض محرك الأقراص أن المستخدم أو العملية ستطلب أيضًا البيانات المحيطة قريبًا.
تدفق البيانات المسائية
هناك مجموعة من الخطوات المختلفة لاسترداد البيانات من القرص الصلب. يستغرق كل واحد منهم وقتًا ، ونادرًا ما تتم مزامنته. عادةً ما يتحرك نقل البيانات من محرك الأقراص الثابتة عبر SATA أسرع بكثير مما يمكن لمحرك الأقراص قراءة البيانات وكتابتها على الأسطوانات. غالبًا ما يتم استخدام المخزن المؤقت للقرص لموازنة تدفق البيانات هذا وجعل العملية أكثر سلاسة.
تقليل أوقات الانتظار عند الكتابة
مرة أخرى ، محركات الأقراص الصلبة بطيئة. هم على الأرجح الجزء الأكثر استهلاكا للوقت من أي جهاز كمبيوتر بسبب أجزائهم المتحركة جسديا. عادة ما تكون كتابة البيانات "مؤلمة" للمستخدم.
تساعد ذاكرة التخزين المؤقت في تسريع عمليات كتابة البيانات من خلال خداع باقي أجهزة الكمبيوتر تقريبًا. سيأخذ محرك الأقراص الثابتة البيانات إلى ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به ويبدأ في كتابتها. بدلاً من الانتظار لكتابة جميع البيانات على الأطباق ، يشير محرك الأقراص الثابتة للكمبيوتر إلى أنه فعل ذلك. يستمر الكمبيوتر الشخصي أو جهاز Mac في إرسال المزيد من البيانات ، أو ينتقل إلى مهام أخرى ، معتقدًا أن العملية قد اكتملت. في كلتا الحالتين ، يسمح هذا للكمبيوتر ككل بالمتابعة إلى الحدث التالي.
هناك جانب سلبي بالرغم من ذلك. بينما يحاول القرص الصلب الوفاء بوعده بكتابة البيانات ، فإنه يمكن أن يفقدها. إذا تم إيقاف تشغيل الكمبيوتر فجأة ، فستختفي جميع البيانات المخزنة في ذاكرة التخزين المؤقت. ذاكرة التخزين المؤقت ، مثل ذاكرة الوصول العشوائي ، هي تخزين متقلب.
تسريع القرص الصلب الخاص بك
لن تكون ذاكرة التخزين المؤقت مساوية لأداء محرك أسرع في المهام الفردية مباشرة. ليس الأمر كما لو أنه يتسبب في تحرك محرك الأقراص بشكل أسرع. ومع ذلك ، فإن وجود مخزن مؤقت على القرص يسمح لمحرك الأقراص الثابتة بتعدد المهام بكفاءة أكبر ، وهناك احتمالات بأن هذا شيء ستحتاج إليه.
من النادر أن يقوم محرك الأقراص بعمل شيء واحد أو يتفاعل مع عملية واحدة فقط في كل مرة. لا تزال محركات الأقراص الثابتة القائمة على الأقراص أجهزة تخزين معروفة في أجهزة الكمبيوتر الحديثة. ومع ذلك ، فإن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) تحل تدريجياً محل محركات الأقراص الثابتة (HDDs). حتى مع مهمة واحدة ، قد تحتاج برامج متعددة إلى الوصول إلى هذا التخزين في وقت واحد. ربما تعمل مع ملفين أو أكثر من محرك أقراص التخزين في وقت واحد.
تعد الخوادم مساحة أخرى حيث يعد وجود ذاكرة تخزين مؤقت في محركات الأقراص الثابتة أمرًا بالغ الأهمية. تعمل محركات الأقراص الثابتة للخادم دائمًا على القيام بأشياء متعددة. فكر في قاعدة بيانات خلف موقع على شبكة الإنترنت. في كل مرة يكمل فيها المستخدم إجراءً يتعين على موقع الويب تخزينه أو تسجيله ، يصل الموقع إلى المعلومات ويكتبها في قاعدة البيانات. في كل مرة يشاهد فيها شخص ما هذا الموقع ، فإنه يقرأ من قاعدة البيانات. قد يكون من النادر ألا تؤدي محركات الأقراص التي تخزن قاعدة البيانات هذه مهام متعددة في وقت واحد.
ذاكرة التخزين المؤقت في محركات أقراص الحالة الصلبة
محركات الأقراص الصلبة SSD ليست بطيئة مثل محركات الأقراص الثابتة المادية ، فهل تحتاج إلى ذاكرة تخزين مؤقت أيضًا؟ باختصار ، هم يفعلون. بينما تتصرف ذاكرة التخزين المؤقت في محركات الأقراص الثابتة مثل ذاكرة الوصول العشوائي ، فإن ذاكرة التخزين المؤقت في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة تعمل كذاكرة وصول عشوائي ديناميكية (DRAM). إنه أسرع بكثير ويواكب محركات أقراص الحالة الصلبة.
على الرغم من أن محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة أسرع بكثير من مثيلاتها المستندة إلى الأقراص ، إلا أن ذاكرة التخزين المؤقت لا تزال تقدم فوائد. لا تزال محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة تستخدم ذاكرة التخزين المؤقت لتنظيم الإدخال / الإخراج وتوفير وصول أسرع إلى حد ما للقراءة والكتابة. وفي الوقت نفسه ، لا تحتوي بعض محركات الأقراص الثابتة SSD على ذاكرة DRAM مدمجة. إنه يوفر استهلاك الطاقة ولكنه يجبر محركات الأقراص على التعويض بطرق أخرى.
شراء محرك
لذا ، من الواضح أن ذاكرة التخزين المؤقت مهمة. ذاكرة التخزين المؤقت ليست بنفس أهمية مواصفات محرك الأقراص الأساسي ، ولكن لا يزال يتعين عليك أخذها في الاعتبار. إذا كان محرك الأقراص الخاص بك سيكون متعدد المهام أو يعمل بشكل مستمر ، كما هو الحال في الخادم أو يستخدم لمنصات الألعاب ، فابحث عن أحجام ذاكرة التخزين المؤقت الأكبر. سترى أكبر فائدة منه. المستخدمون المنزليون الذين يبحثون عن محرك تخزين للاستخدام العرضي ، لا داعي للقلق بشأنه كثيرًا. بالنسبة لمحركات أقراص الحالة الثابتة ، تكون المياه أكثر ضبابية بعض الشيء ، ولكن لا يزال الأمر يستحق التفكير في ذاكرة التخزين المؤقت في عملية اتخاذ القرار. ومع ذلك ، يمكن لعوامل أخرى أن تلقي بظلالها على ذلك بسهولة.