O que é o cache do disco rígido e o que ele faz?

O que é o cache do disco rígido e o que ele faz?

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PCs são máquinas complicadas, cheias de dezenas de componentes menores, todos trabalhando juntos. Qualquer pessoa que trabalhe com hardware de PC está familiarizada com as principais especificações do disco rígido, como capacidade, velocidade de leitura / gravação e velocidade de rotação da bandeja. No entanto, há um recurso menos conhecido e muitas vezes esquecido que afeta a velocidade e o desempenho do seu disco rígido. O recurso é conhecido como cache do disco rígido. Vamos dar uma olhada rápida no que cache do disco rígido e Cache SSD é e como funciona.

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O que é o cache do disco rígido?

O cache do disco rígido é conhecido como buffer de disco. Por esse nome, seu objetivo se torna um pouco c. Ele atua como um espaço de memória temporário enquanto o disco rígido lê e grava dados no armazenamento permanente nos pratos.

Você pode pensar no cache de um disco rígido como sendo memória de acesso aleatório (RAM) projetada especificamente para o disco rígido. Os discos rígidos possuem microcontroladores internos que controlam e processam os dados que entram e saem, bem como uma CPU. O cache trabalha em conjunto com o microcontrolador para armazenar memória enquanto está sendo processada.

Você também pode pensar no cache do disco rígido como algo semelhante ao buffer quando se trata de streaming de conteúdo. Todo mundo lidou com a transmissão de um vídeo em uma conexão lenta. O player de vídeo espera antes ou durante a reprodução para coletar dados, para que ele possa continuar reproduzindo o vídeo de maneira mais suave à medida que avança. O cache do disco rígido permite que o disco rígido faça a mesma coisa ao ler e gravar dados.

Como funciona?

À medida que o disco rígido lê e grava dados, ele os retira dos pratos. Muitas vezes, um disco rígido trabalha com os mesmos dados repetidamente, pois a pessoa que usa o computador geralmente trabalha em uma ou duas tarefas por vez. A unidade de disco rígido (HDD) mantém os dados em seu cache que você ou seus programas estão usando com mais frequência e, mais recentemente, eliminando a necessidade de retirá-los dos pratos sempre que os dados são necessários. Essa ação acelera o desempenho da unidade.

Lendo adiante e atrás

Normalmente, um disco rígido não apenas coleta os dados necessários. Ele também lê os dados ao seu redor. Os discos rígidos não são eficientes. As travessas giratórias e as cabeças de leitura / gravação são inerentemente limitadas por peças móveis físicas, que são muito mais lentas que as unidades de estado sólido que não possuem componentes móveis. Portanto, os discos rígidos tentam compensar adivinhando.

Quando um usuário ou programa solicita dados (lembra Tron), o disco rígido lê esses dados e os dados ao redor do prato e armazena tudo no buffer. Como existe uma probabilidade decente de que os dados ao redor sejam semelhantes, a unidade assume que o usuário ou processo também solicitará os dados ao redor em breve.

Fluxo de dados noturno

Existem várias etapas diferentes para recuperar dados de um disco rígido. Cada um deles leva tempo e eles raramente são sincronizados. A transferência de dados do disco rígido via SATA geralmente se move muito mais rápido do que a unidade pode ler e gravar dados nos pratos. O buffer de disco é frequentemente usado para nivelar esse fluxo de dados e tornar o processo muito mais suave.

Minimizando os tempos de espera ao escrever

Novamente, os discos rígidos estão lentos. Eles são provavelmente a parte mais demorada de qualquer computador, devido às suas partes móveis. A gravação de dados geralmente é “dolorosa” para o usuário.

O cache ajuda a acelerar os processos de gravação de dados enganando virtualmente o restante do computador. Um disco rígido leva os dados para o cache e começa a gravá-los. Em vez de esperar para gravar todos os dados nos pratos, o disco rígido sinaliza para o computador que ele fez. O PC ou Mac continua enviando mais dados ou passa para outras tarefas, acreditando que o processo está completo. De qualquer forma, isso permite que o computador como um todo continue no próximo evento.

Há uma desvantagem, no entanto. Enquanto o disco rígido está tentando cumprir sua promessa de gravar os dados, ele pode perdê-lo. Se o computador for desligado repentinamente, todos os dados armazenados no cache desaparecerão. O cache, como a RAM, é um armazenamento volátil.

Acelerando o seu disco rígido

O cache não equivale a um desempenho mais rápido da unidade diretamente em tarefas únicas. Não é como se estivesse fazendo com que a unidade se movesse mais rápido. Ter um buffer de disco, no entanto, permite que o disco rígido seja multitarefa com muito mais eficiência, e as chances são de que você precisará disso.

É raro que uma unidade faça apenas uma coisa ou apenas interaja com um processo de cada vez. Os discos rígidos baseados em disco ainda são dispositivos de armazenamento conhecidos nos PCs modernos. No entanto, as unidades de estado sólido (SSDs) estão substituindo gradualmente essas unidades de disco rígido (HDDs). Mesmo com uma única tarefa, vários programas podem precisar acessar esse armazenamento por vez. Você pode estar trabalhando com dois ou mais arquivos de sua unidade de armazenamento de uma só vez.

Servidores são outro espaço em que o cache nos discos rígidos é crítico. Os discos rígidos do servidor sempre farão várias coisas. Pense em um banco de dados atrás de um site. Sempre que um usuário conclui uma ação que o site precisa armazenar ou registrar, o site acessa as informações e as grava no banco de dados. Toda vez que alguém vê esse site, ele lê no banco de dados. Seria raro que as unidades que armazenassem esse banco de dados não estivessem executando várias tarefas simultaneamente.

Cache em SSDs

Os SSDs não são tão lentos quanto os discos rígidos físicos, então eles também precisam de cache? Em suma, eles fazem. Enquanto o cache em discos rígidos se comporta como RAM, o cache em unidades de estado sólido serve como dmemória dinâmica de acesso aleatório (DRAM). É muito mais rápido e acompanha o ritmo dos SSDs.

Mesmo que os SSDs sejam muito mais rápidos que seus equivalentes baseados em disco, o cache ainda oferece benefícios. As unidades de estado sólido ainda usam cache para regular a entrada / saída e fornecer acesso de leitura e gravação um pouco mais rápido. Enquanto isso, alguns SSDs não possuem DRAM embutida. Economiza no consumo de energia, mas força as unidades a compensar de outras maneiras.

Comprando um Drive

Portanto, o cache obviamente importa. O cache não é tão importante quanto as especificações da unidade principal, mas você ainda deve levar em consideração. Se sua unidade for multitarefa ou estiver funcionando continuamente, como em um servidor ou usada para plataformas de jogos, procure tamanhos de cache maiores. Você verá o maior benefício disso. Os usuários domésticos que procuram uma unidade de armazenamento para uso ocasional não precisam se preocupar com isso. Para SSDs, as águas são um pouco mais sombrias, mas ainda vale a pena considerar o cache no seu processo de decisão. Outros fatores podem facilmente ofuscá-lo, no entanto.