Kiintolevyn välimuistin koko. Kuinka kovalevyn välimuisti toimii. Kiintolevyn muototekijä

Henkilökohtainen digitaalisen tiedon kokoelma kasvaa eksponentiaalisesti ajan myötä. Vuosien mittaan datan määrä tuhansien kappaleiden, elokuvien, valokuvien, asiakirjojen, kaikenlaisten videokurssien muodossa kasvaa jatkuvasti ja niitä on tietysti tallennettava jonnekin. tai, olipa se kuinka iso tahansa, sen vapaa tila loppuu silti joskus kokonaan.

Ilmeinen ratkaisu tallennustilan loppumiseen on ostaa DVD-levyjä, USB-muistitikkuja tai ulkoisia kovalevy(HDD). Flash-asemat tarjoavat yleensä useita gigatavuja levytilaa, mutta ne eivät todellakaan sovellu pitkäaikaiseen varastointiin, ja niiden hinta-tilavuussuhde ei ole lievästi sanottuna paras. DVD-levyt ovat hintansa puolesta hyvä vaihtoehto, mutta eivät tarpeettoman datan polttamiseen, uudelleenkirjoittamiseen ja poistamiseen sopiva vaihtoehto, mutta ne ovat vähitellen kuolemassa ja vanhentumassa tekniikasta. Ulkoinen kiintolevy tarjoaa paljon tilaa, kannettava, kätevä käyttää, sopii erinomaisesti pitkäaikaiseen tietojen tallentamiseen.

Kun ostat ulkoisen kiintolevyn tehdä oikea valinta, sinun on ensin tiedettävä, mitä etsiä. Tässä artikkelissa kerromme sinulle, mitä kriteerejä tulee noudattaa valittaessa ja ostettaessa ulkoinen kova levy.

Mitä pitää ottaa huomioon ulkoista kiintolevyä ostaessa

Aloitetaan valitsemalla tuotemerkki, parhaat ovat Maxtor, Seagate, Iomega, LaCie, Toshiba Ja Western Digital l.
Suurin osa tärkeitä ominaisuuksia joihin sinun on kiinnitettävä huomiota ostaessasi:

Kapasiteetti

Levytilan määrä on ensimmäinen asia, joka on otettava huomioon. Pääsääntö, jota sinun tulee noudattaa ostaessasi, on tarvitsemasi kapasiteetti, kerrotaan kolmella. Jos esimerkiksi uskot, että 250 Gt lisää kiintolevytilaa riittää, osta malli alkaen 750 Gt. Asemat, joissa on paljon tallennustilaa, ovat yleensä melko isoja, mikä vaikuttaa niiden liikkuvuuteen, tämä kannattaa ottaa huomioon myös usein kantavien ulkoinen asema itsekseni. varten pöytätietokoneet, myynnissä on malleja, joissa on useita teratavuja levytilaa.

Muotoseikka

Muotokerroin määrittää laitteen koon. Tällä hetkellä ulkoisissa kiintolevyissä käytetään 2,5- ja 3,5-muotokertoimia.
2,5-muotoiset (koko tuumina) - pienempi, kevyempi, porttikäyttöinen, kompakti, mobiili.
3,5 muototekijät - suurempi koko, on ylimääräistä ruokaa verkkovirrasta, ovat melko raskaita (usein yli 1 kg), niissä on paljon levytilaa. Kiinnitä huomiota verkkovirtalähteeseen, koska. jos aiot liittää laitteen heikkoon kannettavaan tietokoneeseen, se ei ehkä pysty pyörittämään levyä - ja levy ei yksinkertaisesti toimi.

Pyörimisnopeus (RPM)

Toinen tärkeä huomioitava tekijä on levyn pyörimisnopeus, joka ilmaistaan RPM:nä (kierroksia minuutissa). Suuri nopeus tarjoaa nopean tiedonlukemisen ja suuren kirjoitusnopeuden. Mikä tahansa kiintolevy, jonka levyn pyörimisnopeus on 7200 RPM tai enemmän hyvä valinta. Jos nopeus ei ole sinulle kriittinen, voit valita mallin, jossa on 5400 RPM, ne ovat hiljaisempia ja vähemmän lämmitettyjä.

Välimuistin koko

Jokaisella ulkoisella kiintolevyllä on puskuri tai välimuisti, johon tiedot sijoitetaan tilapäisesti ennen kuin ne siirtyvät levylle. Asemat, joissa on suuri välimuisti, siirtävät tietoja nopeammin kuin pienemmät välimuistit. Valitse malli, jossa on vähintään 16 Mt välimuistia, mieluiten enemmän.

Käyttöliittymä

Edellä mainittujen tekijöiden lisäksi toinen tärkeä ominaisuus on tiedonsiirtoon käytettävä rajapinta. Yleisin on USB 2.0. USB 3.0 on yleistymässä, uusi sukupolvi on lisännyt tiedonsiirtonopeutta merkittävästi, saatavilla on myös malleja FireWire- ja eSATA-liitännöillä. Suosittelemme, että valitset USB 3.0- ja eSATA-malleja, joilla on korkea tiedonsiirtonopeus, edellyttäen, että tietokoneessasi on asianmukaiset portit. Jos kyky liittää ulkoinen HDD ehkä lisää laitteet - valitse malli, jossa on USB 2.0 -liitännän versio.

Kiintolevy (kovalevy, HDD) on yksi tietokoneen erittäin tärkeistä osista. Loppujen lopuksi, jos prosessori, näytönohjain tms. hajoaa, Kadut vain rahan menetystä uudesta ostosta, jos kiintolevy hajoaa, voit menettää peruuttamattomasti tärkeitä tietoja. Tietokoneen nopeus kokonaisuudessaan riippuu myös kiintolevystä. Selvitetään kuinka valita oikea kiintolevy.

Kiintolevytehtävät

Tietokoneen sisällä olevan kiintolevyn tehtävänä on tallentaa ja hakea tietoja erittäin nopeasti. Kiintolevy on tietokoneteollisuuden hämmästyttävä keksintö. Fysiikan lakeja käyttäen tämä pieni laite tallentaa lähes rajattoman määrän tietoa.

Kiintolevyn tyyppi

IDE - vanhentuneet kiintolevyt on tarkoitettu liitettäväksi vanhoihin emolevyihin.

SATA - korvatut IDE-kiintolevyt, niillä on suurempi tiedonsiirtonopeus.

SATA-liitäntöjä on eri malleina, ne eroavat toisistaan samalla tiedonsiirron nopeudella ja tuella eri tekniikoille:

SATA:n siirtonopeus on jopa 150 Mb/s.
SATA II - siirtonopeus on jopa 300 Mb / s
SATA III - siirtonopeus on jopa 600 Mb / s

SATA-3:a alettiin valmistaa aivan hiljattain, vuoden 2010 alusta. Kun ostat tällaisen kiintolevyn, sinun on kiinnitettävä huomiota tietokoneesi valmistusvuoteen (ilman päivitystä), jos se on tätä päivämäärää pienempi, tämä kiintolevy ei toimi sinulle! HDD - SATA, SATA 2 on samat liittimet ja ovat yhteensopivia keskenään.

Kiintolevyn kapasiteetti

Yleisimmät kiintolevyt, joita useimmat käyttäjät käyttävät kotona, ovat 250, 320, 500 gigatavua. Niitä on vielä vähemmän, mutta 120, 80 gigatavua on yhä vähemmän, eikä niitä ole enää myynnissä. Erittäin suuren tiedon tallentamiseksi on olemassa 1, 2, 4 teratavun kiintolevyt.

Kiintolevyn nopeus ja välimuisti

Kiintolevyä valittaessa on tärkeää kiinnittää huomiota sen nopeuteen (karan nopeus). Koko tietokoneen nopeus riippuu tästä. Tavalliset ajonopeudet ovat 5400 ja 7200 rpm.

Puskurimuistin määrä (välimuisti) - fyysinen muisti kovalevy. Tällaista muistia on useita kokoja 8, 16, 32, 64 megatavua. Mitä suurempi käyttönopeus muisti kova levylle, sitä nopeampi tiedonsiirtonopeus on.

Hallussa

Tarkista ennen ostamista, mikä kiintolevy sopii sinulle emolevy: IDE, SATA tai SATA 3. Tarkastelemme levyn pyörimisnopeuden ominaisuuksia ja puskurimuistin määrää, nämä ovat tärkeimmät indikaattorit, joihin sinun on kiinnitettävä huomiota. Katsomme myös valmistajan ja sinulle sopivan volyymin.

Toivotamme onnistuneita ostoksia!

Jaa valintasi kommenteissa, se auttaa muita käyttäjiä tekemään oikean valinnan!

xn----8sbabec6fbqes7h.xn--p1ai

Järjestelmänhallinta ja paljon muuta

Välimuistin käyttö lisää minkä tahansa kiintolevyn suorituskykyä vähentämällä fyysisten levykäyttöjen määrää ja sallii kiintolevyn toimia myös silloin, kun isäntäväylä on varattu. Useimpien nykyaikaisten asemien välimuistin koko on 8–64 megatavua. Tämä on jopa enemmän kuin viime vuosisadan 1990-luvun keskimääräisen tietokoneen kiintolevyn koko.

Huolimatta siitä, että välimuisti lisää aseman nopeutta järjestelmässä, sillä on myös haittoja. Ensinnäkin välimuisti ei nopeuttaa asemaa millään tavalla satunnaisilla tietopyynnöillä, jotka sijaitsevat levyn eri päissä, koska sellaisissa pyynnöissä ei ole mitään järkeä esihaussa. Välimuisti ei myöskään auta lainkaan suuria tietomääriä luettaessa, koska. se on yleensä melko pieni, esimerkiksi kopioitaessa 80 megatavun tiedostoa, jonka puskurilla on aikamme tavanomaista 16 megatavua, vain vähän alle 20% kopioidusta tiedostosta mahtuu välimuistiin.

Vaikka välimuisti lisää aseman nopeutta järjestelmässä, sillä on myös haittoja. Ensinnäkin välimuisti ei nopeuttaa asemaa millään tavalla satunnaisilla tietopyynnöillä, jotka sijaitsevat levyn eri päissä, koska sellaisissa pyynnöissä ei ole mitään järkeä esihaussa. Se ei myöskään auta lainkaan suuria tietomääriä luettaessa, koska. se on yleensä aika pieni. Esimerkiksi kopioitaessa 80 megatavun tiedostoa, jonka puskurilla on 16 megatavua, mikä on tavallista meidän aikanamme, vain hieman alle 20% kopioidusta tiedostosta mahtuu välimuistiin.

Viime vuosina valmistajat Kovalevyt lisäsivät merkittävästi tuotteidensa välimuistikapasiteettia. Jo 90-luvun lopulla 256 kilotavua oli vakiona kaikille asemille ja vain huippuluokan laitteilla oli 512 kilotavua välimuistia. Tällä hetkellä 8 megatavun välimuistista on jo tullut de facto standardi kaikille asemille, kun taas tuottavimpien mallien kapasiteetti on 32 tai jopa 64 megatavua. On kaksi syytä, miksi aseman puskuri on kasvanut niin nopeasti. Yksi niistä on synkronisten muistisirujen hintojen jyrkkä lasku. Toinen syy on käyttäjien usko, että välimuistin koon kaksinkertaistaminen tai jopa nelinkertaistaminen vaikuttaa suuresti aseman nopeuteen.

Kiintolevyn välimuistin koko vaikuttaa tietysti käyttöjärjestelmän aseman nopeuteen, mutta ei niin paljon kuin käyttäjät kuvittelevat. Valmistajat hyödyntävät käyttäjien uskoa välimuistin kokoon ja esittävät esitteissä suuria väitteitä, jotka ovat noin neljä kertaa suuremmat kuin vakiomallissa. Kuitenkin vertaamalla samaa kiintolevyä puskurin kokoon 16 ja 64 megatavua, käy ilmi, että kiihtyvyys johtaa useisiin prosentteihin. Mihin tämä johtaa? Lisäksi vain erittäin suuri ero välimuistin kooissa (esimerkiksi 512 kilotavun ja 64 megatavun välillä) vaikuttaa merkittävästi aseman nopeuteen. Sinun on myös muistettava, että kiintolevypuskurin koko on melko pieni verrattuna tietokoneen muistiin ja usein "pehmeään" välimuistiin, eli käyttöjärjestelmän työkalujen järjestämään välipuskuriin tiedostojärjestelmän välimuistiin tallentamiseen ja joka sijaitsee tietokoneen muistilla on usein suurempi vaikutus aseman toimintaan.

Onneksi niitä on enemmänkin nopea vaihtoehto välimuistin toiminta: tietokone kirjoittaa tietoja asemalle, ne pääsevät välimuistiin ja asema vastaa välittömästi järjestelmälle, että tallennus on tehty; tietokone jatkaa toimintaansa uskoen, että asema pystyi kirjoittamaan tietoja erittäin nopeasti, kun taas asema "petti" tietokoneen ja kirjoitti vain tarvittavat tiedot välimuistiin ja vasta sitten alkoi kirjoittaa niitä levylle. Tätä tekniikkaa kutsutaan takaisinkirjoitusvälimuistiksi.

Tämän riskin vuoksi jotkin työasemat eivät tallenna välimuistia ollenkaan. Nykyaikaisten asemien avulla voit poistaa kirjoitusvälimuistitilan käytöstä. Tämä on erityisen tärkeää sovelluksissa, joissa tietojen oikeellisuus on erittäin tärkeää. Koska tätä lajia välimuisti lisää huomattavasti aseman nopeutta, mutta yleensä he turvautuvat muihin menetelmiin, jotka voivat vähentää tietojen katoamisen riskiä sähkökatkoksen vuoksi. Yleisin tapa on kytkeä tietokone yksikköön katkeamaton virtalähde. Lisäksi kaikissa nykyaikaisissa asemissa on "flush write cache" -toiminto, joka pakottaa aseman kirjoittamaan tietoja välimuistista pintaan, mutta järjestelmän on suoritettava tämä komento sokeasti, koska. se ei vieläkään tiedä, onko välimuistissa dataa vai ei. Joka kerta kun virta katkaistaan, nykyaikaiset käyttöjärjestelmät lähettävät tämän komennon kiintolevylle, sitten lähetetään komento pysäköidä päät (vaikka tätä komentoa ei voitu lähettää, koska jokainen nykyaikainen asema pysäköi päät automaattisesti, kun jännite laskee alle raja hyväksyttävälle tasolle) ja vasta sen jälkeen tietokone sammuu. Tämä varmistaa käyttäjätietojen turvallisuuden ja kiintolevyn oikean sammutuksen.

sysadminstvo.ru

kiintolevyn välimuisti

05.09.2005

Kaikissa nykyaikaisissa asemissa on sisäänrakennettu välimuisti, jota kutsutaan myös puskuriksi. Tämän välimuistin tarkoitus ei ole sama kuin suorittimen välimuistin. Välimuistin tehtävänä on puskuroida nopeiden ja hitaiden laitteiden välillä. Kiintolevyjen tapauksessa välimuistia käytetään tallentamaan tilapäisesti viimeisimmän levyn lukutulokset sekä esihakemaan tietoja, joita voidaan pyytää jonkin ajan kuluttua, kuten muutama sektori parhaillaan pyydetyn sektorin jälkeen.

Välimuistin käyttö lisää minkä tahansa kiintolevyn suorituskykyä vähentämällä fyysisten levykäyttöjen määrää ja sallii kiintolevyn toimia myös silloin, kun isäntäväylä on varattu. Useimpien nykyaikaisten asemien välimuistin koko on 2–8 megatavua. Kuitenkin edistynein SCSI-asemat välimuisti on 16 megatavua, mikä on jopa enemmän kuin viime vuosisadan 1990-luvun keskimääräisellä tietokoneella.

On huomattava, että kun joku puhuu levyvälimuistista, useimmiten ei tarkoiteta kiintolevyn välimuistia, vaan tiettyä puskuria, jonka käyttöjärjestelmä varaa nopeuttamaan luku-kirjoitusprosesseja tässä käyttöjärjestelmässä.

Syy, miksi kiintolevyn välimuisti on niin tärkeä, on suuri ero itse kiintolevyn nopeuden ja kiintolevyn käyttöliittymän nopeuden välillä. Kun etsimme tarvitsemaamme sektoria, kuluu kokonaisia millisekunteja, koska aikaa kuluu pään liikuttamiseen odottaen haluttua sektoria. Nykyaikaisissa henkilökohtaisissa tietokoneissa jopa yksi millisekunti on paljon. Tyypillisellä IDE/ATA-asemalla aika siirtää 16K tietolohko välimuistista tietokoneeseen on noin sata kertaa nopeampi kuin aika, joka kuluu sen löytämiseen ja lukemiseen pinnasta. Tästä syystä kaikissa kiintolevyissä on sisäinen välimuisti.

Toinen tilanne on tietojen kirjoittaminen levylle. Oletetaan, että meidän on kirjoitettava sama 16 kilotavun tietolohko, jossa on välimuisti. Winchester siirtää tämän tietolohkon välittömästi sisäiseen välimuistiin ja raportoi järjestelmälle, että se on jälleen vapaa pyyntöille, ja samalla kirjoittaa tietoja magneettilevyjen pinnalle. Jos sektorit luetaan peräkkäin pinnalta, välimuistilla ei ole enää suurta roolia, koska. peräkkäiset lukunopeudet ja käyttöliittymän nopeudet ovat tässä tapauksessa suunnilleen samat.

Kiintolevyn välimuistin toiminnan yleiset käsitteet

Välimuistin yksinkertaisin periaate on tallentaa tietoja pyydetyn sektorin lisäksi useille sektoreille sen jälkeen. Kiintolevyltä lukeminen ei yleensä tapahdu 512 tavun lohkoissa, vaan 4096 tavun lohkoissa (klusteri, vaikka klusterin koko voi vaihdella). Välimuisti on jaettu segmentteihin, joista kukin voi tallentaa yhden tietolohkon. Kun kiintolevylle tehdään pyyntö, asemaohjain tarkistaa ensin, ovatko pyydetyt tiedot välimuistissa, ja jos on, lähettää ne välittömästi tietokoneelle ilman fyysistä pääsyä pintaan. Jos välimuistissa ei ollut tietoja, ne luetaan ensin ja syötetään välimuistiin ja siirretään vasta sitten tietokoneelle. Koska välimuistin koko on rajoitettu, esiintyy jatkuva päivitys välimuistin paloja. Yleensä vanhin osa korvataan uudella. Tätä kutsutaan pyöreäksi puskuriksi tai pyöreäksi välimuistiksi.

Aseman suorituskyvyn lisäämiseksi valmistajat ovat keksineet useita menetelmiä työskentelyn nopeuden lisäämiseksi välimuistin vuoksi:

adaptiivinen segmentointi. Yleensä välimuisti on jaettu samankokoisiin segmentteihin. Koska pyynnöt voivat olla erikokoisia, tämä johtaa tarpeettomaan välimuistilohkojen kulutukseen, koska. yksi pyyntö jaetaan kiinteäpituisiin segmentteihin. Monet nykyaikaiset asemat muuttavat segmentin kokoa dynaamisesti määrittämällä pyynnön koon ja säätämällä segmentin kokoa tietylle pyynnölle, mikä lisää tehokkuutta ja lisää tai pienentää segmentin kokoa. Segmenttien määrä voi myös muuttua. Tämä tehtävä on monimutkaisempi kuin toiminnot kiinteäpituisilla segmenteillä, ja se voi johtaa tietojen pirstoutumiseen välimuistissa, mikä lisää kiintolevyn mikroprosessorin kuormitusta.
Ylinäytteenotto. Kiintolevyn mikroprosessori lataa tällä hetkellä pyydettyjen tietojen ja aikaisempien ajankohtien pyyntöjen analyysin perusteella välimuistiin dataa, jota ei ole vielä pyydetty, mutta jolla on suuri todennäköisyys. Yksinkertaisin esihaun tapaus on ladata välimuistiin lisätietoa, joka on hieman kauempana kuin tällä hetkellä pyydetyt tiedot, koska tilastollisesti niitä pyydetään todennäköisemmin myöhemmin. Jos esihakualgoritmi on toteutettu oikein aseman laiteohjelmistossa, tämä nopeuttaa sen toimintaa eri tiedostojärjestelmissä ja erilaisia tyyppejä tiedot.
Käyttäjän hallinta. Korkean teknologian kiintolevyillä on joukko komentoja, joiden avulla käyttäjä voi hallita tarkasti kaikkia välimuistin toimintoja. Nämä komennot sisältävät seuraavat: välimuistin ottaminen käyttöön ja poistaminen käytöstä, segmenttien koon hallinta, mukautuvan segmentoinnin ja esihaun ottaminen käyttöön ja poistaminen käytöstä ja niin edelleen.

Huolimatta siitä, että välimuisti lisää aseman nopeutta järjestelmässä, sillä on myös haittoja. Ensinnäkin välimuisti ei nopeuttaa asemaa millään tavalla satunnaisilla tietopyynnöillä, jotka sijaitsevat levyn eri päissä, koska sellaisissa pyynnöissä ei ole mitään järkeä esihaussa. Välimuisti ei myöskään auta lainkaan suuria tietomääriä luettaessa, koska. se on yleensä melko pieni, esimerkiksi kopioitaessa 10 megatavun tiedostoa meidän aikanamme tavallisella 2 megatavun puskurilla vain vähän alle 20% kopioidusta tiedostosta mahtuu välimuistiin.

Näistä ja muista välimuistin ominaisuuksista johtuen se ei nopeuttaa asemaa niin paljon kuin haluaisimme. Sen antama nopeusvahvistus ei riipu pelkästään puskurin koosta, vaan myös mikroprosessorin välimuistin kanssa työskentelyn algoritmista sekä käsiteltävien tiedostojen tyypistä. Tämä hetki. Ja yleensä on erittäin vaikeaa selvittää, mitä välimuistialgoritmeja käytetään tässä asemassa.

Kuvassa on Seagate Barracuda -aseman välimuistisiru, jonka kapasiteetti on 4 megabittiä tai 512 kilotavua.

Luku-kirjoitusvälimuisti

Vaikka välimuisti lisää aseman nopeutta järjestelmässä, sillä on myös haittoja. Ensinnäkin välimuisti ei nopeuttaa asemaa millään tavalla satunnaisilla tietopyynnöillä, jotka sijaitsevat levyn eri päissä, koska sellaisissa pyynnöissä ei ole mitään järkeä esihaussa. Se ei myöskään auta lainkaan suuria tietomääriä luettaessa, koska. se on yleensä aika pieni. Esimerkiksi kopioitaessa 10 megatavun tiedostoa nykyisellä 2 megatavun puskurilla vain hieman alle 20 % kopioidusta tiedostosta mahtuu välimuistiin.

Näiden välimuistin ominaisuuksien vuoksi se ei nopeuttaa asemaa niin paljon kuin haluaisimme. Se, mikä nopeusvahvistus se antaa, ei riipu vain puskurin koosta, vaan myös mikroprosessorin välimuistin kanssa työskentelyn algoritmista sekä tiedostotyypistä, joita tällä hetkellä käsitellään. Ja yleensä on erittäin vaikeaa selvittää, mitä välimuistialgoritmeja käytetään tässä asemassa.

Viime vuosina kovalevyvalmistajat ovat lisänneet tuotteidensa välimuistikapasiteettia huomattavasti. Jo 90-luvun lopulla 256 kilotavua oli vakiona kaikille asemille ja vain huippuluokan laitteilla oli 512 kilotavua välimuistia. Tällä hetkellä 2 megatavun välimuistista on tullut de facto standardi kaikille asemille, kun taas tuottavimpien mallien kapasiteetti on 8 tai jopa 16 megatavua. Pääsääntöisesti 16 megatavua löytyy vain SCSI-asemilta. On kaksi syytä, miksi aseman puskuri on kasvanut niin nopeasti. Yksi niistä on synkronisten muistisirujen hintojen jyrkkä lasku. Toinen syy on käyttäjien usko, että välimuistin koon kaksinkertaistaminen tai jopa nelinkertaistaminen vaikuttaa suuresti aseman nopeuteen.

Kiintolevyn välimuistin koko vaikuttaa tietysti käyttöjärjestelmän aseman nopeuteen, mutta ei niin paljon kuin käyttäjät kuvittelevat. Valmistajat hyödyntävät käyttäjien uskoa välimuistin kokoon ja esittävät esitteissä suuria väitteitä, jotka ovat noin neljä kertaa suuremmat kuin vakiomallissa. Kuitenkin vertaamalla samaa kiintolevyä puskurin kokoon 2 ja 8 megatavua, käy ilmi, että kiihtyvyys johtaa useisiin prosentteihin. Mihin tämä johtaa? Lisäksi vain erittäin suuri ero välimuistin kooissa (esimerkiksi 512 kilotavun ja 8 megatavun välillä) vaikuttaa merkittävästi aseman nopeuteen. On myös muistettava, että kiintolevyn puskurin koko on melko pieni verrattuna tietokoneen muistiin ja usein "pehmeään" välimuistiin, eli käyttöjärjestelmän järjestämään välipuskuriin tiedostojärjestelmän välimuistiin tallentamiseen ja joka sijaitsee tietokoneen muistilla on usein suurempi panos aseman toimintaan.

Lukuvälimuisti ja kirjoitusvälimuisti ovat jokseenkin samanlaisia, mutta niillä on myös monia eroja. Molempien toimintojen tarkoituksena on lisätä aseman yleistä suorituskykyä: nämä ovat puskureita nopea tietokone ja hitaan ajon mekaniikka. Suurin ero näiden toimintojen välillä on, että yksi niistä ei muuta asemassa olevia tietoja, kun taas toinen muuttaa.

Ilman välimuistia jokainen kirjoitustoiminto johtaisi ikävään odotukseen, että päät siirtyvät oikeaan paikkaan ja tiedot kirjoitetaan pintaan. Työskentely tietokoneen kanssa olisi mahdotonta: kuten aiemmin mainitsimme, tämä toimenpide kestää useimmilla kiintolevyillä vähintään 10 millisekuntia, mikä on paljon tietokoneen kannalta kokonaisuutena, koska tietokoneen mikroprosessori joutuisi odottamaan nämä 10 millisekuntia jokaisen tiedon kirjoittamisen yhteydessä winchesteriin. Silmiinpistävin asia on, että on olemassa juuri sellainen välimuistin kanssa työskentelytapa, jolloin tietoja kirjoitetaan samanaikaisesti sekä välimuistiin että pintaan ja järjestelmä odottaa molempien toimintojen suorittamista. Tätä kutsutaan kirjoitusvälimuistiksi. Tämä tekniikka nopeuttaa työtä siinä tapauksessa, että lähitulevaisuudessa juuri kirjoitetut tiedot on luettava takaisin tietokoneelle ja itse tallennus kestää paljon kauemmin kuin aika, jonka jälkeen tietokone tarvitsee näitä tietoja.

Onneksi välimuistista on nopeampi versio: tietokone kirjoittaa tiedot asemalle, ne pääsevät välimuistiin ja asema vastaa välittömästi järjestelmälle, että kirjoitus on valmis; tietokone jatkaa toimintaansa uskoen, että asema pystyi kirjoittamaan tietoja erittäin nopeasti, kun taas asema "petti" tietokoneen ja kirjoitti vain tarvittavat tiedot välimuistiin ja vasta sitten alkoi kirjoittaa niitä levylle. Tätä tekniikkaa kutsutaan takaisinkirjoitusvälimuistiksi.

Tietenkin takaisinkirjoitusvälimuistitekniikka lisää suorituskykyä, mutta kuitenkin tällä tekniikalla on myös haittapuolensa. Kiintolevy ilmoittaa tietokoneelle, että kirjoitus on jo tehty, kun taas tiedot ovat vain välimuistissa, ja vasta sitten alkaa kirjoittaa tietoja pintaan. Se kestää jonkin aikaa. Tämä ei ole ongelma niin kauan kuin tietokoneessa on virtaa. Koska välimuisti on haihtuva muisti, jonka virran katkaisemisen hetkellä kaikki välimuistin sisältö katoaa peruuttamattomasti. Jos välimuistissa olisi tietoja, jotka odottavat kirjoittamista pintaan, ja virta katkaistaan sillä hetkellä, tiedot menetetään lopullisesti. Ja mikä on myös huono asia, järjestelmä ei tiedä, kirjoitettiinko tiedot tarkasti levylle, koska Winchester on jo ilmoittanut tehneensä sen. Näin ollen emme vain menetä itse dataa, emmekä myöskään tiedä, mitkä tiedot eivät ehtineet kirjoittaa, emmekä edes tiedä, että vika on tapahtunut. Tämän seurauksena osa tiedostosta voi kadota, mikä johtaa sen eheyden rikkomiseen, käyttöjärjestelmän suorituskyvyn menettämiseen jne. Tämä ongelma ei tietenkään vaikuta lukutietojen välimuistiin.

Tämän riskin vuoksi jotkin työasemat eivät tallenna välimuistia ollenkaan. Nykyaikaisten asemien avulla voit poistaa kirjoitusvälimuistitilan käytöstä. Tämä on erityisen tärkeää sovelluksissa, joissa tietojen oikeellisuus on erittäin tärkeää. Koska Tämäntyyppinen välimuisti nostaa huomattavasti aseman nopeutta, mutta yleensä he turvautuvat muihin menetelmiin, jotka vähentävät tietojen menetyksen riskiä sähkökatkoksen vuoksi. Yleisin tapa on kytkeä tietokone keskeytymättömään virtalähteeseen. Lisäksi kaikissa nykyaikaisissa asemissa on "flush write cache" -toiminto, joka pakottaa aseman kirjoittamaan tietoja välimuistista pintaan, mutta järjestelmän on suoritettava tämä komento sokeasti, koska. se ei vieläkään tiedä, onko välimuistissa dataa vai ei. Joka kerta kun virta katkaistaan, nykyaikaiset käyttöjärjestelmät lähettävät tämän komennon kiintolevylle, sitten lähetetään komento pysäköidä päät (vaikka tätä komentoa ei voitu lähettää, koska jokainen nykyaikainen asema pysäköi päät automaattisesti, kun jännite laskee alle suurin sallittu taso ) ja vasta sen jälkeen tietokone sammuu. Tämä varmistaa käyttäjätietojen turvallisuuden ja kiintolevyn oikean sammutuksen.

spas-info.ru

Mikä on kiintolevypuskuri ja miksi sitä tarvitaan

Nykyään yleinen tallennusväline on magneettinen kiintolevy. Siinä on tietty määrä muistia perustietojen tallentamiseen. Siinä on myös puskurimuisti, jonka tarkoitus on tallentaa välitietoja. Ammattilaiset kutsuvat kiintolevypuskuria termiksi "välimuisti" tai yksinkertaisesti "välimuisti". Katsotaan miksi HDD-puskuria tarvitaan, mihin se vaikuttaa ja minkä kokoinen se on.

Kiintolevypuskuri auttaa käyttöjärjestelmää tallentamaan tilapäisesti tietoja, jotka on luettu kiintolevyn päämuistista, mutta joita ei siirretty käsittelyyn. Siirtotallennustilan tarve johtuu siitä, että tietojen lukemisen nopeus kiintolevyasemalta ja käyttöjärjestelmän suorituskyky vaihtelee huomattavasti. Siksi tietokoneen on tallennettava tiedot väliaikaisesti "välimuistiin" ja vasta sitten käytettävä niitä aiottuun tarkoitukseen.

Kiintolevypuskuri itsessään ei ole erillisiä sektoreita, kuten epäpätevät ihmiset uskovat tietokoneen käyttäjiä. Se on erityinen muistisiru, joka sijaitsee sisäinen lauta HDD. Tällaiset mikropiirit pystyvät toimimaan paljon nopeammin kuin itse asema. Tämän seurauksena ne lisäävät (useita prosentteja) tietokoneen suorituskykyä käytön aikana.

On huomattava, että "välimuistin" koko riippuu tietty malli levy. Aiemmin se oli noin 8 megatavua, ja tätä lukua pidettiin tyydyttävänä. Tekniikan edistymisen myötä valmistajat ovat kuitenkin pystyneet valmistamaan siruja, joissa on enemmän muistia. Siksi useimmissa nykyaikaisissa kiintolevyissä on puskuri, jonka koko vaihtelee 32 - 128 megatavua. Suurin "välimuisti" on tietysti asennettu kalliisiin malleihin.

Mikä vaikutus kiintolevypuskurilla on suorituskykyyn?

Nyt kerromme sinulle, miksi kiintolevyn puskurin koko vaikuttaa tietokoneen suorituskykyyn. Teoriassa mitä enemmän tietoa on "välimuistissa", sitä vähemmän käyttöjärjestelmä viittaa kiintolevyyn. Tämä pätee erityisesti työskenaarioon, jossa mahdollinen käyttäjä käsittelee suurta määrää pieniä tiedostoja. He vain siirtyvät kiintolevypuskuriin ja odottavat siellä vuoroaan.

Kuitenkin, jos tietokonetta käytetään tiedostojen käsittelyyn iso koko, niin "kätkö" menettää merkityksensä. Loppujen lopuksi tieto ei mahdu mikropiireihin, joiden tilavuus on pieni. Tämän seurauksena käyttäjä ei huomaa tietokoneen suorituskyvyn lisääntymistä, koska puskuria ei käytännössä käytetä. Tämä tapahtuu tapauksissa, joissa käyttöjärjestelmässä käynnistetään ohjelmia videotiedostojen muokkaamiseen jne.

Siksi uutta kiintolevyä ostaessasi on suositeltavaa kiinnittää huomiota "välimuistin" kokoon vain tapauksissa, joissa aiot jatkuvasti käsitellä pieniä tiedostoja. Sitten se todella huomaa tuottavuuden kasvun henkilökohtainen tietokone. Ja jos tietokonetta käytetään tavallisiin jokapäiväisiin tehtäviin tai suurten tiedostojen käsittelyyn, et voi kiinnittää leikepöydälle mitään merkitystä.

Haluan muistuttaa, että Seagate SeaTools Enterprise -apuohjelman avulla käyttäjä voi hallita välimuistikäytäntöä ja erityisesti vaihtaa uusimpien Seagate SCSI -asemien välillä. eri malleja välimuisti - työpöytätila ja palvelintila. Tämä SeaTools-valikon kohta on nimeltään Performance Mode (PM) ja sillä voi olla kaksi arvoa - On (Desktop Mode) ja Off (Server Mode). Erot näiden kahden tilan välillä ovat puhtaasti ohjelmistoja - Desktop Mode -tilassa kiintolevyn välimuisti on jaettu kiinteään määrään vakiokokoisia (saman) segmenttejä, ja sitten niitä käytetään luku- ja kirjoitusoikeuksien välimuistiin. Lisäksi erillisessä valikkokohdassa käyttäjä voi jopa asettaa segmenttien määrän (ohjausvälimuistin segmentointi): esimerkiksi oletusarvoisen 32 segmentin sijaan asettaa eri arvon (tässä tapauksessa kunkin segmentin äänenvoimakkuus pienenee suhteellisesti ).

Palvelintilassa puskurin (levyvälimuistin) segmentit voidaan määrittää dynaamisesti (uudelleen) samalla kun niiden kokoa ja lukumäärää muutetaan. Levyn mikroprosessori (ja laiteohjelmisto) itse optimoi välimuistisegmenttien lukumäärän (ja kapasiteetin) dynaamisesti levylle suoritettavaksi saatujen ohjeiden mukaan.

Sitten saimme selville, että uusien Seagate Cheetah -asemien käyttäminen "Desktop"-tilassa (jossa kiinteä segmentointi on oletuksena 32 segmenttiä) oletusarvoisen "palvelimen" sijasta dynaamisella segmentoinnilla voi hieman parantaa levyn suorituskykyä useissa tehtävissä. jotka ovat tyypillisempiä pöytätietokoneille tai mediapalvelimille. Lisäksi tämä kasvu voi joskus olla 30-100% (!) Riippuen tehtävän tyypistä ja levymallista, vaikka keskimäärin sen arvioidaan olevan 30%, mikä ei myöskään ole huono. Tällaisia tehtäviä ovat pöytätietokoneen rutiinityöt (WinBench, PCmark, H2bench testit), tiedostojen lukeminen ja kopioiminen, eheytys. Samaan aikaan puhtaasti palvelinsovelluksissa asemien suorituskyky ei juuri laske (jos laskee, niin se ei laske merkittävästi). Pystyimme kuitenkin havaitsemaan huomattavan hyödyn Desktop Mode -tilan käytöstä vain Cheetah 10K.7 -asemassa, kun taas sen vanhempi sisar Cheetah 15K.4 osoittautui melkein samaksi työpöytäsovelluksissa työskentelytilassa.

Yritetään ymmärtää tarkemmin, kuinka näiden kiintolevyjen välimuistin segmentointi vaikuttaa suorituskykyyn erilaisia sovelluksia ja mitkä segmentointitilat (kuinka monta muistisegmenttiä) ovat hyödyllisempiä tiettyjä tehtäviä suoritettaessa, tutkin välimuistin segmenttien määrän vaikutusta Seagate Cheetah 15K.4 -aseman suorituskykyyn. laaja valikoima arvot - 4 - 128 segmenttiä (4, 8, 16, 32, 64 ja 128). Näiden tutkimusten tulokset tarjotaan huomionne tässä katsauksen osassa. Haluan korostaa, että nämä tulokset eivät ole mielenkiintoisia vain tälle asemamallille (tai Seagate SCSI-asemille yleensä) - välimuistin segmentointi ja segmenttien lukumäärän valinta on yksi pääohjeista laiteohjelmiston optimointiin, mukaan lukien ATA:lla varustetut työpöytäasemat. käyttöliittymät, jotka on nyt myös varustettu pääosin 8 MB puskurilla. Siksi tässä artikkelissa kuvatut aseman suorituskykytulokset eri tehtävissä, riippuen sen välimuistin segmentoinnista, ovat merkityksellisiä myös pöytätietokoneiden ATA-asemien alalla. Ja koska testausmenetelmä kuvattiin ensimmäisessä osassa, siirrymme suoraan itse tuloksiin.

Ennen kuin keskustelemme tuloksista, katsotaanpa tarkemmin Seagate Cheetah 15K.4 -välimuistisegmenttien suunnittelua ja toimintaa, jotta ymmärrämme paremmin, mistä on kyse. Varsinaisen välimuistin (eli välimuistitoimintojen) kahdeksasta megatavusta 7077 kt on käytettävissä täällä (loppu on palvelualuetta). Tämä alue on jaettu loogisiin segmentteihin (Mode Select Page 08h, tavu 13), joita käytetään tietojen lukemiseen ja kirjoittamiseen (toteuttamaan levyltä eteenpäin lukemisen ja levyn pinnalle laiska kirjoittamisen toiminnot). Magneettilevyillä olevien tietojen saamiseksi segmentit käyttävät asemalohkojen loogista osoitusta. Tämän sarjan asemat tukevat enintään 64 välimuistisegmenttiä, joista kukin segmentti on kokonaislukumäärä levyllä olevia sektoreita. Käytettävissä olevan välimuistin määrä näyttää jakautuneen tasaisesti segmenttien kesken, eli jos segmenttejä on esimerkiksi 32, niin kunkin segmentin volyymi on noin 220 KB. Dynaamisessa segmentoinnissa (PM=off-tilassa) kiintolevy voi muuttaa segmenttien määrää automaattisesti isännästä tulevan komentovirran mukaan.

Palvelin- ja työpöytäsovellukset vaativat erilaisia välimuistitoimintoja levyiltä optimaalisen suorituskyvyn saavuttamiseksi, joten on vaikeaa tarjota yhtä kokoonpanoa näiden tehtävien suorittamiseksi parhaiten. Seagaten mukaan työpöytäsovellusten on määritettävä välimuisti vastaamaan nopeasti toistuviin pyyntöihin suuren määrän pieniä datasegmenttejä varten ilman, että heidän tarvitsee odottaa viereisten segmenttien lukemista eteenpäin. Sitä vastoin palvelintehtävät edellyttävät, että välimuisti on määritetty vastaanottamaan suuria määriä peräkkäistä dataa ei-toistuvissa pyynnöissä. Tässä tapauksessa välimuistin kyky tallentaa enemmän dataa viereisistä segmenteistä eteenpäin luettaessa on tärkeämpää. Siksi valmistaja suosittelee Desktop Mode -tilassa 32 segmentin käyttöä (aiemmissa Cheetah-versioissa käytettiin 16 segmenttiä), ja palvelintilassa segmenttien mukautuva määrä alkaa vain kolmesta koko välimuistissa, vaikka se voi kasvaa käytön aikana. . Kokeiluissamme segmenttien lukumäärän vaikutuksesta suorituskykyyn eri sovelluksissa rajoitamme alueeseen 4 segmentistä 64 segmenttiin, ja testinä "ajomme" levyä myös 128 segmentillä, jotka on asetettu SeaTools Enterprise -ohjelma (ohjelma ei ilmoita, että tämän levyn segmenttien määrä on virheellinen).

Fysikaalisten parametrien testien tulokset

Ei ole järkevää esittää lineaarisia lukunopeuskaavioita eri määrälle välimuistisegmenttejä - ne ovat samat. Mutta testeillä mitatun Ultra320 SCSI -liitännän suorituskyvyn mukaan voidaan havaita erittäin mielenkiintoinen kuva: 64 segmentissä jotkut ohjelmat alkavat määrittää väärin käyttöliittymän nopeutta vähentäen sitä enemmän kuin suuruusluokkaa.

Mitatussa keskimääräisessä käyttöajassa erot välimuistisegmenttien eri lukumäärän välillä tulevat selvemmiksi - segmentoinnin pienentyessä keskimääräinen windows aika pääsy lukemisen aikana kasvaa hieman, ja huomattavasti parempia lukemia havaitaan PM=off -tilassa, vaikka on vaikea väittää, että segmenttien lukumäärä on hyvin pieni tai päinvastoin erittäin suuri näiden tietojen perusteella. On mahdollista, että levy tässä tapauksessa alkaa yksinkertaisesti jättää huomioimatta esihaun lukemisen aikana lisäviiveiden poistamiseksi.

Voimme yrittää arvioida laiskalevyn laiteohjelmiston kirjoittamisen ja asemapuskuriin kirjoitetun datan välimuistin tallentamisen algoritmien tehokkuutta sen perusteella, kuinka käyttöjärjestelmän mittaama keskimääräinen käyttöaika laskee kirjoitettaessa suhteessa lukemiseen, kun aseman takaisinkirjoitusvälimuisti on käytössä. (se oli aina käytössä testeissämme). Tätä varten käytämme yleensä C "T H2benchW -testin tuloksia, mutta tällä kertaa täydennämme kuvaa IOmeter-ohjelman testillä, jonka luku- ja kirjoituskuviot käyttivät 100-prosenttista satunnaiskäyttöä 512 tavun lohkoissa. yhdellä pyyntöjonon syvyydellä. (Ei tietenkään pidä ajatella, että keskimääräinen kirjoitusaika kahdessa alla olevassa kaaviossa todella kuvastaa tätä fyysistä varastointitiedot! Tämä on vain testillä ohjelmoidusti mitattu parametri, jonka avulla voidaan arvioida levypuskuriin kirjoittamisen välimuistin tehokkuutta. Todellinen valmistajan ilmoittama keskimääräinen kirjoitusaika Cheetah 15K.4:lle on 4,0+2,0=6,0 ms). Muuten, ennakoiden kysymyksiä, huomaan, että tässä tapauksessa (eli kun laiska kirjoittaminen on käytössä levyllä) asema raportoi isännälle kirjoituskomennon onnistuneesta suorittamisesta (HYVÄ tila) heti, kun ne ovat kirjoitetaan välimuistiin, ei suoraan magneettiseen mediaan. Tämä on syynä ulkoisesti mitatun keskimääräisen kirjoitusajan alhaisempaan arvoon kuin vastaavalla parametrilla luettaessa.

Näiden testien tulosten mukaan pienten tietolohkojen satunnaisten kirjoitusten välimuistin tehokkuudessa on selvä riippuvuus välimuistisegmenttien lukumäärästä - mitä enemmän segmenttejä, sitä parempi. Neljällä segmentillä tehokkuus laskee jyrkästi ja keskimääräinen kirjoitusaika kasvaa lähes lukuarvoihin asti. Ja "palvelintilassa" segmenttien lukumäärä on tässä tapauksessa selvästi lähellä 32:ta. 64 ja "128" segmenttien tapaukset ovat täysin identtisiä, mikä vahvistaa ohjelmiston 64 segmentin rajan ylhäältä.

Mielenkiintoista on, että IOmeter-testi yksinkertaisimmilla malleilla satunnaiskäyttöä varten 512 tavun lohkoissa antaa täsmälleen samat arvot kirjoitettaessa kuin C "T H2BenchW -testi (kirjaimellisesti millisekunnin sadasosien tarkkuudella), kun taas luettaessa IOmeter osoitti hieman yliarvioitua tulosta kaikessa jakoalueella - ehkä 0,1-0,19 ms eroa muihin satunnaiskäyttöajan testeihin lukemisen aikana Joistakin "sisäisistä" syistä johtuen IOmeteristä (tai lohkokoko 512 tavua 0 tavun sijaan, kuten ihanteellisesti tällaisissa mittauksissa vaaditaan). IOmeterin "luku"-tulokset ovat kuitenkin käytännössä samat kuin AIDA32-ohjelman levytestin tulokset.

Sovelluksen suorituskyky

Siirrytään sovellusten asemien suorituskykytesteihin. Ja ensinnäkin, yritetään selvittää, kuinka hyvin levyt on optimoitu monisäikeistystä varten. Tätä varten käytän perinteisesti NBench 2.4 -ohjelman testejä, joissa 100 Mt:n tiedostot kirjoitetaan levylle ja luetaan niistä useiden samanaikaisten streamien kautta.

Tämän kaavion avulla voimme arvioida kiintolevyjen monisäikeisen laiskakirjoituksen algoritmien tehokkuutta todellisissa (ei synteettisessä, kuten keskimääräisen käyttöajan kaaviossa) olosuhteissa, kun käyttöjärjestelmä toimii tiedostojen kanssa. Molempien Maxtor SCSI -asemien johtajuus kirjoitettaessa useilla samanaikaisilla virroilla on kiistaton, mutta Chitassa havaitaan jo tietty optimi alueella 8-16 segmenttiä, kun taas korkeammilla ja pienemmillä arvoilla levyn nopeus laskee näissä. tehtäviä. Palvelintilassa segmenttien määrä on luonnollisesti 32 (hyvällä tarkkuudella :)) ja "128" segmenttiä on itse asiassa 64.

Monisäikeisessä lukemisessa Seagate-asemien tilanne on selvästi parempi kuin Maxtor-asemien. Mitä tulee segmentoinnin vaikutukseen, niin kuten tallennuksen aikana, havaitsemme tietyn optimin lähempänä 8 segmenttiä (nauhoituksen aikana se oli lähempänä 16 segmenttiä), ja erittäin korkealla segmentoinnilla (64) levyn nopeus laskee merkittävästi (myös kuten tallennuksen aikana). On ilahduttavaa, että palvelintila "seuraa" isännän markkinoita ja muuttaa segmentoinnin 32:sta kirjoitettaessa ~ 8:aan luettaessa.

Katsotaan nyt kuinka asemat käyttäytyvät "edistyneessä", mutta silti suositussa Levyn testit WinMark 99 WinBench 99 -paketista. Muistutan, että emme tee näitä testejä vain "alkuun", vaan myös fyysisen median "keskialueelle" (volyymin suhteen) kahdelle tiedostojärjestelmälle, ja kaaviot osoittavat keskimääräiset tulokset. Epäilemättä nämä testit eivät ole SCSI-asemien "profiili" ja esittelemällä niiden tulokset tässä, haluamme mieluummin kunnioittaa itse testiä ja niitä, jotka ovat tottuneet arvioimaan levyn nopeutta WinBench 99 -testeillä. "Lohdutukseksi" huomautamme että nämä testit osoittavat meille tietyllä varmuudella, mikä näiden yritysasemien suorituskyky on suoritettaessa tehtäviä, jotka ovat tyypillisempiä pöytätietokoneille.

Ilmeisesti tässäkin on optimaalinen segmentointi, ja pienellä segmenttien määrällä levy näyttää sanoin kuvaamattomalta ja 32 segmentin ansiosta se näyttää parhaimmalta (ehkä siksi Seagaten kehittäjät "siirsivät" oletusarvoisen Desktop Mode -asetuksen 16:sta tilaan. 32 segmenttiä). Palvelintilassa toimistotehtävissä (Business) segmentointi ei kuitenkaan ole täysin optimaalinen, kun taas ammattimaisen (High-End) -suorituskyvyn kannalta segmentointi on enemmän kuin optimoitu, mikä ylittää merkittävästi jopa optimaalisen "pysyvän" segmentoinnin. Ilmeisesti se muuttuu testin suorittamisen aikana komentojen kulusta riippuen, ja tämän ansiosta saavutetaan kokonaissuorituskyky.

Valitettavasti tällaista optimointia "testin aikana" ei havaita uudemmissa "raita" monimutkaisissa testeissä, joilla arvioidaan PCMakr04- ja C "T H2BenchW -pakettien levyjen "työpöytä" suorituskykyä.

Molemmilla (tarkemmin sanottuna 10:llä eri) "toimintaradalla" palvelintilan älykkyys on huomattavasti huonompi kuin optimaalinen jatkuva segmentointi, joka PCmark04:lle on noin 8 segmenttiä ja H2benchW:lle - 16 segmenttiä.

Molemmissa näissä testeissä 4 välimuistisegmenttiä osoittautuu erittäin ei-toivotuiksi ja 64 myös, ja on vaikea sanoa, mihin palvelintilaan tässä tapauksessa vetoaa.

Toisin kuin nämä, tietysti edelleen synteettiset (vaikkakin hyvin todellisuutta muistuttavat) testit - täysin "oikea" testi levyjen nopeudesta Adobe Photoshopin väliaikaisella tiedostolla. Täällä tilanne on paljon läpinäkyvämpi - mitä enemmän segmenttejä, sitä parempi! Ja Server Mode melkein "saappasi" tämän käyttämällä 32 segmenttiä työhönsä (vaikka 64 olisi jopa hieman parempi).

Testit Intel Iometerissa

Siirrytään tehtäviin, jotka ovat tyypillisempiä SCSI-aseman käyttöprofiileille - eri palvelimien (tietokanta, tiedostopalvelin, verkkopalvelin) ja työasema (Workstation) vastaavien kuvioiden mukaan Intel ohjelma IOmeter versio 2003.5.10.

Maxtor on paras jäljittelemään tietokantapalvelinta, ja Seagate käyttää parhaiten palvelintilaa, vaikka jälkimmäinen on itse asiassa hyvin lähellä 32 pysyvää segmenttiä (noin 220 kt kukin). Pienempi tai suurempi segmentointi on tässä tapauksessa huonompi. Tämä malli on kuitenkin liian yksinkertainen pyyntötyyppien suhteen - katsotaanpa, mitä tapahtuu monimutkaisemmille malleille.

Tiedostopalvelinta simuloitaessa adaptiivinen segmentointi johtaa jälleen, vaikka 16 pysyvää segmenttiä jää siitä mitättömästi jäljessä (32 segmenttiä on tässä hieman huonompi, vaikka ne ovat myös varsin arvoisia). Pienellä segmentoinnilla havaitaan huononemista suuressa komentojonossa, ja jos se on liian suuri (64), mikä tahansa jono on yleensä vasta-aiheinen - ilmeisesti tässä tapauksessa välimuistisektoreiden koko on liian pieni (alle 111 kt, eli vain 220 lohkoa medialla), jotta hyväksyttävien tietomäärien välimuisti voidaan tallentaa tehokkaasti.

Lopuksi näemme Web-palvelimen osalta vielä mielenkiintoisemman kuvan - kun ei ole yhtä komentojonoa, palvelintila vastaa kuka tahansa segmentointitaso, paitsi 64, vaikka se on hieman parempi yksittäisessä segmentoinnissa.

Yllä olevan kuvioiden ja pyyntöjonojen (ilman painokertoimia) osoittaman palvelinkuormituksen geometrisen keskiarvon tuloksena havaitsemme, että mukautuva sharing on paras tällaisiin tehtäviin, vaikka 32 pysyvää segmenttiä on hieman jäljessä ja 16 segmenttiä näyttävät myös yleisesti ottaen hyvältä. . Yleisesti ottaen Seagaten valinta on varsin ymmärrettävää.

Mitä tulee "työasema" -malliin, palvelintila on tässä selvästi paras.

Ja optimi jatkuvalle segmentoinnille on 16 segmentin tasolla.

Nyt - mallimme IOmeterille, lähempänä pöytätietokonetta, vaikkakin ehdottomasti suuntaa antavia yritysasemia, koska "syvästi ammattimaisissa" järjestelmissä kiintolevyt lukevat ja kirjoittavat suuria ja pieniä tiedostoja leijonanosan ajasta ja joskus kopioivat tiedostoja . Ja koska pääsyn luonne näissä kuvioissa näissä kuvioissa IOmeter-testissä (satunnaisilla osoitteilla koko levytilavuuden sisällä) on tyypillisempi palvelinluokan järjestelmille, näiden kuvioiden merkitys tutkittaville levyille on suurempi.

Suurten tiedostojen lukeminen on jälleen parempi palvelintilassa, lukuun ottamatta QD=4:n käsittämätöntä pudotusta. Pieni määrä suuria segmenttejä on kuitenkin selvästi parempi levylle näissä toiminnoissa (joka periaatteessa on ennustettavissa ja sopii erinomaisesti tiedostojen monisäikeisen lukemisen tulosten kanssa, katso yllä).

satunnaista sisääntulo Suuret tiedostot päinvastoin ovat liian kovia palvelintilan älylle, ja tässä on kannattavampaa käyttää jatkuvaa segmentointia 8-16 segmentin tasolla, kuten monisäikeisessä tiedostokirjoituksessa, katso yllä. Huomaamme erikseen, että näissä toimissa suuri välimuistin segmentointi on erittäin haitallista - 64 segmentin tasolla. Se osoittautuu kuitenkin hyödylliseksi pienille tiedostojen lukutoiminnoille, joissa on suuri pyyntöjono:

Luulen, että tämä on se, mitä Server Mode käyttää mukautuvan tilan valitsemiseen - niiden grafiikka on hyvin samanlainen.

Samaan aikaan, kun kirjoitetaan pieniä tiedostoja satunnaisiin osoitteisiin, 64 segmenttiä epäonnistuu jälleen, ja palvelintila on tässä huonompi kuin jatkuva segmentointi, jonka taso on 8-16 segmenttiä välimuistia kohti, vaikka palvelintila yrittää selvästi käyttää optimaalisia asetuksia (vain 32-64 segmentillä jonossa 64 huonoa onnea tuli ulos ;)).

Suurten tiedostojen kopioiminen on selvä palvelintilan epäonnistuminen! Tässä segmentointi tasolla 16 on selvästi kannattavampaa (tämä on optimi, koska 8 ja 32 ovat huonompia jonossa 4).

Mitä tulee pienten tiedostojen kopioimiseen, 8-16-32 segmenttiä ovat käytännössä samat, ohittaen 64 segmenttiä (omituista kyllä), ja Palvelintila on hieman "friikki".

Satunnaislukujen, suurten ja pienten tiedostojen kirjoittamisen ja kopioimisen tietojen geometrisen keskiarvon tulosten perusteella havaitsemme, että paras keskimääräinen tulos saadaan jatkuvalla segmentoinnilla, jonka taso on vain 4 segmenttiä välimuistia kohti (eli segmenttien koot yli 1,5 MB!), kun taas 8 ja 16 segmenttiä ovat suunnilleen yhtä suuret eivätkä läheskään 4 segmentin jälkeen, mutta 64 segmenttiä ovat selvästi vasta-aiheisia. Mukautuva palvelintila antoi keskimäärin vain vähän periksi jatkuvalle segmentoinnille - yhden prosentin menetystä tuskin voidaan pitää havaittavana.

On vielä huomattava, että kun simuloimme eheytymistä, havaitsemme pysyvän segmentoinnin kaikkien tasojen likimääräisen yhtäläisyyden ja palvelintilan pienen edun (samalla 1 prosentilla).

Ja suoratoiston luku-kirjoitusmallissa suurissa ja pienissä lohkoissa on hieman kannattavampaa käyttää pientä määrää segmenttejä, vaikka jälleen kerran, välimuistin konfiguraatioiden suorituskyvyn erot ovat kummallista kyllä homeopaattisia.

johtopäätöksiä

Suoritettuani tarkemman tutkimuksen välimuistin segmentoinnin vaikutuksesta Seagate Cheetah 15K.4 -aseman suorituskykyyn eri tehtävissä katsauksen toisessa osassa, haluaisin huomauttaa, että kehittäjät kutsuivat välimuistitiloja kutsumallaan tavalla. ne syystä: palvelintilassa sharding on todellakin usein sovitettua välimuistia suoritettavaan tehtävään, ja tämä johtaa toisinaan erittäin hyviin tuloksiin - etenkin suoritettaessa "raskaita" tehtäviä, mukaan lukien palvelinmallit Intel IOmeterissa ja High- Lopeta Disk WinMark 99 -testi ja pienten lohkojen satunnainen lukeminen levyn ympärillä... Samaan aikaan välimuistin segmentointitason valinta palvelintilassa osoittautuu usein epäoptimaaliseksi (ja vaatii lisätyötä analysointikriteerien parantamiseksi isäntäkomentovirta), ja sitten Desktop Mode tulee esille kiinteällä segmentoinnilla tasolla 8, 16 tai 32 segmenttiä välimuistia kohti. Lisäksi tehtävän tyypistä riippuen joskus on kannattavampaa käyttää 16 ja 32 ja joskus - 8 tai vain 4 muistisegmenttiä! Jälkimmäisten joukossa ovat monisäikeiset luku- ja kirjoitustoiminnot (sekä satunnaiset että peräkkäiset), "raita"-testit, kuten PCMark04, ja säikeitetyt tehtävät, joissa lukee ja kirjoitetaan samanaikaisesti. Vaikka satunnaisen kirjoitussaannin "synteettisyys" osoittaa selvästi, että laiskan kirjoittamisen tehokkuus (mielivaltaisissa osoitteissa) laskee merkittävästi segmenttien lukumäärän pienentyessä. Eli kahden trendin välillä käydään kamppailua - ja siksi keskimäärin on tehokkaampaa käyttää 16 tai 32 segmenttiä 8 megatavun puskuria kohden. Puskurin koon kaksinkertaistuessa voidaan ennustaa, että segmenttien lukumäärä on kannattavampaa pitää tasolla 16-32, mutta kunkin segmentin kapasiteetin suhteellisesta kasvusta johtuen taajuusmuuttajan keskimääräinen suorituskyky voi kasvaa merkittävästi. Ilmeisesti jopa 64 segmentin välimuistisegmentointi, joka on nyt tehoton useimmissa tehtävissä, voi olla erittäin hyödyllistä, kun puskurin koko kaksinkertaistuu, kun taas 4 tai jopa 8 segmentin käyttö tässä tapauksessa tulee tehotonta. Nämä johtopäätökset riippuvat kuitenkin vahvasti myös siitä, mitkä lohkot käyttöjärjestelmä ja sovellukset mieluummin toimivat aseman kanssa ja minkä kokoisia tiedostoja käytetään. On mahdollista, että ympäristön muuttuessa optimaalinen välimuistin segmentointi voi siirtyä suuntaan tai toiseen. No, toivotamme Seagatelle menestystä palvelintilan "älyn" optimoinnissa, mikä voi jossain määrin tasoittaa tätä "järjestelmäriippuvuutta" ja "tehtäväriippuvuutta", kun olemme oppineet valitsemaan parhaiten optimaalisen segmentoinnin riippuen isäntäkomentokulku.

Tunnetuin Runetin Alyosha jakaa järkyttävää tietoa.
http://www.exler.ru/blog/item/12406/?25

Muistan, että 1990-luvulla erilaisissa tietokoneissa, jotka vaativat suorituskykyä kiintolevyn kanssa työskennellessä, käytin niin sanottuja välimuistiohjaimia: nämä olivat levyt, jotka oli varustettu tavanomaisen RAM-muistin paikoilla, joihin laitettiin tietty määrä tätä muistia, ja levyä käytettiin tietojen välimuistiin tallentamiseen kiintolevyltä. Tällainen asia nopeutti suuresti työtä kiintolevyn kanssa, varsinkin käytettäessä grafiikkapaketteja, kuten Corel Draw.

Varsinkin käytettäessä grafiikkapaketteja, kuten Corel Draw. Tarkalleen.
(repeytyneiden mallien rätinä, pään töksähdys pöydällä)

Ensin määritellään, mikä laitteistolevyvälimuisti on.
Yleisesti ottaen tämä on pieni pala RAM-muistia, joka on "ommeltu" kiintolevyn elektroniikkaan.

Välimuisti toimii puskurina tallentaaksesi välitiedot, jotka on jo luettu kiintolevyltä mutta niitä ei ole vielä toimitettu jatkokäsittelyyn, ja tietojen tallentamiseen, joita järjestelmä käyttää melko usein. Transitiivisen tallennuksen tarve johtuu erosta tietojen lukunopeuden välillä kiintolevyltä ja läpijuoksu järjestelmät.

Jos järjestelmä käyttää tiedostoa usein, se sijoitetaan levyn välimuistiin, jotta 1) ei vedetä levyä uudelleen ja 2) nopeuttaa pääsyä tähän tiedostoon. Tappaa kaksi kärpästä yhdellä iskulla.

Yleisesti ottaen välimuistiin tallennettu tiedosto ei ole tiedosto, vaan mikä tahansa usein luettavien levylaitteistolohkojen sisältö. Esimerkiksi palvelutiedot tiedostojärjestelmä. Tai MBR. Tai 12 kilotavua gigatavun tietokantatiedoston keskeltä. Levy ei erottele sisältöään, sillä ei ole hänelle väliä.
Tiedoston tilanne on annettu selvyyden vuoksi.

Ongelmana on, että 90-luvulla levyjä tuotettiin joko ilman välimuistia tai ne olivat liian pieniä tarvittavan tiedon tallentamiseen. Ja tämä ongelma todella ratkesi käyttämällä välimuistiohjaimia.

Sitten levyt muuttuivat huomattavasti nopeammiksi, käyttöjärjestelmä alkoi tehdä välimuistia kunnollisesti, ja jotkut välimuistiohjaimet kuolivat hitaasti, varsinkin kun ne eivät olleet halpoja, ja sinun oli silti ostettava niille muistia.

Suhteellisen nopeuden suhteen kovalevyt eivät ole kaukana 90-luvun nopeuksista: ne ovat edelleen tietokoneen hitain osa. Mutta tekniikan kehitys on mahdollistanut riittävän määrän välimuistin sijoittamisen levyille. Riittää poistamaan erillisten välimuistiohjaimien tarpeen.

Lisäksi Unix-käyttöjärjestelmässä "ylimääräinen" (käyttämätön) välimuisti toimii lisävälimuistina RAM. Niin sanottu, ohjelmiston levyvälimuisti. Sitä kutsutaan joskus "puskurivälimuistiksi", mutta tämä on hieman erilainen.

Se on myös Windowsissa, mutta sivutustiedoston riittämätön käyttö kompensoi sen kaikki edut.
Järjestelmän normaali tila: RAM-muistin sisältö on levyllä (pagefile.sys) ja levyn sisältö on RAM-muistissa (ohjelmistolevyvälimuisti). Skitsofrenia.

Ei niin kauan sitten nämä välimuistiohjaimet alkoivat palata, mutta jo SSD-asemien muodossa. Ensin tuli ns hybridikäytöt- tavalliset kovalevyt, joissa oli myös sisäänrakennettu erillinen pienikokoinen SSD (16-32 Gt), jota käytettiin yksinomaan välimuistiin.

Kirjoittaja ei ymmärrä, ettei mikään ole mennyt minnekään palatakseen ilotulitteiden ja fanfaarien kera.
Ja että hybridiasemat ovat markkinointitemppu (jostain syystä 16 gigan SSD laitettiin tavalliseen ruuviin, ja jopa toiminnallisuudella).
Ja mikä on loogisempaa, helpompaa ja oikeampaa käyttää kahta ruuvia: nopea SSD järjestelmälle ja tavallinen dataruuvi. Sillä 16 keikan kätkö on lumoavaa hölynpölyä (yhdellä varoituksella: toistaiseksi).

Ja nyt he alkoivat julkaista erillisiä SSD-levyjä, joita käytetään myös erityisesti välimuistiin

Lue - tavallinen SSD, jossa on punainen merkintä "Vain välimuisti".

Jos haluat tietää, mikä kiintolevyn välimuisti on ja miten se toimii, tämä artikkeli on sinua varten. Opit mitä se on, mitä toimintoja se suorittaa ja miten se vaikuttaa laitteen toimintaan sekä välimuistin edut ja haitat.

Kiintolevyn välimuistin käsite

Itse kovalevy on melko hidas laite. RAM-muistiin verrattuna kiintolevy on useita suuruusluokkaa hitaampi. Tämä myös heikentää tietokoneen suorituskykyä RAM-muistin puutteella, koska puute kompensoidaan kiintolevyllä.

Joten kiintolevyn välimuisti on eräänlainen RAM-muisti. Se on sisäänrakennettu kiintolevylle ja toimii puskurina luettavalle tiedolle ja sen myöhemmälle siirtämiselle järjestelmään, ja sisältää myös useimmin käytetyt tiedot.

Mieti, mihin kiintolevyn välimuisti on tarkoitettu.

Kuten edellä todettiin, tietojen lukeminen kiintolevyltä on erittäin hidasta, koska pään liike ja tarvittavan sektorin löytäminen vie paljon aikaa.

On syytä selventää, että sana "hidas" viittaa millisekunteihin. Ja varten nykyaikaiset tekniikat millisekunti on paljon.

Siksi se tallentaa kiintolevyn välimuistin tavoin fyysisesti levyn pinnalta luetut tiedot sekä lukee ja tallentaa sektoreita, joita todennäköisesti pyydetään myöhemmin.

Tämä vähentää aseman fyysisten käyttökertojen määrää ja parantaa samalla suorituskykyä. Kiintolevy voi toimia, vaikka isäntäväylä ei olisi vapaa. Siirtonopeus voi kasvaa satoja kertoja samantyyppisillä pyynnöillä.

Kuinka kiintolevyn välimuisti toimii

Mietitään tätä tarkemmin. Sinulla on jo karkea käsitys siitä, mihin kiintolevyn välimuisti on tarkoitettu. Otetaan nyt selvää, miten se toimii.

Kuvitellaan, että kiintolevy vastaanottaa pyynnön lukea 512 kilotavua tietoa yhdestä lohkosta. Otettu levyltä ja siirretty välimuistiin tarvittavat tiedot, mutta pyydettyjen tietojen kanssa luetaan useita vierekkäisiä lohkoja samanaikaisesti. Tätä kutsutaan esihakuksi. Kun uusi levypyyntö saapuu, aseman mikro-ohjain tarkistaa ensin nämä tiedot välimuistista, ja jos se löytää, se siirtää ne välittömästi järjestelmään ilman fyysistä pintaa.

Koska välimuisti on rajallinen, vanhimmat tietolohkot korvataan uusilla. Tämä on pyöreä välimuisti tai pyöreä puskuri.

Menetelmät kiintolevyn nopeuden lisäämiseksi puskurimuistin ansiosta

adaptiivinen segmentointi. Välimuisti koostuu segmenteistä, joissa on sama määrä muistia. Koska pyydettyjen tietojen koot eivät aina voi olla samankokoisia, monia välimuistin segmenttejä käytetään irrationaalisesti. Siksi valmistajat alkoivat tehdä välimuistia, jolla oli mahdollisuus muuttaa segmenttien kokoa ja niiden lukumäärää.
Esihaku. Kiintolevyprosessori analysoi aiemmin pyydetyt ja tällä hetkellä pyydetyt tiedot. Analyysin perusteella se siirtää fyysiseltä pinnalta tietoa, jota todennäköisemmin pyydetään seuraavana ajankohtana.
Käyttäjän hallinta. Edistyneemmät kiintolevymallit antavat käyttäjälle mahdollisuuden hallita välimuistissa suoritettuja toimintoja. Esimerkki: poista välimuisti käytöstä, aseta segmentin koko, vaihda mukautuva segmentointi tai poista esihaku käytöstä.

Mikä antaa laitteelle lisää välimuistia

Nyt selvitetään, mitkä taltiot ne tarjoavat ja mikä antaa välimuistin kiintolevylle.

Useimmiten löydät kiintolevyt, joiden välimuistin koko on 32 ja 64 megatavua. Mutta siellä oli myös 8 ja 16 MB. Viime aikoina on julkaistu vain 32 ja 64 Mt. Merkittävä läpimurto suorituskyvyssä tapahtui, kun käytettiin 16 megatavua 8 megatavun sijaan. Ja välimuistien välillä 16 ja 32 megatavua, ei ole erityistä eroa, samoin kuin välillä 32 ja 64.

Keskiverto tietokoneen käyttäjä ei huomaa eroa suorituskyvyssä kiintolevyjen välillä, joiden välimuisti on 32 ja 64 megatavua. Mutta on syytä huomata, että välimuisti kokee ajoittain merkittäviä kuormia, joten on parempi ostaa kiintolevy, jolla on suurempi välimuisti, jos siihen on taloudellisia mahdollisuuksia.

Välimuistin tärkeimmät edut

Välimuistilla on monia etuja. Käsittelemme vain tärkeimpiä:

Välimuistin haitat

Kiintolevyn nopeus ei kasva, jos tiedot kirjoitetaan satunnaisesti levyille. Tämä tekee tietojen esihaun mahdottomaksi. Tämä ongelma voidaan osittain välttää, jos eheyttää ajoittain.
Puskuri on hyödytön luettaessa tiedostoja, jotka ovat suurempia kuin välimuistiin mahtuu. Joten käytettäessä 100 Mt:n tiedostoa 64 Mt:n välimuisti on hyödytön.

lisäinformaatio

Tiedät nyt kiintolevyn ja sen, mikä siihen vaikuttaa. Mitä muuta sinun tarvitsee tietää? Tällä hetkellä on olemassa uudenlainen tallennustyyppi - SSD (Solid State). Levylevyjen sijaan ne käyttävät synkronista muistia, kuten flash-asemissa. Tällaiset asemat ovat kymmenen kertaa nopeampia kuin perinteiset kiintolevyt, joten välimuistin läsnäolo on hyödytöntä. Mutta näillä asemilla on myös haittapuolensa. Ensinnäkin tällaisten laitteiden hinta nousee suhteessa volyymiin. Toiseksi niillä on rajoitettu määrä muistisolujen uudelleenkirjoitussykliä.

On myös hybridiasemia: solid-state-asema, jossa on perinteinen kiintolevy. Etuna on suhde suuri nopeus työ ja suuri määrä tallennettua tietoa suhteellisen alhaisin kustannuksin.