أكبر ذاكرة التخزين المؤقت على القرص الصلب. تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت وأداء القرص الصلب. مواصفات الأقراص الصلبة الأخرى

دعني أذكرك أن الأداة المساعدة Seagate SeaTools Enterprise تسمح للمستخدم بإدارة سياسة التخزين المؤقت ، وعلى وجه الخصوص ، تبديل أحدث محركات Seagate SCSI بين نموذجين مختلفين للتخزين المؤقت - وضع سطح المكتب ووضع الخادم. يسمى هذا العنصر في قائمة SeaTools وضع الأداء (PM) ويمكن أن يأخذ قيمتين - تشغيل (وضع سطح المكتب) وإيقاف (وضع الخادم). الاختلافات بين هذين الوضعين هي برامج بحتة - في حالة وضع سطح المكتب ، يتم تقسيم ذاكرة التخزين المؤقت على القرص الثابت إلى عدد ثابت من الأجزاء ذات الحجم الثابت (نفسه) ، ثم يتم استخدامها للتخزين المؤقت لوصول القراءة والكتابة. علاوة على ذلك ، في عنصر قائمة منفصل ، يمكن للمستخدم حتى تعيين عدد المقاطع (التحكم في تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت): على سبيل المثال ، بدلاً من 32 مقطعًا افتراضيًا ، قم بتعيين قيمة مختلفة (في هذه الحالة ، سينخفض ​​حجم كل مقطع بشكل متناسب ).

في حالة وضع الخادم ، يمكن تخصيص (إعادة) تخصيص أجزاء من المخزن المؤقت (ذاكرة التخزين المؤقت على القرص) ، مع تغيير حجمها وعددها. يعمل المعالج الدقيق (والبرامج الثابتة) للقرص نفسه ديناميكيًا على تحسين عدد (وسعة) مقاطع ذاكرة التخزين المؤقت ، اعتمادًا على التعليمات الواردة للتنفيذ على القرص.

ثم تمكنا من معرفة أن استخدام محركات Seagate Cheetah الجديدة في وضع "سطح المكتب" (مع تقسيم ثابت من 32 مقطعًا افتراضيًا) بدلاً من "الخادم" الافتراضي مع التقسيم الديناميكي يمكن أن يزيد قليلاً من أداء القرص في عدد من المهام الأكثر شيوعًا لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب أو خوادم الوسائط. علاوة على ذلك ، يمكن أن تصل هذه الزيادة في بعض الأحيان إلى 30-100٪ (!) اعتمادًا على نوع المهمة وطراز القرص ، على الرغم من أنها تُقدر في المتوسط ​​بـ 30٪ ، وهي كما ترى ليست سيئة أيضًا. من بين هذه المهام العمل الروتيني لجهاز كمبيوتر سطح المكتب (اختبارات WinBench و PCmark و H2bench) وقراءة الملفات ونسخها وإلغاء التجزئة. في الوقت نفسه ، في تطبيقات الخادم البحتة ، لا ينخفض ​​أداء محركات الأقراص تقريبًا (إذا حدث ذلك ، فلن ينخفض ​​بشكل كبير). ومع ذلك ، فقد تمكنا من ملاحظة مكاسب ملحوظة من استخدام وضع سطح المكتب فقط على محرك أقراص Cheetah 10K.7 ، بينما تبين أن أختها الأكبر Cheetah 15K.4 هي نفسها تقريبًا في أي وضع يعمل على تطبيقات سطح المكتب.

في محاولة لفهم المزيد عن كيفية تأثير تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت لمحركات الأقراص الثابتة على الأداء في تطبيقات مختلفة وأي أوضاع تجزئة (عدد مقاطع الذاكرة) أكثر فائدة لمهام معينة ، قمت بفحص تأثير عدد مقاطع ذاكرة التخزين المؤقت على الأداء من Seagate Cheetah محرك 15K.4 في نطاق واسع من القيم - من 4 إلى 128 مقطعًا (4 و 8 و 16 و 32 و 64 و 128). يتم عرض نتائج هذه الدراسات على انتباهك في هذا الجزء من المراجعة. اسمحوا لي أن أؤكد أن هذه النتائج مثيرة للاهتمام ليس فقط لطراز محرك الأقراص هذا (أو محركات Seagate SCSI بشكل عام) - يعد تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت واختيار عدد المقاطع أحد المجالات الرئيسية لتحسين البرامج الثابتة ، بما في ذلك محركات أقراص سطح المكتب بواجهة ATA ، والتي تم تجهيزها الآن في الغالب أيضًا بمخزن مؤقت سعة 8 ميجا بايت. لذلك ، فإن نتائج أداء محرك الأقراص في مهام مختلفة ، اعتمادًا على تقسيم ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به ، الموضحة في هذه المقالة ، ذات صلة أيضًا بصناعة محركات أقراص ATA لسطح المكتب. وبما أن منهجية الاختبار قد تم وصفها في الجزء الأول ، فإننا ننتقل مباشرة إلى النتائج نفسها.

ومع ذلك ، قبل الشروع في مناقشة النتائج ، دعونا نلقي نظرة فاحصة على هيكل وتشغيل مقاطع ذاكرة التخزين المؤقت Seagate Cheetah 15K.4 من أجل فهم ما هو على المحك بشكل أفضل. من بين ثمانية ميغابايت لذاكرة التخزين المؤقت الفعلية (أي لعمليات التخزين المؤقت) ، يتوفر هنا 7077 كيلوبايت (الباقي هو منطقة الخدمة). تنقسم هذه المنطقة إلى مقاطع منطقية (Mode Select Page 08h، byte 13) ، والتي تُستخدم لقراءة البيانات وكتابتها (لتنفيذ وظائف القراءة المسبقة من الأطباق والكتابة البطيئة إلى سطح القرص). للوصول إلى البيانات الموجودة على الأطباق الممغنطة ، تستخدم المقاطع العنونة المنطقية لكتل ​​محرك الأقراص. تدعم محركات الأقراص في هذه السلسلة 64 مقطعًا من ذاكرة التخزين المؤقت كحد أقصى ، حيث يمثل كل مقطع عددًا صحيحًا من القطاعات على القرص. يبدو أن مقدار ذاكرة التخزين المؤقت المتاحة موزعة بالتساوي بين المقاطع ، أي إذا كان هناك ، على سبيل المثال ، 32 مقطعًا ، فإن حجم كل مقطع يبلغ حوالي 220 كيلوبايت. باستخدام التجزئة الديناميكية (في PM = وضع الإيقاف) ، يمكن تغيير عدد المقاطع تلقائيًا بواسطة محرك الأقراص الثابتة اعتمادًا على تدفق الأوامر من المضيف.

تتطلب تطبيقات الخادم وسطح المكتب عمليات تخزين مؤقت مختلفة من الأقراص لتحقيق الأداء الأمثل ، لذلك من الصعب توفير تكوين واحد لأداء هذه المهام على أفضل وجه. وفقًا لـ Seagate ، تحتاج تطبيقات سطح المكتب إلى تكوين ذاكرة التخزين المؤقت للاستجابة بسرعة للطلبات المتكررة لعدد كبير من أجزاء البيانات الصغيرة دون الحاجة إلى الانتظار حتى قراءة الأجزاء المجاورة مسبقًا. في المقابل ، تتطلب مهام الخادم تكوين ذاكرة التخزين المؤقت لاستيعاب كميات كبيرة من البيانات المتسلسلة في الطلبات غير المتكررة. في هذه الحالة ، تعد قدرة ذاكرة التخزين المؤقت على تخزين المزيد من البيانات من الأجزاء المجاورة أثناء القراءة المسبقة أكثر أهمية. لذلك ، بالنسبة إلى وضع سطح المكتب ، توصي الشركة المصنعة باستخدام 32 مقطعًا (في الإصدارات السابقة من Cheetah ، تم استخدام 16 مقطعًا) ، وبالنسبة لوضع الخادم ، يبدأ العدد التكيفي للقطاعات من ثلاثة فقط لذاكرة التخزين المؤقت بأكملها ، على الرغم من أنه قد يزداد أثناء التشغيل . في تجاربنا حول تأثير عدد المقاطع على الأداء في التطبيقات المختلفة ، سنقتصر على النطاق من 4 قطاعات إلى 64 مقطعًا ، وكاختبار ، سنقوم "بتشغيل" القرص أيضًا بـ 128 مقطعًا تم تعيينها في برنامج SeaTools Enterprise (لا يبلغ البرنامج أن عدد المقاطع الموجودة على هذا القرص غير صالح).

نتائج اختبارات المعلمات الفيزيائية

ليس من المنطقي تقديم رسوم بيانية لسرعة القراءة الخطية لأعداد مختلفة من مقاطع ذاكرة التخزين المؤقت - فهي متطابقة. ولكن وفقًا لأداء واجهة Ultra320 SCSI ، التي تم قياسها عن طريق الاختبارات ، يمكن للمرء أن يلاحظ صورة مثيرة جدًا للاهتمام: في 64 مقطعًا ، تبدأ بعض البرامج في تحديد سرعة الواجهة بشكل غير صحيح ، مما يقللها بأكثر من ترتيب من حيث الحجم.

وفقًا لمتوسط ​​وقت الوصول المقاس ، تصبح الفروق بين العدد المختلف لمقاطع ذاكرة التخزين المؤقت أكثر وضوحًا - مع انخفاض التقسيم ، يزداد متوسط ​​وقت الوصول للقراءة المقاس تحت Windows تحت Windows بشكل طفيف ، ويتم ملاحظة قراءات أفضل بشكل ملحوظ في PM = إيقاف الوضع ، على الرغم من أنه يمكن القول أن شرائح الأرقام قليلة جدًا أو ، على العكس من ذلك ، كبيرة جدًا ، إلا أنه من الصعب استنادًا إلى هذه البيانات. من الممكن أن يبدأ القرص في هذه الحالة ببساطة في تجاهل الجلب المسبق عند القراءة من أجل القضاء على التأخيرات الإضافية.

يمكننا محاولة الحكم على كفاءة الخوارزميات الخاصة بكتابة البرامج الثابتة للقرص البطيء والتخزين المؤقت للبيانات المكتوبة في المخزن المؤقت لمحرك الأقراص من خلال كيفية انخفاض متوسط ​​وقت الوصول المقاس بواسطة نظام التشغيل عند الكتابة بالنسبة إلى القراءة باستخدام التخزين المؤقت لإعادة الكتابة الممكّنة لمحرك الأقراص (تم تمكينه دائمًا في اختباراتنا). للقيام بذلك ، عادة ما نستخدم نتائج اختبار C "T H2benchW ، ولكن هذه المرة سنكمل الصورة باختبار في برنامج IOmeter ، أنماط القراءة والكتابة التي تستخدم الوصول العشوائي بنسبة 100٪ في كتل من 512 بايت مع عمق قائمة انتظار طلب واحد. (بالطبع ، يجب ألا تعتقد أن متوسط ​​وقت الوصول للكتابة في المخططين أدناه يعكس حقًا هذا بدنيمواصفات التخزين! هذه مجرد بعض المعلمات المقاسة برمجيًا باستخدام الاختبار ، والتي يمكن استخدامها للحكم على فعالية التخزين المؤقت للكتابة في المخزن المؤقت للقرص. متوسط ​​وقت الوصول الفعلي للكتابة الذي تطالب به الشركة المصنعة لـ Cheetah 15K.4 هو 4.0 + 2.0 = 6.0 مللي ثانية). بالمناسبة ، توقع الأسئلة ، ألاحظ أنه في هذه الحالة (أي عند تمكين الكتابة البطيئة على القرص) ، يبلغ محرك الأقراص المضيف عن إكمال أمر الكتابة بنجاح (الحالة الجيدة) بمجرد أن يتم ذلك. مكتوبة على ذاكرة التخزين المؤقت ، وليس مباشرة إلى الوسائط الممغنطة. هذا هو السبب في انخفاض قيمة متوسط ​​وقت الوصول للكتابة المقاس خارجيًا مقارنة بمعامل مماثل عند القراءة.

وفقًا لنتائج هذه الاختبارات ، هناك اعتماد واضح على كفاءة التخزين المؤقت لعمليات الكتابة العشوائية لكتل ​​البيانات الصغيرة على عدد مقاطع ذاكرة التخزين المؤقت - فكلما زاد عدد المقاطع ، كان ذلك أفضل. مع وجود أربعة مقاطع ، تنخفض الكفاءة بشكل حاد ويزيد متوسط ​​وقت الوصول للكتابة تقريبًا إلى قيم القراءة. وفي "وضع الخادم" ، من الواضح أن عدد المقاطع في هذه الحالة قريب من 32. حالات 64 و "128" متطابقة تمامًا ، مما يؤكد حد البرنامج البالغ 64 مقطعًا من الأعلى.

ومن المثير للاهتمام ، أن اختبار IOmeter في أبسط الأنماط للوصول العشوائي في كتل من 512 بايت يعطي نفس القيم تمامًا عند الكتابة مثل اختبار C "T H2BenchW (بدقة تصل إلى مئات من الملي ثانية) ، أثناء القراءة ، IOmeter أظهر نتيجة مبالغة قليلاً في نطاق تجزئة كل شيء - ربما فرق 0.1-0.19 مللي ثانية مع اختبارات أخرى لوقت الوصول العشوائي أثناء القراءةبسبب بعض الأسباب "الداخلية" لـ IOmeter (أو حجم الكتلة 512 بايت بدلاً من 0 بايت ، كما هو مطلوب بشكل مثالي لمثل هذه القياسات). ومع ذلك ، فإن نتائج "قراءة" IOmeter تتطابق عمليًا مع نتائج اختبار القرص لبرنامج AIDA32.

أداء التطبيق

دعنا ننتقل إلى اختبارات أداء محركات الأقراص في التطبيقات. وقبل كل شيء ، دعنا نحاول معرفة مدى جودة تحسين الأقراص لتعدد مؤشرات الترابط. للقيام بذلك ، عادةً ما أستخدم الاختبارات في برنامج NBench 2.4 ، حيث تتم كتابة 100 ميغابايت من الملفات على القرص وقراءتها من خلال عدة تدفقات متزامنة.

يسمح لنا هذا الرسم البياني بالحكم على فعالية الخوارزميات للكتابة البطيئة متعددة الخيوط للأقراص الصلبة في ظروف حقيقية (وليست اصطناعية ، كما كان في الرسم التخطيطي بمتوسط ​​وقت الوصول) عندما يعمل نظام التشغيل مع الملفات. لا شك في أن قيادة كل من محركات Maxtor SCSI عند الكتابة في تدفقات متعددة متزامنة لا شك فيها ، ومع ذلك ، في Chita ، نلاحظ بالفعل حدًا مثاليًا معينًا في المنطقة بين 8 و 16 مقطعًا ، بينما عند القيم الأعلى والأدنى ، تنخفض سرعة القرص في هذه مهام. بالنسبة إلى وضع الخادم ، من الواضح أن عدد المقاطع هو 32 (بدقة جيدة :)) و "128" هو في الواقع 64 مقطعًا.

مع القراءة متعددة الخيوط ، من الواضح أن وضع محركات Seagate أفضل من محركات Maxtor. فيما يتعلق بتأثير التجزئة ، تمامًا كما هو الحال أثناء التسجيل ، نلاحظ حدًا أمثل معينًا أقرب إلى 8 مقاطع (أثناء التسجيل ، كان أقرب إلى 16 مقطعًا) ، ومع التجزئة العالية جدًا (64) ، تنخفض سرعة القرص بشكل كبير (أيضًا أثناء التسجيل). إنه لمن دواعي السرور أن وضع الخادم هنا "يراقب سوق" المضيف ويغير التقسيم من 32 عند الكتابة إلى ~ 8 عند القراءة.

الآن دعنا نرى كيف تتصرف محركات الأقراص في اختبارات Disk WinMark 99 "المتقدمة" ، ولكن لا تزال شائعة من حزمة WinBench 99. دعني أذكرك أننا نجري هذه الاختبارات ليس فقط من أجل "البداية" ، ولكن أيضًا من أجل "الوسط" (من حيث الحجم) وسائط مادية لنظامي ملفات ، وتظهر الرسوم البيانية متوسط ​​النتائج. لا شك أن هذه الاختبارات ليست "ملفًا شخصيًا" لمحركات أقراص SCSI ، ونقدم نتائجها هنا ، بل نشيد بالاختبار نفسه ولأولئك الذين اعتادوا الحكم على سرعة القرص باستخدام اختبارات WinBench 99. وك "عزاء" ، نلاحظ أن هذه الاختبارات ستوضح لنا بدرجة معينة من اليقين ما هو أداء محركات أقراص المؤسسة هذه عند أداء المهام الأكثر شيوعًا لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب.

من الواضح أن هناك تقسيمًا مثاليًا هنا أيضًا ، ومع وجود عدد صغير من المقاطع ، يبدو القرص غير معبر ، وبوجود 32 مقطعًا يبدو أفضل ما يكون (ربما هذا هو السبب في أن مطوري Seagate "نقلوا" إعداد وضع سطح المكتب الافتراضي من 16 إلى 32 قطعة). ومع ذلك ، بالنسبة لوضع الخادم في مهام المكتب (الأعمال) ، فإن التقسيم ليس هو الأمثل تمامًا ، بينما بالنسبة للأداء الاحترافي (المتطور) ، يكون التقسيم أكثر من محسّن ، ويتفوق بشكل كبير حتى على التقسيم "الدائم" الأمثل. على ما يبدو ، فإنه أثناء تنفيذ الاختبار يتغير اعتمادًا على تدفق الأوامر ، ونتيجة لذلك ، يتم الحصول على مكاسب في الأداء العام.

لسوء الحظ ، فإن مثل هذا التحسين "أثناء الاختبار" لم يتم ملاحظته في اختبارات "المسار" المعقدة الأكثر حداثة لتقييم أداء "سطح المكتب" للأقراص في حزم PCMakr04 و C "T H2BenchW.

على كل من "مسارات النشاط" (بتعبير أدق ، على 10 مسارات مختلفة) ، يكون ذكاء وضع الخادم أدنى بشكل ملحوظ من التقسيم الثابت الأمثل ، والذي يبلغ حوالي 8 مقاطع لـ PCmark04 ، وبالنسبة لـ H2benchW - 16 مقطعًا.

لكل من هذين الاختبارين ، تبين أن 4 أجزاء من ذاكرة التخزين المؤقت غير مرغوب فيها للغاية ، و 64 أيضًا ، ومن الصعب تحديد وضع الخادم الذي ينجذب نحوه في هذه الحالة.

على النقيض من هذه ، بالطبع ، الاختبارات التي لا تزال اصطناعية (على الرغم من تشابهها الشديد مع الواقع) - اختبار "حقيقي" تمامًا لسرعة الأقراص مع ملف مؤقت من Adobe Photoshop. الوضع هنا أكثر شفافية - فكلما زاد عدد الشرائح ، كان ذلك أفضل! وكاد وضع الخادم "اكتشاف" هذا ، باستخدام 32 مقطعًا لعمله (على الرغم من أن 64 سيكون أفضل قليلاً).

الاختبارات في Intel Iometer

دعنا ننتقل إلى المهام الأكثر شيوعًا لملفات تعريف تخزين SCSI - تشغيل الخوادم المختلفة (قاعدة البيانات ، خادم الملفات ، خادم الويب) ومحطة العمل (محطة العمل) وفقًا للأنماط المقابلة في إصدار برنامج Intel IOmeter 2003.5.10.

Maxtor هو الأكثر نجاحًا في تقليد خادم قاعدة البيانات ، و Seagate هو الأكثر ربحية باستخدام وضع الخادم ، على الرغم من أن الأخير قريب جدًا من 32 مقطعًا ثابتًا (حوالي 220 كيلوبايت لكل منهما). التقسيم الأصغر أو الأكبر هو الأسوأ في هذه الحالة. ومع ذلك ، فإن هذا النمط بسيط للغاية من حيث نوع الطلبات - دعنا نرى ما يحدث للأنماط الأكثر تعقيدًا.

عند محاكاة خادم الملفات ، يؤدي التقسيم التكيفي مرة أخرى ، على الرغم من تأخر 16 مقطعًا دائمًا عن ذلك بشكل مهم (32 مقطعًا أسوأ قليلاً هنا ، على الرغم من أنها تستحق أيضًا). مع التجزئة الصغيرة ، يتم ملاحظة التدهور في قائمة انتظار أوامر كبيرة ، وإذا كانت كبيرة جدًا (64) ، فإن أي قائمة انتظار يتم بطلانها بشكل عام - على ما يبدو ، في هذه الحالة ، يكون حجم قطاعات ذاكرة التخزين المؤقت صغيرًا جدًا (أقل من 111 كيلو بايت ، أي ، 220 كتلة فقط على الوسائط) للتخزين المؤقت لوحدات تخزين البيانات المقبولة بشكل فعال.

أخيرًا ، بالنسبة لخادم الويب ، نرى صورة أكثر إثارة للاهتمام - مع قائمة انتظار غير فردية ، يكون وضع الخادم مكافئًا لـ أي واحدمستوى التجزئة ، باستثناء 64 ، على الرغم من أنه أفضل قليلاً عند التقسيم الفردي.

نتيجة للتوسيط الهندسي لأحمال الخادم الموضحة أعلاه من خلال الأنماط وقوائم انتظار الطلبات (بدون معاملات الوزن) ، وجدنا أن التجزئة التكيفية هي الأفضل لمثل هذه المهام ، على الرغم من أن 32 مقطعًا ثابتًا يتأخر قليلاً عن الركب ، كما أن 16 مقطعًا تبدو جيدة بشكل عام . بشكل عام ، اختيار Seagate مفهوم تمامًا.

بالنسبة لنمط "محطة العمل" ، من الواضح أن وضع الخادم هو الأفضل هنا.

ويكون المستوى الأمثل للتجزئة المستمرة عند مستوى 16 مقطعًا.

الآن - أنماطنا الخاصة بـ IOmeter ، أقرب من حيث الغرض إلى كمبيوتر سطح المكتب ، على الرغم من أنها تشير بالتأكيد إلى محركات أقراص المؤسسات ، حيث أنه في الأنظمة "الاحترافية للغاية" ، تقرأ محركات الأقراص الثابتة وتكتب الملفات الكبيرة والصغيرة نصيب الأسد من الوقت ، وأحيانًا تنسخ الملفات . ونظرًا لأن طبيعة عمليات الوصول في هذه الأنماط في هذه الأنماط في اختبار IOmeter (عن طريق العناوين العشوائية ضمن حجم القرص بالكامل) هي أكثر شيوعًا لأنظمة فئة الخادم ، فإن أهمية هذه الأنماط للأقراص قيد الدراسة تكون أعلى.

تعد قراءة الملفات الكبيرة أفضل مرة أخرى في وضع الخادم ، باستثناء الانخفاض غير المفهوم عند QD = 4. ومع ذلك ، من الواضح أن عددًا صغيرًا من المقاطع الكبيرة هو الأفضل للقرص في هذه العمليات (والتي ، من حيث المبدأ ، يمكن التنبؤ بها وتتوافق بشكل ممتاز مع نتائج القراءة متعددة الخيوط للملفات ، انظر أعلاه).

متقطع سجلعلى العكس من ذلك ، فإن الملفات الكبيرة صعبة للغاية بالنسبة لعقل وضع الخادم ، وهنا يكون من المربح أن يكون لديك تجزئة ثابتة على مستوى 8-16 مقطعًا ، كما هو الحال في كتابة الملفات متعددة الخيوط ، انظر أعلاه. بشكل منفصل ، نلاحظ أنه في هذه العمليات ، يكون تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت الكبيرة ضارًا للغاية - على مستوى 64 مقطعًا. ومع ذلك ، فقد تبين أنه مفيد لعمليات قراءة الملفات الصغيرة مع قائمة انتظار طلبات كبيرة:

أعتقد أن هذا هو ما يستخدمه وضع الخادم لتحديد الوضع التكيفي - رسوماتها متشابهة جدًا.

في الوقت نفسه ، عند كتابة ملفات صغيرة إلى عناوين عشوائية ، يفشل 64 مقطعًا مرة أخرى ، ويكون وضع الخادم هنا أدنى من التقسيم المستمر بمستوى 8-16 مقطعًا لكل ذاكرة تخزين مؤقت ، على الرغم من أن وضع الخادم يحاول بوضوح استخدام الإعدادات المثلى (فقط مع 32-64 مقطعًا في قائمة الانتظار ، خرج 64 حظًا سيئًا ؛)).

يعد نسخ الملفات الكبيرة إخفاقًا واضحًا في وضع الخادم! هنا ، من الواضح أن التجزئة مع المستوى 16 أكثر ربحية (هذا هو الأفضل ، لأن 8 و 32 أسوأ في قائمة الانتظار 4).

أما بالنسبة لنسخ الملفات الصغيرة ، فإن 8-16-32 مقطعًا تكافئ عمليًا هنا ، وتتجاوز 64 مقطعًا (بشكل غريب بما فيه الكفاية) ، ووضع الخادم "فظيع" بعض الشيء.

وفقًا لنتائج حساب المتوسط ​​الهندسي للبيانات للقراءة العشوائية والكتابة ونسخ الملفات الكبيرة والصغيرة ، نجد أن أفضل نتيجة متوسطة يتم الحصول عليها من خلال التجزئة الثابتة بمستوى 4 مقاطع فقط لكل ذاكرة تخزين مؤقت (أي ، أحجام مقاطع أكثر من 1.5 ميغا بايت!) ، في حين أن 8 و 16 مقطعًا متساوية تقريبًا ولا تتخلف تقريبًا عن 4 قطاعات ، ولكن من الواضح أن 64 جزءًا موانع. يتأخر وضع الخادم التكيفي قليلاً عن التقسيم الثابت في المتوسط ​​- لا يمكن اعتبار خسارة بنسبة واحد بالمائة ملحوظة.

يبقى أن نلاحظ أنه عند محاكاة إلغاء التجزئة ، نلاحظ مساواة تقريبية لجميع مستويات التجزئة الدائمة وميزة طفيفة لوضع الخادم (بنفس 1٪).

وفي نمط دفق القراءة والكتابة في كتل كبيرة وصغيرة ، يكون من المربح قليلاً استخدام عدد صغير من المقاطع ، على الرغم من أن الاختلافات في أداء تكوينات ذاكرة التخزين المؤقت هنا ، بشكل غريب بما فيه الكفاية ، هي المعالجة المثلية.

الاستنتاجات

بعد إجراء دراسة أكثر تفصيلاً لتأثير تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت على أداء محرك Seagate Cheetah 15K.4 في مهام مختلفة في الجزء الثاني من مراجعتنا ، أود أن أشير إلى أن المطورين أطلقوا على أوضاع التخزين المؤقت بالطريقة التي أطلقوا عليها لسبب ما: في وضع الخادم ، غالبًا ما يتم تكييف التجزئة في ذاكرة التخزين المؤقت للمهمة التي يتم تنفيذها ، وهذا يؤدي أحيانًا إلى نتائج جيدة جدًا - خاصة عند أداء المهام "الثقيلة" ، بما في ذلك أنماط الخادم في Intel IOmeter و High- اختبار End Disk WinMark 99 ، والقراءة العشوائية للكتل الصغيرة حول القرص ... في نفس الوقت ، غالبًا ما يكون اختيار مستوى تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت في وضع الخادم دون المستوى الأمثل (ويتطلب مزيدًا من العمل لتحسين معايير التحليل تدفق أوامر المضيف) ، ثم يأتي وضع سطح المكتب مع تجزئة ثابتة على مستوى 8 أو 16 أو 32 مقطعًا لكل ذاكرة تخزين مؤقت. علاوة على ذلك ، اعتمادًا على نوع المهمة ، يكون أحيانًا أكثر ربحية استخدام 16 و 32 ، وأحيانًا - 8 أو 4 أجزاء ذاكرة فقط! من بين هذه الأخيرة عمليات القراءة والكتابة متعددة الخيوط (العشوائية والمتسلسلة) ، واختبارات "المسار" مثل PCMark04 ، والمهام المترابطة مع عمليات القراءة والكتابة المتزامنة. على الرغم من أن "المواد التركيبية" للوصول العشوائي للكتابة تُظهر بوضوح أن كفاءة الكتابة البطيئة (عند العناوين العشوائية) تنخفض بشكل ملحوظ مع انخفاض عدد المقاطع. أي أن هناك صراعًا بين اتجاهين - ولهذا السبب ، في المتوسط ​​، يكون استخدام 16 أو 32 مقطعًا لكل 8 ميغا بايت أكثر كفاءة. مع مضاعفة حجم المخزن المؤقت ، يمكن توقع أنه من الأكثر ربحية الحفاظ على عدد المقاطع عند مستوى 16-32 ، ولكن نظرًا للزيادة النسبية في سعة كل جزء ، فإن متوسط ​​أداء محرك الأقراص يمكن أن تزيد بشكل ملحوظ. على ما يبدو ، حتى تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت المكونة من 64 مقطعًا ، والتي أصبحت الآن غير فعالة في معظم المهام ، يمكن أن تكون مفيدة جدًا عند مضاعفة حجم المخزن المؤقت ، بينما يصبح استخدام 4 أو حتى 8 مقاطع في هذه الحالة غير فعال. ومع ذلك ، تعتمد هذه الاستنتاجات أيضًا بشدة على الكتل التي يفضلها نظام التشغيل والتطبيقات للعمل مع محرك الأقراص ، وحجم الملفات المستخدمة. من الممكن أنه عندما تتغير البيئة ، قد يتغير تجزئة ذاكرة التخزين المؤقت المثلى في اتجاه أو آخر. حسنًا ، نتمنى نجاح Seagate في تحسين "ذكاء" وضع الخادم ، والذي ، إلى حد ما ، يمكن أن يخفف من "الاعتماد على النظام" و "الاعتماد على المهام" ، بعد أن تعلمنا أفضل طريقة لاختيار التقسيم الأمثل اعتمادًا على تدفق قيادة المضيف.

ذاكرة التخزين المؤقت أو كما يطلق عليها ذاكرة التخزين المؤقت للقرص الصلب. إذا كنت لا تعرف ما هو ، فسيسعدنا الإجابة على هذا السؤال وإخبارك بجميع الميزات المتاحة. هذا نوع خاص من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) يعمل كمخزن مؤقت لتخزين البيانات التي تمت قراءتها مسبقًا ولكن لم يتم إرسالها بعد لمزيد من المعالجة ، وكذلك لتخزين المعلومات التي يصل إليها النظام في أغلب الأحيان.

نشأت الحاجة إلى التخزين العابر بسبب الاختلاف الكبير بين سرعة نقل نظام الكمبيوتر وسرعة قراءة البيانات من محرك الأقراص. أيضًا ، يمكن العثور على ذاكرة التخزين المؤقت على الأجهزة الأخرى ، وبالتحديد في بطاقات الفيديو والمعالجات وبطاقات الشبكة وغيرها.

ما هو الحجم وماذا يؤثر

حجم المخزن المؤقت يستحق اهتماما خاصا. غالبًا ما تكون محركات الأقراص الثابتة مزودة بذاكرة تخزين مؤقت 8 و 16 و 32 و 64 ميجابايت. عند نسخ ملفات كبيرة بين 8 و 16 ميغا بايت ، سيكون هناك فرق كبير من حيث الأداء سيكون ملحوظًا ، ولكن بين 16 و 32 يكون هناك فرق ملحوظ بالفعل. إذا اخترت بين 32 و 64 ، فلن يكون هناك أي شيء تقريبًا. يجب أن يُفهم أن المخزن المؤقت غالبًا ما يواجه أحمالًا ثقيلة ، وفي هذه الحالة ، كلما كان حجمه أكبر ، كان ذلك أفضل.

تستخدم محركات الأقراص الثابتة الحديثة 32 أو 64 ميجابايت ، ولا يمكن العثور على أقل من ذلك اليوم في أي مكان. بالنسبة للمستخدم العادي ، تكفي كل من القيمتين الأولى والثانية. علاوة على ذلك ، بالإضافة إلى ذلك ، يتأثر الأداء أيضًا بحجم ذاكرة التخزين المؤقت المضمنة في النظام. هو الذي يزيد من أداء القرص الصلب ، خاصة مع وجود كمية كافية من ذاكرة الوصول العشوائي.

أي ، من الناحية النظرية ، كلما زاد الحجم ، كان الأداء أفضل والمزيد من المعلومات يمكن أن يكون في المخزن المؤقت ولا يتم تحميل القرص الصلب ، ولكن من الناحية العملية كل شيء مختلف قليلاً ، والمستخدم العادي ، إلا في حالات نادرة ، لن تلاحظ فرقًا كبيرًا. بالطبع ، يوصى باختيار وشراء الأجهزة ذات الحجم الأكبر ، مما سيحسن أداء الكمبيوتر بشكل كبير. ومع ذلك ، يجب أن يتم ذلك فقط إذا سمحت الإمكانيات المالية بذلك.

غاية

إنه مصمم لقراءة البيانات وكتابتها ، ومع ذلك ، على محركات أقراص SCSI ، نادرًا ما تكون هناك حاجة إلى إذن لكتابة التخزين المؤقت ، نظرًا لأن الإعداد الافتراضي هو تعطيل التخزين المؤقت للكتابة. كما قلنا سابقًا ، الحجم ليس عاملاً حاسمًا لتحسين كفاءة العمل. لزيادة أداء القرص الصلب ، من المهم تنظيم تبادل المعلومات مع المخزن المؤقت. بالإضافة إلى ذلك ، يتأثر أيضًا بشكل كامل بعمل إلكترونيات التحكم ، ومنع حدوثه ، وما إلى ذلك.

يتم تخزين البيانات الأكثر استخدامًا في ذاكرة التخزين المؤقت ، بينما يحدد الحجم سعة هذه المعلومات الأكثر تخزينًا. نظرًا للحجم الكبير ، يزداد أداء القرص الصلب بشكل كبير ، حيث يتم تحميل البيانات مباشرة من ذاكرة التخزين المؤقت ولا تتطلب القراءة الفعلية.

القراءة المادية - وصول مباشر للنظام إلى القرص الصلب وقطاعاته. يتم قياس هذه العملية بالمللي ثانية وتستغرق وقتًا طويلاً إلى حد ما. في الوقت نفسه ، ينقل محرك الأقراص الثابتة البيانات بمعدل أسرع 100 مرة مما كان عليه عند الطلب من خلال الوصول الفعلي إلى القرص الصلب. أي أنه يسمح للجهاز بالعمل حتى إذا كان ناقل المضيف مشغولاً.

المزايا الرئيسية

تتميز ذاكرة التخزين المؤقت بعدد من المزايا ، أهمها المعالجة السريعة للبيانات ، والتي تستغرق حدًا أدنى من الوقت ، بينما يتطلب الوصول الفعلي إلى قطاعات محرك الأقراص وقتًا معينًا حتى يعثر رأس القرص على قسم البيانات المطلوب ويبدأ في القراءة هم. علاوة على ذلك ، يمكن لمحركات الأقراص الثابتة التي تحتوي على أكبر مساحة تخزين أن تفرغ معالج الكمبيوتر بشكل كبير. وفقًا لذلك ، يتم استخدام المعالج بأدنى حد.

يمكن أن يطلق عليه أيضًا مسرعًا كاملًا ، نظرًا لأن وظيفة التخزين المؤقت تجعل محرك الأقراص الثابتة أكثر كفاءة وأسرع. لكن اليوم ، مع التطور السريع للتكنولوجيا ، تفقد أهميتها السابقة. هذا يرجع إلى حقيقة أن معظم الطرز الحديثة بها 32 و 64 ميجابايت ، وهو ما يكفي للتشغيل العادي لمحرك الأقراص. كما هو مذكور أعلاه ، لا يمكنك دفع الفرق أكثر من اللازم فقط عندما يتوافق الفرق في التكلفة مع الاختلاف في الكفاءة.

في الختام ، أود أن أقول إن الذاكرة العازلة ، مهما كانت ، تعمل على تحسين أداء برنامج أو جهاز معين فقط إذا تم الوصول إلى نفس البيانات بشكل متكرر ، وحجمها ليس أكبر من حجم ذاكرة التخزين المؤقت. إذا كان عملك على الكمبيوتر يتضمن برامج تتفاعل بنشاط مع الملفات الصغيرة ، فأنت بحاجة إلى محرك أقراص صلبة به أكبر مساحة تخزين.

كيفية معرفة حجم ذاكرة التخزين المؤقت الحالية

كل ما تحتاجه هو تنزيل البرنامج المجاني وتثبيته HDTune. بعد الإطلاق ، انتقل إلى قسم "المعلومات" وفي الجزء السفلي من النافذة سترى جميع المعلمات الضرورية.

إذا كنت تشتري جهازًا جديدًا ، فيمكن العثور على جميع الخصائص الضرورية في الصندوق أو في التعليمات المرفقة. خيار آخر هو البحث على الإنترنت.

يعد اختيار محرك الأقراص الثابتة لجهاز الكمبيوتر مهمة مسؤولة للغاية. بعد كل شيء ، هو المستودع الرئيسي لكل من معلوماتك الرسمية والشخصية. في هذه المقالة سوف نتحدث عن الخصائص الرئيسية لمحرك الأقراص الصلبة ، والتي يجب الانتباه إليها عند شراء محرك مغناطيسي.

مقدمة

عند شراء جهاز كمبيوتر ، غالبًا ما يركز العديد من المستخدمين على خصائص مكوناته مثل الشاشة والمعالج وبطاقة الفيديو. ومثل هذا المكون الأساسي لأي جهاز كمبيوتر مثل محرك الأقراص الثابتة (في اللغة العامية للكمبيوتر - محرك الأقراص الثابتة) ، غالبًا ما يشتري المشترون ، مسترشدين فقط بحجمه ، متجاهلين عمليا المعلمات المهمة الأخرى. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أن اتباع نهج كفء لاختيار محرك الأقراص الثابتة هو أحد ضمانات الراحة أثناء العمل الإضافي على الكمبيوتر ، بالإضافة إلى المدخرات المالية ، التي غالبًا ما نكون مقيدون بها.

يعد محرك الأقراص الثابتة أو محرك الأقراص الثابتة (HDD) جهاز التخزين الرئيسي في معظم أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، والذي لا يخزن فقط المعلومات التي يحتاجها المستخدم ، بما في ذلك الأفلام والألعاب والصور والموسيقى ، ولكن أيضًا نظام التشغيل ، وكذلك كل البرامج المثبتة. لذلك ، في الواقع ، يجب التعامل مع اختيار القرص الصلب لجهاز الكمبيوتر بالاهتمام الواجب. تذكر أنه في حالة فشل أي عنصر من عناصر الكمبيوتر ، يمكن استبداله. النقطة السلبية الوحيدة في هذه الحالة هي التكاليف المالية الإضافية للإصلاحات أو شراء جزء جديد. لكن فشل القرص الصلب ، بالإضافة إلى التكاليف غير المتوقعة ، يمكن أن يؤدي إلى فقدان جميع معلوماتك ، فضلاً عن الحاجة إلى إعادة تثبيت نظام التشغيل وجميع البرامج المطلوبة. الغرض الرئيسي من هذه المقالة هو مساعدة مستخدمي الكمبيوتر المبتدئين في اختيار طراز محرك الأقراص الثابتة الذي يلبي بشكل أفضل متطلبات "مستخدمين" معينين لجهاز كمبيوتر.

بادئ ذي بدء ، يجب أن تقرر بوضوح في أي جهاز كمبيوتر سيتم تثبيت محرك الأقراص الثابتة ولأي أغراض تم التخطيط لاستخدام هذا الجهاز. بناءً على المهام الأكثر شيوعًا ، يمكننا تقسيمها بشكل مشروط إلى عدة مجموعات:

• جهاز كمبيوتر محمول للمهام العامة (العمل مع المستندات ، "تصفح" مساحات شبكة الويب العالمية ، معالجة البيانات والعمل مع البرامج).
• كمبيوتر محمول قوي للألعاب والمهام كثيفة الاستخدام للموارد.
• كمبيوتر مكتبي لمهام المكتب ؛
• كمبيوتر مكتبي منتج (يعمل مع الوسائط المتعددة والألعاب والصوت والفيديو ومعالجة الصور) ؛
• مشغل الوسائط المتعددة وتخزين البيانات.
• لتجميع محرك خارجي (محمول).

وفقًا لأحد الخيارات المدرجة لتشغيل الكمبيوتر ، يمكنك البدء في تحديد طراز محرك أقراص ثابت مناسب وفقًا لخصائصه.

شكل عامل

عامل الشكل هو الحجم المادي لمحرك الأقراص الثابتة. اليوم ، يبلغ عرض معظم محركات الأقراص لأجهزة الكمبيوتر المنزلية 2.5 أو 3.5 بوصة. الأول ، الأصغر ، مصمم للتثبيت في أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، والثاني - في وحدات النظام الثابتة. بالطبع ، إذا رغبت في ذلك ، يمكن أيضًا تثبيت محرك أقراص بحجم 2.5 بوصة في كمبيوتر سطح المكتب.

هناك أيضًا محركات مغناطيسية أصغر حجمًا تبلغ 1.8 بوصة و 1 بوصة وحتى 0.85 بوصة. لكن محركات الأقراص الصلبة هذه أقل شيوعًا وتركز على أجهزة محددة ، مثل أجهزة الكمبيوتر فائقة الصغر (UMPC) والكاميرات الرقمية وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي وغيرها من المعدات ، حيث تكون الأبعاد الصغيرة ووزن المكونات مهمين للغاية. لن نتحدث عنها في هذه المادة.

كلما كان محرك الأقراص أصغر ، كان أخف وزناً وقلت الطاقة التي يحتاجها للتشغيل. لذلك ، استبدلت محركات الأقراص الثابتة 2.5 "ذات عامل الشكل نماذج 3.5" بالكامل تقريبًا في محركات الأقراص الخارجية. في الواقع ، لتشغيل محركات الأقراص الخارجية الكبيرة ، يلزم توفير طاقة إضافية من مأخذ كهربائي ، بينما يكتفي الأخ الأصغر بالطاقة من منافذ USB فقط. لذلك إذا قررت تجميع محرك أقراص محمول بنفسك ، فمن الأفضل استخدام محرك أقراص ثابتة مقاس 2.5 بوصة لهذا الغرض. سيكون حلاً أخف وزنًا وأكثر إحكاما ، ولن تضطر إلى حمل مصدر طاقة معك.

بالنسبة لتركيب محركات مقاس 2.5 بوصة في وحدة نظام ثابتة ، فإن مثل هذا القرار يبدو غامضًا. لماذا ا؟ واصل القراءة.

الاهلية

إحدى الخصائص الرئيسية لأي محرك أقراص (في هذا الصدد ، محرك الأقراص الثابتة ليس استثناءً) هي سعته (أو حجمه) ، والتي تصل اليوم في بعض الطرز إلى أربعة تيرابايت (1024 جيجابايت في واحد تيرابايت). منذ حوالي 5 سنوات ، ربما كان هذا الحجم يبدو رائعًا ، لكن أنظمة التشغيل الحالية ، والبرامج الحديثة ، والفيديو عالي الدقة والصور ، بالإضافة إلى ألعاب الفيديو ثلاثية الأبعاد للكمبيوتر ، التي لها "وزن" قوي إلى حد ما ، تحتاج إلى قدر كبير من قدرة القيادة. لذلك ، تحتاج بعض الألعاب الحديثة إلى 12 جيجا بايت أو أكثر من مساحة القرص الصلب المجانية للعمل العادي ، وقد يتطلب فيلم بجودة HD لمدة ساعة ونصف أكثر من 20 جيجا بايت للتخزين.

حتى الآن ، تتراوح سعة الوسائط المغناطيسية 2.5 بوصة من 160 جيجابايت إلى 1.5 تيرابايت (الأحجام الأكثر شيوعًا هي 250 جيجابايت و 320 جيجابايت و 500 جيجابايت و 750 جيجابايت و 1 تيرابايت). تعد محركات الأقراص مقاس 3.5 بوصة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية أكثر اتساعًا ويمكنها تخزين البيانات من 160 جيجابايت إلى 4 تيرابايت (الأحجام الأكثر شيوعًا هي 320 جيجابايت و 500 جيجابايت و 1 تيرابايت و 2 تيرابايت و 3 تيرابايت).

عند اختيار سعة محرك الأقراص الثابتة ، ضع في اعتبارك أحد التفاصيل المهمة - فكلما زادت سعة محرك الأقراص الثابتة ، انخفض سعر تخزين المعلومات البالغ 1 جيجابايت. على سبيل المثال ، يبلغ سعر محرك الأقراص الثابتة المكتبي بسعة 320 جيجابايت 1600 روبل ، و 500 جيجابايت - 1650 روبل ، و 1 تيرابايت - 1950 روبل. نعتبر: في الحالة الأولى ، تبلغ تكلفة تخزين البيانات غيغا بايت 5 روبل (1600/320 = 5) ، في الحالة الثانية - 3.3 روبل ، وفي الحالة الثالثة - 1.95 روبل. بالطبع ، لا تعني هذه الإحصائيات أنه من الضروري شراء قرص كبير جدًا ، ولكن في هذا المثال من الواضح جدًا أن شراء قرص بسعة 320 جيجا بايت غير مستحسن.

إذا كنت تخطط لاستخدام الكمبيوتر بشكل أساسي في المهام المكتبية ، فسيكون محرك الأقراص الثابتة بسعة 250-320 جيجابايت ، أو حتى أقل ، أكثر من كافٍ لك ، ما لم تكن هناك ، بالطبع ، حاجة لتخزين أرشيفات ضخمة من الوثائق على الكمبيوتر. في الوقت نفسه ، كما أشرنا أعلاه ، فإن شراء محرك أقراص ثابتة بسعة أقل من 500 جيجابايت أمر غير مربح. بعد أن وفرت من 50 إلى 200 روبل ، ستحصل في النهاية على تكلفة عالية جدًا لكل جيجابايت من تخزين البيانات. في الوقت نفسه ، تنطبق هذه الحقيقة على أقراص كلا من عوامل الشكل.

هل ترغب في إنشاء كمبيوتر ألعاب أو كمبيوتر متعدد الوسائط للعمل مع الرسومات والفيديو ، وتخطط لتنزيل أفلام وألبومات موسيقية جديدة على محرك الأقراص الثابتة بكميات كبيرة؟ ثم من الأفضل اختيار محرك أقراص ثابتة بسعة 1 تيرابايت على الأقل لجهاز كمبيوتر سطح المكتب و 750 جيجابايت على الأقل لجهاز محمول. ولكن ، بالطبع ، يجب أن يفي الحساب النهائي لسعة القرص الصلب بالاحتياجات المحددة للمستخدم ، وفي هذه الحالة نقدم توصيات فقط.

بشكل منفصل ، تجدر الإشارة إلى أنظمة تخزين البيانات (NAS) ومشغلات الوسائط المتعددة التي أصبحت شائعة. كقاعدة عامة ، يتم تثبيت أقراص كبيرة مقاس 3.5 بوصة في مثل هذه المعدات ، ويفضل أن تكون بسعة 2 تيرابايت على الأقل. بعد كل شيء ، تركز هذه الأجهزة على تخزين كميات كبيرة من البيانات ، مما يعني أن محركات الأقراص الثابتة المثبتة فيها يجب أن تكون ذات سعة كبيرة وبأقل سعر لتخزين 1 جيجابايت من المعلومات.

هندسة القرص والأطباق وكثافة التسجيل

عند اختيار قرص صلب ، يجب ألا تركز بشكل أعمى فقط على سعته الإجمالية ، وفقًا لمبدأ "كلما كان ذلك أفضل ، كلما كان ذلك أفضل". هناك خصائص مهمة أخرى ، بما في ذلك: كثافة التسجيل وعدد الأطباق المستخدمة. بعد كل شيء ، ليس فقط حجم القرص الصلب ، ولكن أيضًا سرعة كتابة / قراءة البيانات تعتمد بشكل مباشر على هذه العوامل.

لنقم باستطراد صغير ونقول بضع كلمات حول ميزات تصميم محركات الأقراص الثابتة الحديثة. يتم تسجيل البيانات فيها على أقراص من الألومنيوم أو الزجاج ، تسمى الألواح ، والتي يتم تغطيتها بفيلم مغناطيسي حديدي. من أجل كتابة وقراءة البيانات من واحد من آلاف المسارات متحدة المركز الموجودة على سطح الألواح ، فإن رؤوس القراءة هي المسؤولة ، وتقع على أقواس تحديد الموضع الدوارة الخاصة ، والتي تسمى أحيانًا "أذرع الروك". يحدث هذا الإجراء دون اتصال مباشر (ميكانيكي) بين القرص والرأس (على مسافة حوالي 7-10 نانومتر عن بعضهما البعض) ، مما يوفر الحماية ضد التلف المحتمل وعمر خدمة طويل للجهاز. كل لوحة لها سطحان للعمل ويتم تقديمها برأسين (واحد لكل جانب).

لإنشاء مساحة عنوان ، يتم تقسيم سطح الأقراص المغناطيسية إلى عدة مناطق دائرية تسمى المسارات. في المقابل ، يتم تقسيم المسارات إلى قطاعات متساوية - قطاعات. بسبب هذا الهيكل الدائري ، تؤثر هندسة الألواح ، أو بالأحرى قطرها ، على سرعة قراءة المعلومات وكتابتها.

أقرب إلى الحافة الخارجية للقرص ، يكون للمسارات نصف قطر أكبر (طول أكبر) وتحتوي على المزيد من القطاعات ، وبالتالي المزيد من المعلومات التي يمكن للجهاز قراءتها في دورة واحدة. لذلك ، على المسارات الخارجية للقرص ، يكون معدل نقل البيانات أعلى ، حيث يتغلب رأس القراءة في هذه المنطقة على مسافة أكبر في فترة زمنية معينة مقارنة بالمسارات الداخلية الأقرب إلى المركز. وبالتالي ، فإن الأقراص التي يبلغ قطرها 3.5 بوصة تعمل بشكل أفضل من الأقراص التي يبلغ قطرها 2.5 بوصة.

يمكن وضع العديد من الأطباق داخل القرص الصلب في وقت واحد ، ويمكن لكل منها تسجيل حد أقصى معين من البيانات. بالمعنى الدقيق للكلمة ، هذا يحدد كثافة التسجيل ، مقاسة بالجيجابت لكل بوصة مربعة (جيجابايت / بوصة 2) أو بالجيجابايت لكل طبق (جيجابايت). كلما زادت هذه القيمة ، تم وضع المزيد من المعلومات على مسار واحد من اللوحة ، وكلما تم تنفيذ التسجيل بشكل أسرع ، وكذلك القراءة اللاحقة لمصفوفات المعلومات (بغض النظر عن سرعة دوران القرص).

الحجم الإجمالي لمحرك الأقراص الثابتة هو مجموع سعات كل لوحة موضوعة فيه. على سبيل المثال ، ظهر في عام 2007 ، أول محرك أقراص تجاري بسعة 1000 جيجابايت (1 تيرابايت) يحتوي على ما يصل إلى 5 أطباق بكثافة 200 جيجابايت لكل منهما. لكن التقدم التكنولوجي لا يزال قائماً ، وفي عام 2011 ، بفضل تحسين تقنية التسجيل العمودي ، قدمت هيتاشي أول طبق بسعة 1 تيرابايت ، وهو موجود في كل مكان في محركات الأقراص الصلبة كبيرة السعة اليوم.

إن تقليل عدد الأطباق في محركات الأقراص الثابتة له عدد من الفوائد المهمة:

• تقليل وقت قراءة البيانات ؛
• تقليل استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة ؛
• زيادة الموثوقية والتسامح مع الخطأ ؛
• تقليل الوزن والسماكة.
• تقليل التكاليف.

حتى الآن ، يوجد سوق الكمبيوتر في نفس الوقت نماذج من محركات الأقراص الثابتة التي تستخدم لوحات ذات كثافة تسجيل مختلفة. هذا يعني أن محركات الأقراص الثابتة من نفس الحجم يمكن أن تحتوي على عدد مختلف تمامًا من الأطباق. إذا كنت تبحث عن الحل الأكثر فاعلية ، فمن الأفضل اختيار محرك أقراص صلبة يحتوي على أقل عدد من الأطباق المغناطيسية وكثافة تسجيل عالية. لكن المشكلة هي أنه في أي متجر كمبيوتر تقريبًا ، في وصف خصائص الأقراص ، لن تجد قيمة المعلمات المذكورة أعلاه. علاوة على ذلك ، غالبًا ما تكون هذه المعلومات مفقودة حتى على المواقع الرسمية للمصنعين. نتيجة لذلك ، بالنسبة للمستخدمين العاديين العاديين ، لا تكون هذه الخصائص حاسمة دائمًا عند اختيار محرك الأقراص الثابتة ، نظرًا لعدم إمكانية الوصول إليها. ومع ذلك ، قبل الشراء ، نوصيك بمعرفة قيم هذه المعلمات بالتأكيد ، والتي ستسمح لك باختيار محرك أقراص ثابت بأحدث الخصائص وأكثرها تقدمًا.

سرعة المغزل

لا يعتمد أداء القرص الصلب بشكل مباشر على كثافة التسجيل فحسب ، بل يعتمد أيضًا على سرعة دوران الأقراص المغناطيسية الموضوعة فيه. جميع اللوحات الموجودة داخل محرك الأقراص الثابتة متصلة بشكل صارم بمحورها الداخلي ، المسمى بالمغزل ، وتدور معه ككل. كلما زادت سرعة دوران اللوحة ، كلما كان هناك قطاع يجب قراءته بشكل أسرع.

في أجهزة الكمبيوتر المنزلية الثابتة ، يتم استخدام نماذج محركات الأقراص الثابتة بسرعة تشغيل 5400 أو 5900 أو 7200 أو 10000 دورة في الدقيقة. الوحدات ذات سرعة الدوران 5400 دورة في الدقيقة تكون بشكل عام أكثر هدوءًا من منافسيها ذوي السرعة العالية وتولد حرارة أقل. تتمتع محركات الأقراص الثابتة ذات السرعات العالية ، بدورها ، بأداء أفضل ، ولكنها في نفس الوقت أكثر استهلاكًا للطاقة.

بالنسبة لجهاز كمبيوتر مكتبي نموذجي ، يكفي محرك بسرعة دوران تبلغ 5400 دورة في الدقيقة. أيضًا ، هذه الأقراص مناسبة تمامًا للتثبيت في مشغلات الوسائط المتعددة أو تخزين البيانات ، حيث لا يتم لعب دور مهم ليس من خلال سرعة نقل المعلومات بقدر ما يتم من خلال تقليل استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة.

في حالات أخرى ، في الغالبية العظمى ، يتم استخدام أقراص ذات سرعة دوران للوحة تبلغ 7200 دورة في الدقيقة. هذا ينطبق على كل من أجهزة الكمبيوتر متوسطة المدى وعالية الجودة. يعد استخدام محرك الأقراص الثابتة بسرعة دوران تبلغ 10000 دورة في الدقيقة أمرًا نادرًا نسبيًا ، نظرًا لأن نماذج محركات الأقراص الثابتة هذه صاخبة جدًا ولها تكلفة عالية لتخزين 1 جيجا بايت من المعلومات. علاوة على ذلك ، في السنوات الأخيرة ، يفضل المستخدمون بشكل متزايد استخدام محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة بدلاً من الأقراص المغناطيسية عالية الأداء.

في قطاع الهاتف المحمول ، حيث تسود محركات الأقراص مقاس 2.5 بوصة ، تكون سرعة المغزل الأكثر شيوعًا هي 5400 دورة في الدقيقة. هذا ليس مفاجئًا ، نظرًا لأن انخفاض استهلاك الطاقة وانخفاض مستوى تسخين الأجزاء مهمان للأجهزة المحمولة. لكننا لم ننسى مالكي أجهزة الكمبيوتر المحمولة المنتجة - فهناك مجموعة كبيرة من الطرز ذات سرعة دوران تصل إلى 7200 دورة في الدقيقة في السوق ، وحتى العديد من أعضاء عائلة VelociRaptor بسرعة دوران تبلغ 10000 دورة في الدقيقة. على الرغم من أن فائدة استخدام هذا الأخير حتى في أقوى أجهزة الكمبيوتر المحمولة هي موضع شك كبير. في رأينا ، إذا كنت بحاجة إلى تثبيت نظام فرعي سريع للغاية للقرص ، فمن الأفضل الانتباه إلى محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة.

واجهة التوصيل

يتم توصيل جميع الموديلات الحديثة تقريبًا ، سواء محركات الأقراص الثابتة الصغيرة والكبيرة ، باللوحات الأم للكمبيوتر الشخصي باستخدام الواجهة التسلسلية SATA (Serial ATA). إذا كان لديك جهاز كمبيوتر قديم جدًا ، فيمكنك الاتصال باستخدام واجهة PATA (IDE) متوازية. لكن ضع في اعتبارك أن مجموعة متنوعة من محركات الأقراص الثابتة في المتاجر اليوم نادرة للغاية ، حيث توقف إنتاجها تمامًا تقريبًا.

بالنسبة لواجهة SATA ، هناك خياران للقرص في السوق: الاتصال عبر ناقل SATA II أو SATA III. في الخيار الأول ، يمكن أن يكون الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات بين القرص وذاكرة الوصول العشوائي 300 ميجابايت / ثانية (عرض نطاق ناقل يصل إلى 3 جيجابت / ثانية) ، وفي الخيار الثاني - 600 ميجابايت / ثانية (عرض نطاق ناقل يصل إلى 6 جيجابت / ثانية) ). تتميز واجهة SATA III أيضًا بتحسين طفيف في إدارة الطاقة.

من الناحية العملية ، بالنسبة لأي محركات أقراص صلبة كلاسيكية ، فإن النطاق الترددي لواجهة SATA II يكفي للعينين. في الواقع ، حتى في نماذج محركات الأقراص الثابتة الأكثر إنتاجية ، فإن سرعة قراءة البيانات من الأطباق بالكاد تتجاوز 200 ميجابايت / ثانية. شيء آخر هو محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ، حيث لا يتم تخزين البيانات على أطباق مغناطيسية ، ولكن في ذاكرة فلاش ، تكون سرعة القراءة منها أعلى بعدة مرات ويمكن أن تصل إلى قيم تزيد عن 500 ميجابايت / ثانية.

وتجدر الإشارة إلى أن جميع إصدارات واجهة SATA تحافظ على التوافق مع بعضها البعض على مستوى بروتوكولات التبادل والموصلات والكابلات. أي أنه يمكن توصيل محرك الأقراص الثابتة بواجهة SATA III بأمان باللوحة الأم عبر موصل SATA I ، على الرغم من أن الحد الأقصى لسرعة نقل القرص سيكون محدودًا بإمكانيات المراجعة القديمة وسيكون 150 ميجابايت / ثانية.

ذاكرة التخزين المؤقت (مخبأ)

ذاكرة التخزين المؤقت هي ذاكرة وسيطة سريعة (عادةً ما تكون نوعًا قياسيًا من ذاكرة الوصول العشوائي) تُستخدم لتسوية (تخفيف) الفرق بين سرعات القراءة والكتابة ونقل البيانات عبر الواجهة أثناء تشغيل القرص. يمكن استخدام ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة لتخزين آخر بيانات تمت قراءتها ، ولكن لم يتم نقلها بعد للمعالجة ، أو تلك البيانات التي يمكن طلبها مرة أخرى.

في القسم السابق ، لاحظنا بالفعل الفرق بين أداء محرك الأقراص الثابتة وعرض النطاق الترددي للواجهة. هذه الحقيقة هي التي تحدد الحاجة إلى التخزين العابر في محركات الأقراص الثابتة الحديثة. وبالتالي ، أثناء كتابة البيانات أو قراءتها من الأطباق المغناطيسية ، يمكن للنظام استخدام المعلومات المخزنة في ذاكرة التخزين المؤقت لاحتياجاته الخاصة دون انتظار.

يمكن أن يكون حجم ذاكرة التخزين المؤقت لمحركات الأقراص الثابتة الحديثة المصنوعة في عامل الشكل 2.5 بوصة 8 أو 16 أو 32 أو 64 ميجابايت. يبلغ الحد الأقصى لذاكرة التخزين المؤقت للأخوة الأكبر سناً مقاس 3.5 بوصة 128 ميجابايت. في قطاع الهاتف المحمول ، تعد الأقراص التي تحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت سعة 8 و 16 ميغابايت هي الأكثر شيوعًا. من بين محركات الأقراص الثابتة لأجهزة الكمبيوتر المكتبية ، فإن أحجام التخزين المؤقت الأكثر شيوعًا هي 32 و 64 ميجابايت.

من الناحية النظرية ، يجب أن توفر ذاكرة التخزين المؤقت الأكبر أداءً أفضل للأقراص. لكن من الناحية العملية ، ليس هذا هو الحال دائمًا. هناك العديد من عمليات القرص التي لا تؤثر فيها الحافظة عمليًا على أداء محرك الأقراص الثابتة. على سبيل المثال ، يمكن أن يحدث هذا عند قراءة البيانات بالتتابع من سطح اللوحات أو عند العمل مع ملفات كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، تتأثر كفاءة ذاكرة التخزين المؤقت بالخوارزميات التي يمكن أن تمنع الأخطاء عند العمل مع المخزن المؤقت. وهنا ، قد يكون القرص الذي يحتوي على ذاكرة تخزين مؤقت أصغر ، ولكن مع خوارزميات متقدمة لتشغيله ، أكثر إنتاجية من منافس لديه حافظة أكبر.

وبالتالي ، فإن مطاردة الحد الأقصى من الذاكرة العازلة لا يستحق كل هذا العناء. خاصة إذا كنت بحاجة إلى دفع مبالغ زائدة بشكل كبير مقابل سعة ذاكرة تخزين مؤقت كبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، يحاول المصنعون أنفسهم تجهيز منتجاتهم بأكبر حجم لذاكرة التخزين المؤقت ، بناءً على فئة وخصائص بعض نماذج الأقراص.

مميزات وخصائص اخرى

في الختام ، دعنا نلقي نظرة سريعة على بعض الخصائص المتبقية التي قد تصادفها في أوصاف القرص الصلب.

الموثوقية أو متوسط ​​الوقت بين الإخفاقات ( MTBF) - متوسط ​​مدة القرص الصلب قبل تعطله لأول مرة أو الحاجة إلى الإصلاح. يقاس عادة بالساعات. هذه المعلمة مهمة جدًا للأقراص المستخدمة في محطات الخادم أو مخازن الملفات ، وكذلك في مصفوفات RAID. كقاعدة عامة ، تتمتع محركات الأقراص المغناطيسية المتخصصة بمتوسط ​​وقت تشغيل يتراوح بين 800000 إلى 1000000 ساعة (على سبيل المثال ، سلسلة WD RED أو سلسلة Seagate's Constellation).

مستوى الضوضاء - الضوضاء الناتجة عن عناصر القرص الصلب أثناء تشغيله. تقاس بالديسيبل (ديسيبل). تتكون بشكل أساسي من الضوضاء التي تحدث أثناء تموضع الرؤوس (طقطقة) والضوضاء الصادرة عن دوران المغزل (سرقة). كقاعدة عامة ، كلما انخفضت سرعة المغزل ، كلما كان محرك الأقراص الثابتة يعمل بشكل أكثر هدوءًا. يمكن تسمية القرص الصلب بأنه هادئ إذا كان مستوى ضوضاءه أقل من 26 ديسيبل.

استهلاك الطاقة - معلمة مهمة لمحركات الأقراص المثبتة في الأجهزة المحمولة ، حيث يتم تقييم عمر البطارية الطويل. أيضًا ، يعتمد تبديد حرارة محرك الأقراص الثابتة بشكل مباشر على استهلاك الطاقة ، وهو أمر مهم أيضًا لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. كقاعدة عامة ، تشير الشركة المصنعة إلى مستوى استهلاك الطاقة على غلاف القرص ، لكن يجب ألا تثق بهذه الأرقام بشكل أعمى. غالبًا ما تكون بعيدة عن الواقع ، لذلك إذا كنت تريد حقًا معرفة استهلاك الطاقة لطراز محرك أقراص معين ، فمن الأفضل البحث في الإنترنت عن نتائج اختبار مستقلة.

وقت الوصول العشوائي - متوسط ​​الوقت الذي يتم فيه وضع رأس قراءة القرص فوق مقطع تعسفي من اللوحة المغناطيسية ، ويقاس بالمللي ثانية. معلمة مهمة للغاية تؤثر على أداء القرص الصلب ككل. كلما كان وقت تحديد الموقع أقصر ، زادت سرعة كتابة البيانات أو قراءتها من القرص. يمكن أن يكون من 2.5 مللي ثانية (لبعض طُرز قرص الخادم) إلى 14 مللي ثانية. في المتوسط ​​، بالنسبة للأقراص الحديثة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية ، تتراوح هذه المعلمة من 7 إلى 11 مللي ثانية. على الرغم من وجود نماذج سريعة جدًا أيضًا ، على سبيل المثال ، WD Velociraptor بمتوسط ​​وقت وصول عشوائي يبلغ 3.6 مللي ثانية.

استنتاج

في الختام ، أود أن أقول بضع كلمات حول محركات الأقراص المغناطيسية الهجينة الشائعة (SSHD). تجمع الأجهزة من هذا النوع بين محرك أقراص ثابت تقليدي (HDD) ومحرك أقراص صلبة صغير (SSD) يعمل كذاكرة تخزين مؤقت إضافية. وبالتالي ، يحاول المطورون استخدام المزايا الرئيسية للتقنيتين معًا - السعة الكبيرة للألواح المغناطيسية وسرعة ذاكرة الفلاش. في الوقت نفسه ، تكون تكلفة محركات الأقراص الهجينة أقل بكثير من تكلفة محركات أقراص الحالة الثابتة الجديدة ، وأعلى قليلاً من محركات الأقراص الثابتة التقليدية.

على الرغم من وعود هذه التقنية ، إلا أن محركات أقراص SSHD الموجودة في سوق محركات الأقراص الثابتة لا يتم تمثيلها بشكل جيد حتى الآن إلا من خلال عدد قليل من الطرز في عامل الشكل مقاس 2.5 بوصة. Seagate هي الأكثر نشاطًا في هذا القطاع ، على الرغم من أن المنافسين Western Digital (WD) و Toshiba قد قدموا بالفعل حلولهم الهجينة. كل هذا يترك الأمل في أن يتطور سوق محركات الأقراص الصلبة SSHD ، وفي المستقبل القريب سنرى نماذج جديدة من هذه الأجهزة معروضة للبيع ليس فقط لأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، ولكن أيضًا لأجهزة الكمبيوتر المكتبية.

بهذا نختتم مراجعتنا ، حيث نظرنا في جميع الخصائص الرئيسية لمحركات الأقراص الصلبة للكمبيوتر. نأمل أنه بناءً على هذه المادة ، ستكون قادرًا على اختيار محرك أقراص ثابت لأي غرض باستخدام المعلمات المثلى المناسبة.

يعد القرص الصلب (القرص الصلب ، HDD) أحد أهم أجزاء الكمبيوتر. بعد كل شيء ، إذا تعطل المعالج وبطاقة الفيديو وما إلى ذلك ، تشعر بالأسف فقط بشأن خسارة المال مقابل عملية شراء جديدة ، إذا تعطل محرك الأقراص الثابتة ، فإنك تخاطر بفقدان بيانات مهمة بشكل غير قابل للاسترداد. تعتمد سرعة الكمبيوتر ككل أيضًا على محرك الأقراص الثابتة. دعونا نتعرف على كيفية اختيار القرص الصلب المناسب.

مهام القرص الصلب

تتمثل مهمة القرص الصلب داخل الكمبيوتر في تخزين المعلومات واستردادها بسرعة كبيرة. القرص الصلب هو اختراع مذهل لصناعة الكمبيوتر. باستخدام قوانين الفيزياء ، يخزن هذا الجهاز الصغير كمية غير محدودة تقريبًا من المعلومات.

نوع القرص الصلب

IDE - من المفترض أن تكون محركات الأقراص الثابتة القديمة متصلة باللوحات الأم القديمة.

SATA - محركات الأقراص الثابتة IDE التي تم استبدالها ، لديها معدل نقل بيانات أعلى.

تأتي واجهات SATA في نماذج مختلفة ، فهي تختلف عن بعضها البعض بنفس سرعة تبادل البيانات ودعم التقنيات المختلفة:

• SATA لديها معدل نقل يصل إلى 150 ميجابايت / ثانية.
• SATA II - لديه معدل نقل يصل إلى 300 ميجابايت / ثانية
• SATA III - لديه معدل نقل يصل إلى 600 ميجابايت / ثانية

بدأ إنتاج SATA-3 مؤخرًا ، منذ بداية عام 2010. عند شراء مثل هذا القرص الصلب ، عليك الانتباه إلى سنة تصنيع جهاز الكمبيوتر الخاص بك (بدون ترقية) ، إذا كان أقل من هذا التاريخ ، فلن يعمل هذا القرص الصلب من أجلك! محرك الأقراص الثابتة - SATA و SATA 2 لهما نفس موصلات الاتصال وهما متوافقان مع بعضهما البعض.

سعة القرص الصلب

محركات الأقراص الصلبة الأكثر شيوعًا التي يستخدمها معظم المستخدمين في المنزل تبلغ سعتها 250 و 320 و 500 غيغابايت. يوجد عدد أقل من ذلك ، ولكن هناك أقل وأقل من 120 و 80 غيغابايت ، ولم تعد معروضة للبيع على الإطلاق. لتتمكن من تخزين معلومات كبيرة جدًا ، توجد محركات أقراص صلبة تبلغ 1 ، 2 ، 4 تيرابايت.

سرعة القرص الصلب وذاكرة التخزين المؤقت

عند اختيار القرص الصلب ، من المهم الانتباه إلى سرعته (سرعة المغزل). ستعتمد سرعة الكمبيوتر بالكامل على هذا. سرعات القيادة المعتادة هي 5400 و 7200 دورة في الدقيقة.

حجم ذاكرة التخزين المؤقت (ذاكرة التخزين المؤقت) هو الذاكرة الفعلية للقرص الثابت. وهناك عدة أحجام لمثل هذه الذاكرة 8 ، 16 ، 32 ، 64 ميغا بايت. كلما زادت سرعة ذاكرة الوصول العشوائي للقرص الصلب ، زادت سرعة نقل البيانات.

قيد التوقيف

قبل الشراء ، تحقق من القرص الصلب المناسب للوحة الأم: IDE أو SATA أو SATA 3. ننظر في خصائص سرعة دوران القرص ومقدار ذاكرة التخزين المؤقت ، فهذه هي المؤشرات الرئيسية التي يجب الانتباه إليها. نحن ننظر أيضًا إلى الشركة المصنعة والحجم الذي يناسبك.

نتمنى لكم تسوق ناجح!

شارك اختيارك في التعليقات ، سيساعد المستخدمين الآخرين على اتخاذ القرار الصحيح!



xn ---- 8sbabec6fbqes7h.xn - p1ai

إدارة النظام والمزيد

يؤدي استخدام ذاكرة التخزين المؤقت إلى زيادة أداء أي محرك أقراص ثابت عن طريق تقليل عدد مرات الوصول الفعلية إلى القرص ، كما يسمح لمحرك الأقراص الثابتة بالعمل حتى عندما يكون ناقل المضيف مشغولاً. معظم محركات الأقراص الحديثة لها حجم ذاكرة تخزين مؤقت من 8 إلى 64 ميغا بايت. هذا هو أكبر من حجم القرص الصلب في الكمبيوتر العادي في التسعينيات من القرن الماضي.

على الرغم من حقيقة أن ذاكرة التخزين المؤقت تزيد من سرعة محرك الأقراص في النظام ، إلا أن لها أيضًا عيوبها. بالنسبة للمبتدئين ، لا تعمل ذاكرة التخزين المؤقت على تسريع محرك الأقراص بأي شكل من الأشكال مع الطلبات العشوائية للمعلومات الموجودة في نهايات مختلفة من الطبق ، نظرًا لأن مثل هذه الطلبات لا معنى لها في الجلب المسبق. أيضًا ، لا تساعد ذاكرة التخزين المؤقت على الإطلاق عند قراءة كميات كبيرة من البيانات ، لأن. عادة ما يكون صغيرًا جدًا ، على سبيل المثال ، عند نسخ ملف 80 ميغا بايت ، مع مخزن مؤقت 16 ميغا بايت وهو أمر معتاد في عصرنا ، فقط أقل بقليل من 20 ٪ من الملف المنسوخ سوف يتناسب مع ذاكرة التخزين المؤقت.

على الرغم من أن ذاكرة التخزين المؤقت تزيد من سرعة محرك الأقراص في النظام ، إلا أن لها أيضًا عيوبها. بالنسبة للمبتدئين ، لا تعمل ذاكرة التخزين المؤقت على تسريع محرك الأقراص بأي شكل من الأشكال مع الطلبات العشوائية للمعلومات الموجودة في نهايات مختلفة من الطبق ، نظرًا لأن مثل هذه الطلبات لا معنى لها في الجلب المسبق. كما أنه لا يساعد على الإطلاق عند قراءة كميات كبيرة من البيانات ، لأن. عادة ما تكون صغيرة جدًا. على سبيل المثال ، عند نسخ ملف بحجم 80 ميغا بايت ، مع مخزن مؤقت 16 ميغا بايت وهو أمر معتاد في عصرنا ، فقط أقل من 20٪ من الملف المنسوخ سوف يتناسب مع ذاكرة التخزين المؤقت.

في السنوات الأخيرة ، زادت الشركات المصنعة للأقراص الصلبة سعة التخزين المؤقت في منتجاتها بشكل كبير. حتى في أواخر التسعينيات ، كان 256 كيلو بايت هو المعيار لجميع محركات الأقراص وكانت الأجهزة المتطورة فقط تحتوي على 512 كيلو بايت من ذاكرة التخزين المؤقت. حاليًا ، أصبحت ذاكرة التخزين المؤقت 8 ميجابايت بالفعل المعيار الفعلي لجميع محركات الأقراص ، في حين أن النماذج الأكثر إنتاجية لها سعة 32 أو حتى 64 ميجابايت. هناك سببان وراء نمو المخزن المؤقت لمحرك الأقراص بهذه السرعة. أحدها هو الانخفاض الحاد في أسعار رقائق الذاكرة المتزامنة. السبب الثاني هو اعتقاد المستخدمين بأن مضاعفة حجم ذاكرة التخزين المؤقت أو مضاعفته أربع مرات سيؤثر بشكل كبير على سرعة محرك الأقراص.

يؤثر حجم ذاكرة التخزين المؤقت على القرص الصلب ، بالطبع ، على سرعة محرك الأقراص في نظام التشغيل ، ولكن ليس بالقدر الذي يتخيله المستخدمون. يستفيد المصنعون من ثقة المستخدم في حجم ذاكرة التخزين المؤقت ، ويقدمون مطالبات كبيرة في الكتيبات بحوالي أربعة أضعاف حجم ذاكرة التخزين المؤقت مقارنة بالنموذج القياسي. ومع ذلك ، بمقارنة نفس القرص الصلب بأحجام تخزين مؤقت 16 و 64 ميغا بايت ، اتضح أن التسريع ينتج عنه عدة نسب مئوية. الى ماذا يؤدي هذا؟ بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاختلاف الكبير فقط في أحجام ذاكرة التخزين المؤقت (على سبيل المثال ، بين 512 كيلو بايت و 64 ميغا بايت) سيؤثر بشكل كبير على سرعة محرك الأقراص. يجب أن نتذكر أيضًا أن حجم المخزن المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة صغير جدًا مقارنة بذاكرة الكمبيوتر ، وغالبًا ما يكون ذاكرة التخزين المؤقت "الناعمة" ، أي مخزن مؤقت وسيط ينظمه نظام التشغيل لعمليات التخزين المؤقت باستخدام نظام الملفات والموجود في غالبًا ما يكون لذاكرة الكمبيوتر مساهمة أكبر في تشغيل محرك الأقراص.

لحسن الحظ ، هناك نسخة أسرع من ذاكرة التخزين المؤقت: يكتب الكمبيوتر البيانات إلى محرك الأقراص ، ويدخلون في ذاكرة التخزين المؤقت ، ويستجيب محرك الأقراص على الفور للنظام الذي تم إكمال الكتابة فيه ؛ يستمر الكمبيوتر في العمل ، معتقدًا أن محرك الأقراص كان قادرًا على كتابة البيانات بسرعة كبيرة ، في حين أن محرك الأقراص "خدع" الكمبيوتر وكتب فقط البيانات الضرورية إلى ذاكرة التخزين المؤقت ، وعندها فقط بدأ في كتابتها على القرص. تسمى هذه التقنية التخزين المؤقت لإعادة الكتابة.

بسبب هذا الخطر ، لا تقوم بعض محطات العمل بالتخزين المؤقت على الإطلاق. تسمح لك محركات الأقراص الحديثة بتعطيل وضع ذاكرة التخزين المؤقت للكتابة. هذا مهم بشكل خاص في التطبيقات التي تكون فيها صحة البيانات أمرًا بالغ الأهمية. لان يزيد هذا النوع من التخزين المؤقت من سرعة محرك الأقراص بشكل كبير ، ومع ذلك يلجأون عادةً إلى طرق أخرى تقلل من مخاطر فقدان البيانات بسبب انقطاع التيار الكهربائي. الطريقة الأكثر شيوعًا هي توصيل الكمبيوتر بمصدر طاقة غير متقطع. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي جميع محركات الأقراص الحديثة على وظيفة "flush write cache" ، والتي تجبر محرك الأقراص على كتابة البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت إلى السطح ، ولكن يتعين على النظام تنفيذ هذا الأمر بشكل أعمى ، لأن. لا يزال لا يعرف ما إذا كانت هناك بيانات في ذاكرة التخزين المؤقت أم لا. في كل مرة يتم فيها إيقاف تشغيل الطاقة ، ترسل أنظمة التشغيل الحديثة هذا الأمر إلى محرك الأقراص الثابتة ، ثم يتم إرسال أمر إيقاف الرؤوس (على الرغم من عدم إمكانية إرسال هذا الأمر ، لأن كل محرك أقراص حديث يوقف الرؤوس تلقائيًا عندما ينخفض ​​الجهد الكهربائي أدناه الحد الأقصى المسموح به) وبعد ذلك يتم إيقاف تشغيل الكمبيوتر فقط. هذا يضمن سلامة بيانات المستخدم والإغلاق الصحيح للقرص الصلب.

sysadminstvo.ru

القرص الصلب مخبأ

05.09.2005

تحتوي جميع محركات الأقراص الحديثة على ذاكرة تخزين مؤقت مدمجة ، تسمى أيضًا المخزن المؤقت. الغرض من ذاكرة التخزين المؤقت هذه ليس هو نفسه ذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية. وظيفة ذاكرة التخزين المؤقت هي التخزين المؤقت بين الأجهزة السريعة والبطيئة. في حالة الأقراص الثابتة ، يتم استخدام ذاكرة التخزين المؤقت لتخزين نتائج آخر قراءة من القرص مؤقتًا ، بالإضافة إلى الجلب المسبق للمعلومات التي قد يتم طلبها لاحقًا ، على سبيل المثال ، عدة قطاعات بعد القطاع المطلوب حاليًا.

يؤدي استخدام ذاكرة التخزين المؤقت إلى زيادة أداء أي محرك أقراص ثابت عن طريق تقليل عدد مرات الوصول الفعلية إلى القرص ، كما يسمح لمحرك الأقراص الثابتة بالعمل حتى عندما يكون ناقل المضيف مشغولاً. معظم محركات الأقراص الحديثة لها حجم ذاكرة تخزين مؤقت من 2 إلى 8 ميغا بايت. ومع ذلك ، فإن محركات أقراص SCSI الأكثر تقدمًا بها ذاكرة تخزين مؤقت تصل إلى 16 ميجابايت ، وهو ما يزيد حتى عن متوسط ​​أجهزة الكمبيوتر في التسعينيات من القرن الماضي.

وتجدر الإشارة إلى أنه عندما يتحدث شخص ما عن ذاكرة التخزين المؤقت للقرص ، فغالبًا ما لا يكون المقصود هو ذاكرة التخزين المؤقت على القرص الثابت ، ولكن هناك مخزن مؤقت معين يخصصه نظام التشغيل لتسريع إجراءات القراءة والكتابة في نظام التشغيل هذا.

السبب في أهمية ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة هو وجود فرق كبير بين سرعة محرك الأقراص الثابتة نفسه وسرعة واجهة محرك الأقراص الثابتة. عند البحث عن القطاع الذي نحتاجه ، تمر ميلي ثانية كاملة ، لأن يقضي الوقت في تحريك الرأس ، في انتظار القطاع المطلوب. في أجهزة الكمبيوتر الشخصية الحديثة ، حتى ميلي ثانية واحدة هي الكثير. على محرك أقراص IDE / ATA نموذجي ، يكون وقت نقل كتلة 16 كيلو بايت من البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت إلى الكمبيوتر أسرع بنحو مائة مرة من الوقت الذي يستغرقه البحث عنها وقراءتها من السطح. هذا هو السبب في أن جميع محركات الأقراص الثابتة لديها ذاكرة تخزين مؤقت داخلية.

حالة أخرى هي كتابة البيانات على القرص. افترض أننا بحاجة إلى كتابة نفس كتلة البيانات 16 كيلوبايت ، مع وجود ذاكرة تخزين مؤقت. ينقل Winchester على الفور كتلة البيانات هذه إلى ذاكرة التخزين المؤقت الداخلية ، ويبلغ النظام بأنه مجاني مرة أخرى للطلبات ، بينما يكتب البيانات في نفس الوقت على سطح الأقراص المغناطيسية. في حالة القراءة المتسلسلة للقطاعات من السطح ، لم تعد ذاكرة التخزين المؤقت تلعب دورًا كبيرًا ، لأن. سرعات القراءة المتتابعة وسرعات الواجهة هي نفسها تقريبًا في هذه الحالة.

المفاهيم العامة لعملية التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الصلبة

أبسط مبدأ في ذاكرة التخزين المؤقت هو تخزين البيانات ليس فقط للقطاع المطلوب ، ولكن أيضًا لعدة قطاعات بعده. كقاعدة عامة ، لا تحدث القراءة من قرص ثابت في كتل من 512 بايت ، ولكن في كتل من 4096 بايت (كتلة ، على الرغم من أن حجم الكتلة قد يختلف). يتم تقسيم ذاكرة التخزين المؤقت إلى شرائح ، يمكن لكل منها تخزين كتلة واحدة من البيانات. عند تقديم طلب إلى محرك أقراص ثابت ، تتحقق وحدة التحكم في محرك الأقراص أولاً لمعرفة ما إذا كانت البيانات المطلوبة موجودة في ذاكرة التخزين المؤقت ، وإذا كان الأمر كذلك ، فقم بإصدارها على الفور إلى الكمبيوتر دون الوصول فعليًا إلى السطح. في حالة عدم وجود بيانات في ذاكرة التخزين المؤقت ، تتم قراءتها أولاً وإدخالها في ذاكرة التخزين المؤقت ، ثم يتم نقلها إلى الكمبيوتر فقط. لان حجم ذاكرة التخزين المؤقت محدود ، وهناك تحديث مستمر لقطع ذاكرة التخزين المؤقت. عادة ، يتم استبدال أقدم قطعة بقطعة جديدة. وهذا ما يسمى المخزن المؤقت الدائري ، أو ذاكرة التخزين المؤقت الدائرية.

لزيادة أداء محرك الأقراص ، توصل المصنعون إلى عدة طرق لزيادة سرعة العمل بسبب ذاكرة التخزين المؤقت:

1. التجزئة التكيفية. عادة ما يتم تقسيم ذاكرة التخزين المؤقت إلى أجزاء من نفس الحجم. نظرًا لأن الطلبات يمكن أن يكون لها أحجام مختلفة ، فإن هذا يؤدي إلى استهلاك غير ضروري لكتل ​​ذاكرة التخزين المؤقت ، لأن. سيتم تقسيم طلب واحد إلى مقاطع بطول ثابت. تعمل العديد من محركات الأقراص الحديثة على تغيير حجم المقطع ديناميكيًا عن طريق تحديد حجم الطلب وضبط حجم المقطع لطلب معين ، وبالتالي زيادة الكفاءة وزيادة أو تقليل حجم المقطع. قد يتغير عدد الأجزاء أيضًا. هذه المهمة أكثر تعقيدًا من العمليات ذات المقاطع ذات الطول الثابت ، ويمكن أن تؤدي إلى تجزئة البيانات داخل ذاكرة التخزين المؤقت ، مما يزيد من الحمل على معالج القرص الصلب.
2. الإفراط في أخذ العينات. يقوم المعالج الدقيق للقرص الصلب ، بناءً على تحليل البيانات المطلوبة في الوقت الحالي والطلبات في نقاط زمنية سابقة ، بتحميل بيانات ذاكرة التخزين المؤقت التي لم يتم طلبها بعد ، ولكن لديها احتمالية كبيرة لذلك. إن أبسط حالات الجلب المسبق هي تحميل بيانات إضافية في ذاكرة التخزين المؤقت أبعد قليلاً من البيانات المطلوبة حاليًا ، لأن إحصائيًا ، من المرجح أن يتم طلبهم لاحقًا. إذا تم تنفيذ خوارزمية الجلب المسبق بشكل صحيح في البرامج الثابتة لمحرك الأقراص ، فستزيد من سرعة تشغيلها في أنظمة الملفات المختلفة وأنواع البيانات المختلفة.
3. تحكم المستخدم. تحتوي محركات الأقراص الثابتة عالية التقنية على مجموعة من الأوامر التي تتيح للمستخدم التحكم بدقة في جميع عمليات ذاكرة التخزين المؤقت. تتضمن هذه الأوامر ما يلي: تمكين وتعطيل ذاكرة التخزين المؤقت ، وإدارة أحجام المقاطع ، وتمكين وتعطيل التجزئة التكيفية والجلب المسبق ، وما إلى ذلك.

على الرغم من حقيقة أن ذاكرة التخزين المؤقت تزيد من سرعة محرك الأقراص في النظام ، إلا أن لها أيضًا عيوبها. بالنسبة للمبتدئين ، لا تعمل ذاكرة التخزين المؤقت على تسريع محرك الأقراص بأي شكل من الأشكال مع الطلبات العشوائية للمعلومات الموجودة في نهايات مختلفة من الطبق ، نظرًا لأن مثل هذه الطلبات لا معنى لها في الجلب المسبق. أيضًا ، لا تساعد ذاكرة التخزين المؤقت على الإطلاق عند قراءة كميات كبيرة من البيانات ، لأن. عادة ما يكون صغيرًا جدًا ، على سبيل المثال ، عند نسخ ملف 10 ميغا بايت ، مع المخزن المؤقت المعتاد 2 ميغا بايت في عصرنا ، فقط أقل بقليل من 20 ٪ من الملف المنسوخ سوف يتناسب مع ذاكرة التخزين المؤقت.

نظرًا لهذه الميزات وغيرها من ذاكرة التخزين المؤقت ، فإنها لا تعمل على تسريع محرك الأقراص بالقدر الذي نرغب فيه. لا يعتمد اكتساب السرعة الذي يوفره على حجم المخزن المؤقت فحسب ، بل يعتمد أيضًا على الخوارزمية للعمل مع ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج الدقيق ، وكذلك على نوع الملفات التي يتم العمل بها في الوقت الحالي. وكقاعدة عامة ، من الصعب جدًا معرفة خوارزميات ذاكرة التخزين المؤقت المستخدمة في محرك الأقراص هذا.

يوضح الشكل شريحة ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك Seagate Barracuda ، بسعة 4 ميغا بايت أو 512 كيلو بايت.

قراءة وكتابة التخزين المؤقت

على الرغم من أن ذاكرة التخزين المؤقت تزيد من سرعة محرك الأقراص في النظام ، إلا أن لها أيضًا عيوبها. بالنسبة للمبتدئين ، لا تعمل ذاكرة التخزين المؤقت على تسريع محرك الأقراص بأي شكل من الأشكال مع الطلبات العشوائية للمعلومات الموجودة في نهايات مختلفة من الطبق ، نظرًا لأن مثل هذه الطلبات لا معنى لها في الجلب المسبق. كما أنه لا يساعد على الإطلاق عند قراءة كميات كبيرة من البيانات ، لأن. عادة ما تكون صغيرة جدًا. على سبيل المثال ، عند نسخ ملف بحجم 10 ميغا بايت ، مع المخزن المؤقت المعتاد 2 ميغا بايت في عصرنا ، فقط أقل من 20٪ من الملف المنسوخ سوف يتناسب مع ذاكرة التخزين المؤقت.

نظرًا لهذه الميزات لذاكرة التخزين المؤقت ، فإنها لا تعمل على تسريع محرك الأقراص بالقدر الذي نرغب فيه. لا يعتمد اكتساب السرعة الذي يوفره على حجم المخزن المؤقت فحسب ، بل يعتمد أيضًا على الخوارزمية للعمل مع ذاكرة التخزين المؤقت للمعالج الدقيق ، وكذلك على نوع الملفات التي يتم العمل بها في الوقت الحالي. وكقاعدة عامة ، من الصعب جدًا معرفة خوارزميات ذاكرة التخزين المؤقت المستخدمة في محرك الأقراص هذا.

في السنوات الأخيرة ، زادت الشركات المصنعة للأقراص الصلبة سعة التخزين المؤقت في منتجاتها بشكل كبير. حتى في أواخر التسعينيات ، كان 256 كيلو بايت هو المعيار لجميع محركات الأقراص وكانت الأجهزة المتطورة فقط تحتوي على 512 كيلو بايت من ذاكرة التخزين المؤقت. حاليًا ، أصبحت ذاكرة التخزين المؤقت التي تبلغ 2 ميجابايت هي المعيار الفعلي لجميع محركات الأقراص ، في حين أن الطرازات الأكثر إنتاجية لها سعة 8 أو حتى 16 ميجابايت. كقاعدة عامة ، تم العثور على 16 ميغا بايت فقط على محركات أقراص SCSI. هناك سببان وراء نمو المخزن المؤقت لمحرك الأقراص بهذه السرعة. أحدها هو الانخفاض الحاد في أسعار رقائق الذاكرة المتزامنة. السبب الثاني هو اعتقاد المستخدمين بأن مضاعفة حجم ذاكرة التخزين المؤقت أو مضاعفته أربع مرات سيؤثر بشكل كبير على سرعة محرك الأقراص.

يؤثر حجم ذاكرة التخزين المؤقت على القرص الصلب ، بالطبع ، على سرعة محرك الأقراص في نظام التشغيل ، ولكن ليس بالقدر الذي يتخيله المستخدمون. يستفيد المصنعون من ثقة المستخدم في حجم ذاكرة التخزين المؤقت ، ويقدمون مطالبات كبيرة في الكتيبات بحوالي أربعة أضعاف حجم ذاكرة التخزين المؤقت مقارنة بالنموذج القياسي. ومع ذلك ، عند مقارنة نفس القرص الصلب بأحجام تخزين مؤقت تبلغ 2 و 8 ميغا بايت ، يتبين أن التسريع ينتج عنه عدة نسب مئوية. الى ماذا يؤدي هذا؟ بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاختلاف الكبير جدًا في أحجام ذاكرة التخزين المؤقت (على سبيل المثال ، بين 512 كيلو بايت و 8 ميغا بايت) سيؤثر بشكل كبير على سرعة محرك الأقراص. يجب أن نتذكر أيضًا أن حجم المخزن المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة صغير جدًا مقارنة بذاكرة الكمبيوتر ، وغالبًا ما يكون ذاكرة التخزين المؤقت "الناعمة" ، أي مخزن مؤقت وسيط ينظمه نظام التشغيل لعمليات التخزين المؤقت باستخدام نظام الملفات والموجود في ذاكرة الكمبيوتر ، غالبًا ما يكون له مساهمة أكبر في تشغيل محرك الأقراص.

قراءة التخزين المؤقت وكتابة التخزين المؤقت متشابهة إلى حد ما ، ولكن هناك أيضًا العديد من الاختلافات. تهدف هاتان العمليتان إلى زيادة الأداء العام لمحرك الأقراص: فهي عبارة عن مخازن مؤقتة بين كمبيوتر سريع وميكانيكا محرك بطيء. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين هذه العمليات في أن إحداهما لا تغير البيانات الموجودة في محرك الأقراص ، بينما تقوم الأخرى بتغيير البيانات الموجودة في محرك الأقراص.

بدون التخزين المؤقت ، ستؤدي كل عملية كتابة إلى انتظار شاق حتى تنتقل الرؤوس إلى المكان الصحيح وتكتب البيانات على السطح. سيكون العمل مع جهاز كمبيوتر مستحيلًا: كما ذكرنا سابقًا ، ستستغرق هذه العملية على معظم محركات الأقراص الثابتة ما لا يقل عن 10 ميلي ثانية ، وهو عدد كبير من وجهة نظر الكمبيوتر ككل ، حيث سيتعين على المعالج الدقيق للكمبيوتر الانتظار لهذه العشر ميلي ثانية مع كل كتابة للمعلومات إلى وينشستر. الشيء الأكثر إثارة للدهشة هو أن هناك مثل هذا الوضع للعمل مع ذاكرة التخزين المؤقت ، عندما تتم كتابة البيانات في وقت واحد إلى كل من ذاكرة التخزين المؤقت والسطح ، وينتظر النظام تنفيذ كلا العمليتين. وهذا ما يسمى بالتخزين المؤقت للكتابة. تعمل هذه التقنية على تسريع العمل في حالة الحاجة في المستقبل القريب إلى إعادة قراءة البيانات المكتوبة للتو إلى الكمبيوتر ، ويستغرق التسجيل نفسه وقتًا أطول بكثير من الوقت الذي سيحتاج الكمبيوتر بعده إلى هذه البيانات.

لحسن الحظ ، هناك نسخة أسرع من ذاكرة التخزين المؤقت: يكتب الكمبيوتر البيانات إلى محرك الأقراص ، ويدخلون في ذاكرة التخزين المؤقت ، ويستجيب محرك الأقراص على الفور للنظام الذي تم إكمال الكتابة فيه ؛ يستمر الكمبيوتر في العمل ، معتقدًا أن محرك الأقراص كان قادرًا على كتابة البيانات بسرعة كبيرة ، بينما محرك الأقراص "خدع" الكمبيوتر وكتب فقط البيانات الضرورية إلى ذاكرة التخزين المؤقت ، وعندها فقط بدأ في كتابتها على القرص. تسمى هذه التقنية التخزين المؤقت لإعادة الكتابة.

بالطبع ، تعمل تقنية التخزين المؤقت لإعادة الكتابة على زيادة الأداء ، ولكن ، مع ذلك ، فإن هذه التقنية لها أيضًا عيوبها. يخبر القرص الصلب الكمبيوتر بأن الكتابة قد تمت بالفعل ، بينما البيانات موجودة فقط في ذاكرة التخزين المؤقت ، وعندها فقط يبدأ في كتابة البيانات على السطح. إنه يستغرق بعض الوقت. هذه ليست مشكلة طالما أن هناك طاقة للكمبيوتر. لان ذاكرة التخزين المؤقت هي ذاكرة متقلبة ، في لحظة إيقاف التشغيل ، يتم فقد جميع محتويات ذاكرة التخزين المؤقت بشكل غير قابل للاسترداد. إذا كانت هناك بيانات في ذاكرة التخزين المؤقت تنتظر كتابتها على السطح ، وتم إيقاف تشغيل الطاقة في تلك اللحظة ، فستفقد البيانات إلى الأبد. وهو أمر سيء أيضًا ، لا يعرف النظام ما إذا كانت البيانات قد تمت كتابتها بدقة على القرص ، لأن أبلغ وينشستر بالفعل أنه فعل ذلك. وبالتالي ، فإننا لا نفقد البيانات نفسها فحسب ، بل لا نعرف أيضًا البيانات التي لم يكن لديها وقت للكتابة ، ولا نعلم حتى حدوث فشل. نتيجة لذلك ، قد يتم فقد جزء من الملف ، مما يؤدي إلى انتهاك سلامته ، وفقدان أداء نظام التشغيل ، وما إلى ذلك. بالطبع ، لا تؤثر هذه المشكلة على قراءة التخزين المؤقت للبيانات.

بسبب هذا الخطر ، لا تقوم بعض محطات العمل بالتخزين المؤقت على الإطلاق. تسمح لك محركات الأقراص الحديثة بتعطيل وضع ذاكرة التخزين المؤقت للكتابة. هذا مهم بشكل خاص في التطبيقات التي تكون فيها صحة البيانات أمرًا بالغ الأهمية. لان يزيد هذا النوع من التخزين المؤقت من سرعة محرك الأقراص بشكل كبير ، ومع ذلك يلجأون عادةً إلى طرق أخرى تقلل من مخاطر فقدان البيانات بسبب انقطاع التيار الكهربائي. الطريقة الأكثر شيوعًا هي توصيل الكمبيوتر بمصدر طاقة غير متقطع. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي جميع محركات الأقراص الحديثة على وظيفة "flush write cache" ، والتي تجبر محرك الأقراص على كتابة البيانات من ذاكرة التخزين المؤقت إلى السطح ، ولكن يتعين على النظام تنفيذ هذا الأمر بشكل أعمى ، لأن. لا يزال لا يعرف ما إذا كانت هناك بيانات في ذاكرة التخزين المؤقت أم لا. في كل مرة يتم فيها إيقاف تشغيل الطاقة ، ترسل أنظمة التشغيل الحديثة هذا الأمر إلى محرك الأقراص الثابتة ، ثم يتم إرسال أمر إيقاف الرؤوس (على الرغم من عدم إمكانية إرسال هذا الأمر ، لأن كل محرك أقراص حديث يوقف الرؤوس تلقائيًا عندما ينخفض ​​الجهد أدناه الحد الأقصى المسموح به) وبعد ذلك يتم إيقاف تشغيل الكمبيوتر فقط. هذا يضمن سلامة بيانات المستخدم والإغلاق الصحيح للقرص الصلب.

spas-info.ru

ما هو القرص الصلب العازلة ولماذا هو مطلوب

اليوم ، وسيلة التخزين الشائعة هي محرك أقراص ثابت مغناطيسي. يحتوي على قدر معين من الذاكرة مخصص لتخزين البيانات الأساسية. يحتوي أيضًا على ذاكرة تخزين مؤقت ، والغرض منها هو تخزين البيانات الوسيطة. يطلق المحترفون على ذاكرة التخزين المؤقت للقرص الصلب مصطلح "ذاكرة التخزين المؤقت" أو ببساطة "ذاكرة التخزين المؤقت". دعونا نرى سبب الحاجة إلى المخزن المؤقت لمحرك الأقراص الصلبة ، وما يؤثر عليه وحجمه.

يساعد المخزن المؤقت للقرص الصلب نظام التشغيل على تخزين البيانات مؤقتًا التي تمت قراءتها من الذاكرة الرئيسية لمحرك الأقراص الثابتة ، ولكن لم يتم نقلها للمعالجة. ترجع الحاجة إلى التخزين العابر إلى حقيقة أن سرعة قراءة المعلومات من محرك الأقراص الصلبة وإنتاجية نظام التشغيل تختلف اختلافًا كبيرًا. لذلك ، يحتاج الكمبيوتر إلى تخزين البيانات مؤقتًا في "ذاكرة التخزين المؤقت" ، وبعد ذلك فقط يستخدمها للغرض المقصود منها.

المخزن المؤقت للقرص الصلب نفسه ليس قطاعات منفصلة ، كما يعتقد مستخدمو الكمبيوتر غير الأكفاء. وهي عبارة عن رقائق ذاكرة خاصة موجودة على لوحة HDD الداخلية. هذه الدوائر الدقيقة قادرة على العمل بشكل أسرع بكثير من محرك الأقراص نفسه. ونتيجة لذلك ، فإنها تتسبب في زيادة (بنسبة عدة في المائة) في أداء الكمبيوتر الذي لوحظ أثناء التشغيل.

وتجدر الإشارة إلى أن حجم "ذاكرة التخزين المؤقت" يعتمد على طراز القرص المحدد. في السابق كان حجمها حوالي 8 ميغا وكان هذا الرقم يعتبر مرضيا. ومع ذلك ، مع التقدم التكنولوجي ، تمكن المصنعون من إنتاج رقائق ذات ذاكرة أكبر. لذلك ، تحتوي معظم محركات الأقراص الثابتة الحديثة على مخزن مؤقت يتراوح حجمه بين 32 و 128 ميغا بايت. بالطبع ، يتم تثبيت أكبر "ذاكرة تخزين مؤقت" في نماذج باهظة الثمن.

ما هو تأثير مخزن القرص الثابت على الأداء

سنخبرك الآن لماذا يؤثر حجم المخزن المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة على أداء الكمبيوتر. نظريًا ، كلما زادت المعلومات المتوفرة في "ذاكرة التخزين المؤقت" ، قل عدد مرات وصول نظام التشغيل إلى القرص الصلب. هذا صحيح بشكل خاص لسيناريو العمل عندما يقوم مستخدم محتمل بمعالجة عدد كبير من الملفات الصغيرة. ينتقلون ببساطة إلى المخزن المؤقت على القرص الصلب وينتظرون دورهم هناك.

ومع ذلك ، إذا تم استخدام الكمبيوتر لمعالجة الملفات الكبيرة ، فإن "ذاكرة التخزين المؤقت" تفقد أهميتها. بعد كل شيء ، لا يمكن أن تتناسب المعلومات مع الدوائر الدقيقة ، التي يكون حجمها صغيرًا. نتيجة لذلك ، لن يلاحظ المستخدم زيادة في أداء الكمبيوتر ، حيث لن يتم استخدام المخزن المؤقت عمليًا. يحدث هذا في الحالات التي يتم فيها تشغيل برامج تحرير ملفات الفيديو وما إلى ذلك في نظام التشغيل.

وبالتالي ، عند شراء قرص صلب جديد ، يوصى بالاهتمام بحجم "ذاكرة التخزين المؤقت" فقط في الحالات التي تخطط فيها لمعالجة الملفات الصغيرة باستمرار. بعد ذلك ، سوف تلاحظ حقًا زيادة في أداء جهاز الكمبيوتر الشخصي الخاص بك. وإذا كان الكمبيوتر الشخصي سيستخدم في المهام اليومية العادية أو معالجة الملفات الكبيرة ، فلا يمكنك أن تعلق أي أهمية على الحافظة.

تميل المجموعة الشخصية من البيانات الرقمية إلى النمو بشكل كبير بمرور الوقت. على مر السنين ، تتزايد باستمرار كمية البيانات في شكل آلاف الأغاني والأفلام والصور والوثائق وجميع أنواع دورات الفيديو ، وبالطبع يجب تخزينها في مكان ما. الكمبيوتر أو ، بغض النظر عن حجمه ، سيظل يومًا ما ينفد تمامًا من المساحة الخالية.

الحل الواضح لمشكلة نقص مساحة التخزين هو شراء أقراص DVD أو محركات أقراص فلاش USB أو محرك أقراص ثابت خارجي (HDD). عادةً ما توفر محركات أقراص الفلاش عدة غيغابايت من مساحة القرص ، لكنها بالتأكيد ليست مناسبة للتخزين طويل الأجل ، ونسبة السعر إلى الحجم الخاصة بها ، بعبارة ملطفة ، ليست الأفضل. تعد أقراص DVD خيارًا جيدًا من حيث السعر ، ولكنها ليست مريحة من حيث حرق البيانات غير الضرورية وإعادة كتابتها وحذفها ، ولكنها تتلاشى ببطء وتصبح تقنية قديمة. يوفر محرك الأقراص الصلبة الخارجي مساحة كبيرة ، ومحمولة ، وملائمة للاستخدام ، ورائعة لتخزين البيانات على المدى الطويل.

عند شراء محرك أقراص صلبة خارجي ، ولتحديد الاختيار الصحيح ، عليك أن تعرف ما الذي تبحث عنه أولاً. في هذه المقالة ، سنخبرك بالمعايير التي يجب اتباعها عند اختيار محرك أقراص ثابت خارجي وشرائه.

ما الذي تبحث عنه عند شراء قرص صلب خارجي

لنبدأ باختيار علامة تجارية أفضلها ماكستورسيجيت أيوميغا، LaCie، توشيباو ويسترن ديجيتالل.
أهم الخصائص التي يجب الانتباه لها عند الشراء:

الاهلية

حجم مساحة القرص هو أول شيء يجب مراعاته. القاعدة الأساسية التي يجب أن تسترشد بها عند الشراء هي السعة التي تحتاجها ، اضربها بثلاثة. على سبيل المثال ، إذا كنت تعتقد أن 250 جيجابايت من مساحة القرص الصلب الإضافية كافية ، فقم بشراء نموذج من 750 جيجابايت. تميل محركات الأقراص ذات الكميات الكبيرة من التخزين إلى أن تكون ضخمة جدًا ، مما يؤثر على حركتها ، ويجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار من قبل أولئك الذين غالبًا ما يحملون محرك أقراص خارجي معهم. لأجهزة كمبيوتر سطح المكتب ، تتوفر عدة تيرابايت من مساحة القرص تجاريًا.

شكل عامل

يحدد عامل الشكل حجم الجهاز. حاليًا ، تُستخدم عوامل الشكل 2.5 و 3.5 لمحركات الأقراص الصلبة الخارجية.
2.5 عوامل الشكل (الحجم بالبوصة) - أصغر ، وأخف وزنًا ، ومزود بالطاقة ، ومضغوط ، ومتحرك.
3.5 عوامل الشكل أكبر ، ولها طاقة إضافية من التيار الكهربائي ، وهي ثقيلة جدًا (غالبًا أكثر من 1 كجم) ، وتحتوي على مساحة كبيرة على القرص. انتبه إلى مصدر الطاقة الرئيسي ، لأن. إذا كنت تخطط لتوصيل الجهاز بجهاز كمبيوتر محمول ضعيف ، فقد لا يتمكن من تدوير القرص - ولن يعمل القرص ببساطة.

سرعة الدوران (RPM)

العامل الثاني المهم الذي يجب مراعاته هو سرعة دوران القرص ، والتي يشار إليها في RPM (عدد الدورات في الدقيقة). توفر السرعة العالية قراءة سريعة للبيانات وسرعة كتابة عالية. يعد أي محرك أقراص ثابتة (HDD) بسرعة دوران للقرص تصل إلى 7200 دورة في الدقيقة أو أكثر خيارًا جيدًا. إذا لم تكن السرعة مهمة بالنسبة لك ، فيمكنك اختيار طراز بسرعة 5400 دورة في الدقيقة ، فهي أكثر هدوءًا وأقل تسخينًا.

حجم ذاكرة التخزين المؤقت

يحتوي كل محرك أقراص صلبة خارجي على مخزن مؤقت ، أو ذاكرة تخزين مؤقت ، والتي تحتفظ بالبيانات مؤقتًا قبل أن تصل إلى القرص. تنقل محركات الأقراص ذات ذاكرات التخزين المؤقت الكبيرة البيانات بشكل أسرع من تلك ذات ذاكرات التخزين المؤقت الأصغر. اختر طرازًا يحتوي على 16 ميغابايت على الأقل من ذاكرة التخزين المؤقت ، ويفضل أن يكون أكثر من ذلك.

واجهه المستخدم

بالإضافة إلى العوامل المذكورة أعلاه ، هناك ميزة أخرى مهمة وهي نوع الواجهة المستخدمة لنقل البيانات. الأكثر شيوعًا هو USB 2.0. يكتسب USB 3.0 شعبية ، وقد زاد الجيل الجديد بشكل كبير من سرعة نقل البيانات ، كما تتوفر طرز مزودة بواجهات FireWire و eSATA. نوصي باختيار طرازي USB 3.0 و eSATA مع معدلات نقل بيانات عالية ، بشرط أن يكون جهاز الكمبيوتر الخاص بك مزودًا بالمنافذ المناسبة. إذا كانت القدرة على توصيل محرك أقراص ثابت خارجي بأكبر عدد ممكن من الأجهزة أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لك ، فاختر طرازًا بإصدار واجهة USB 2.0.