Буферная память жесткого диска, на что влияет

Обновлено: 24.11.2024

Вы можете знать или не знать, что все части вашего компьютера работают вместе, чтобы повлиять на результат ваших процессов. Эффективность и состояние вашего жесткого диска могут привести к тому, что ваш компьютер будет работать медленно или плавно, в зависимости от того, есть ли какие-либо проблемы, которые необходимо решить. И каждая часть жесткого диска выполняет свою функцию, чтобы обеспечить бесперебойную работу вашего компьютера. Имейте в виду, что каждая часть, хотя и индивидуальна, одинаково важна для функциональности вашего устройства. И некоторые особенности вашего жесткого диска могут быть диагностированы при попытке выяснить, почему ваша игра работает не так гладко, как должна быть.

Одной из таких функций, в частности, является кэш жесткого диска. Кэш жесткого диска влияет на игру несколькими специфическими способами. Во-первых, это замедляет время загрузки карт, уровней и роликов. Во-вторых, это может уменьшить графический потенциал ваших игр. Наконец, в играх с открытым миром это может вызвать общую задержку и замедление при перемещении или загрузке вещей в игре. Однако кеш жесткого диска — не единственный симптом жесткого диска, который может привести к снижению производительности в играх. В этой статье мы поговорим о том, что такое кеш на жестком диске, подробно о том, как решить эту проблему с задержкой, предложим решения и порассуждаем о том, что может замедлять работу ваших игр.

Что такое кэш жесткого диска?

Кэш жесткого диска некоторые называют «буфером», так как это буквальный буфер, который работает на вашем жестком диске. По сути, он пытается обслуживать и использовать временную память для вашего жесткого диска, поскольку одновременно записывает заметки для постоянного хранения на вращающиеся пластины. В некотором смысле кэш жесткого диска действует точно так же, как оперативная память, но он создан специально для вашего жесткого диска, а не является отдельным физическим элементом. Кэш существует потому, что на жестких дисках есть маленькие микроскопические контроллеры, которые помогают обрабатывать данные и содержимое определенным образом. Он фильтрует то, что входит и выходит из диска, подобно почкам, фильтрующим то, что входит и выходит из тела. Кэш — это то, что работает с этими микроконтроллерами, чтобы временно удерживать память, поскольку она постоянно обрабатывается.

Возможно, вы знакомы с термином "буферизация" на YouTube. Вы когда-нибудь пытались посмотреть видео, а затем оно внезапно останавливается, потому что оно должно буферизоваться? Как правило, когда видео замедляется, это происходит из-за того, что ваше соединение внезапно стало медленным или плохим, и видеопроигрыватель должен собрать больше данных, прежде чем он сможет воспроизводиться плавно. Это тот же процесс, который происходит в кэше жесткого диска, что позволяет диску буферизоваться во время обработки данных. И когда вы играете в свою любимую видеоигру, будь то командный файтинг или ролевая игра с открытым миром, если вы испытываете моменты задержки или медлительности, это, вероятно, связано с буферизацией кеша жесткого диска и вызывает задержки в обработке данных. ваша память.

Влияние кэша на игру

Когда ваша игра загружается, она загружается из файлов, которые уже существуют на вашем жестком диске. Это наиболее заметная проблема медленного жесткого диска с низким объемом кэш-памяти. Если вы когда-либо застревали в лобби в ожидании загрузки карты, это могло быть связано с тем, что чей-то жесткий диск работает с перегрузкой и работает недостаточно быстро. Правильно — медленные кэши других людей могут повлиять на вас и ваше игровое время. Вы когда-нибудь были в раунде League of Legends и застряли на экране загрузки перед матчем, потому что у одного из членов вашей команды очень высокий пинг? Вероятно, они страдают либо от плохого соединения, либо от неуклюжего жесткого диска с чрезвычайно низким объемом кэш-памяти, который работает сверхурочно для правильной буферизации игры. Вот почему время загрузки у всех разное, в зависимости от типа жесткого диска, его состояния и игры, в которую он играет.

При игре в одиночные игры с интенсивной графикой вы заметите медленное время задержки, если ваш жесткий диск фрагментирует большие файлы. Такие игры, как Fallout 4, и даже MMORPG, такие как World of Warcraft, могут испытывать резкие задержки, если ваш жесткий диск пытается одновременно фрагментировать большие файлы. Играя в MMO, вы можете увидеть отставание, когда группа игроков одновременно входит в одну и ту же область. Это связано с тем, что ваш жесткий диск усердно пытается сохранить всю эту новую память, в то время как изменения и перемещения происходят быстро и в режиме реального времени.

Большой жесткий диск емкостью несколько терабайт предотвратит фрагментацию, что увеличит время загрузки в однопользовательских играх. Наконец, в игре с открытым миром, а также в некоторых шутерах от первого лица игра будет загружать уровни во время игры. Подумайте о такой игре, как Skyrim: с такой массивной картой вы не сможете загрузить всю карту, не исчерпав оперативной памяти. Вот почему карта может загружаться для вас только понемногу. Таким образом, когда ваш компьютер ищет файлы во время игры, медленный жесткий диск может негативно сказаться на времени загрузки игры.

Кэш жесткого диска также может повлиять на графику вашей игры.Готовы поспорить, вы видели игры с серьезными проблемами с частотой кадров, когда горы просто появляются из ниоткуда. Это особенно распространено в играх 64-битной эпохи. Когда вы играете в современные компьютерные игры, ваша система запускает графически интенсивные программы и визуализирует огромное количество визуальных данных во время игры. Это почти полностью делается вашей видеокартой. Если у вас возникли проблемы с графикой, это первое, что нужно устранить. Однако вы обнаружите, что медленный жесткий диск — или старый жесткий диск, находящийся на грани сбоя, — также будет ограничивать графическую производительность вашей системы. Более быстрый кэш жесткого диска и более надежный жесткий диск улучшат качество графики в ваших играх. Иногда может потребоваться замена жесткого диска, чтобы игры снова работали без сбоев. Вы заслуживаете оптимальной производительности и бесперебойной игры.

Игры с открытым миром становятся все более популярными на рынке игр для крупных студий. Это отлично подходит для геймеров, которым нужен большой выбор способов игры, но вашей машине невероятно сложно отображать эту графику на лету. Это может вызвать некоторое отставание. Учтите, что ваш жесткий диск постоянно загружает файлы и отображает их, пока вы играете в игру с открытым миром. По этой причине вам нужен надежный жесткий диск с большим объемом кэш-памяти — тогда ваш диск сможет легко вызывать файлы, которые вы недавно использовали. Поскольку в игре с открытым миром нужно вызвать так много файлов, это важно при игре в игры с гигантской картой. Попытка загрузить слишком большую часть карты за один раз может оказаться слишком большой для вашего жесткого диска и может привести к сбою игры или даже всего компьютера.

Иногда бывает сложно работать с кешем жесткого диска. Потому что для многих других неигровых процессов важно увеличить скорость вашего диска. Вы можете улучшить свою функциональность с помощью отличного кеша. Жесткие диски от природы не быстрые; на самом деле, они чаще всего являются самой медленной частью вашего компьютера. Кэширование — это то, что ускоряет его. Он почти лжет остальному компьютеру, заставляя его думать, что память уже записана, в то время как остальная часть жесткого диска работает за кулисами, чтобы постоянно записывать ее так быстро, как только может. Запись данных занимает много времени, потому что жесткий диск использует для записи физические части. В то время как большинство компьютерных процессов выполняются в электронном и цифровом виде, здесь используются реальные физические методы записи на диски.

Кэшированные данные будут взяты жестким диском, когда он начнет их записывать. Но вместо того, чтобы положить все эти данные на свои пластины сразу, он сообщит остальному компьютеру, что задача уже выполнена. Это заставляет компьютер отправлять еще больше данных, которые кэшируются и запускают совершенно новый процесс. Тем не менее, это наиболее важный элемент кэширования, поскольку он позволяет вашему компьютеру считать, что процесс уже завершен, поэтому он может перейти к следующей задаче для вас. Представьте, если бы вам пришлось ждать, пока ваш жесткий диск завершит запись каждой части информации, которую вы отправляете на него, прежде чем вы сможете перейти к следующему. Это была бы поистине архаичная система!

Как видите, кеш может помочь минимизировать время ожидания при рендеринге карты в играх с открытым миром или при загрузке частоты кадров в командной игре FPS. Однако кэш не всегда идеален. В то время как жесткий диск делает все возможное, чтобы записать все данные, в то время как ваш кеш лежит на остальной части вашего компьютера, иногда это не удается. Это может произойти, если ваш компьютер внезапно выключится. Тогда ваш кеш ничем не лучше ОЗУ, который удалит все эти энергозависимые данные хранилища, и вам придется начинать все сначала, когда вы снова включите компьютер. Очевидно, что размер кеша может помочь избежать этой проблемы. Чем больше ваш кеш, тем более плавно он будет работать и тем лучше он будет временно хранить и удерживать данные по мере их записи на жесткий диск. Только не выключайте компьютер!

Теперь размер кеша — не единственное, что нужно учитывать, если вы хотите повысить производительность своих игр. Ваши скорости передачи влияют на кеш жесткого диска, поэтому давайте посмотрим на них. Есть две метрики, которые следует учитывать: скорость серийной съемки и скорость чтения. Пакетная скорость — это измерение, показывающее, сколько времени требуется для отправки данных в ваш кэш. Скорость чтения — это время, необходимое для записи данных на сам диск. Для игр скорость пакетной передачи будет влиять на производительность ваших игр, потому что чем выше скорость пакетной передачи, тем лучше ваша система будет вызывать сохраненные данные с вашего жесткого диска. Скорость чтения влияет на то, сколько времени потребуется для установки игр и сохранения файлов, но если вы играете онлайн, ищите жесткие диски с высокой скоростью передачи данных.

Время доступа — это еще один компонент вашего жесткого диска, который следует учитывать при выборе модели.Он измеряется в миллисекундах (мс), поэтому на самом деле вы хотите, чтобы этот показатель был низким — чем меньше миллисекунд, тем меньше времени требуется для выполнения задачи. Скорость доступа измеряет, сколько времени требуется жесткому диску для поиска необходимых файлов, и обычно составляет от 10 до 15 мс. Помните, что модели с более высокой скоростью доступа будут иметь более низкий показатель в списке.

Заключение

Итак, кеш вашего жесткого диска хранит большие файлы, необходимые для игры — это как таблица со всеми вашими важными файлами. Кэш похож на оперативную память жесткого диска, временно хранящую информацию, в то время как ваш жесткий диск начинает записывать ее постоянно. Однако вам нужно большое табличное пространство для хранения всех ваших файлов. Чем больше места за столом, тем лучше. Это улучшит производительность во время загрузки, уменьшит отставание графики и устранит сбои в играх с открытым миром. Хотя вы ничего не можете сделать со случайным товарищем по команде, который может страдать от серьезных проблем с кэшем, вы можете быть уверены, что ваш собственный компьютер будет работать без сбоев и сможет загрузить командную игру как можно быстрее. Однако кэш — не единственное, что влияет на скорость вашего жесткого диска. Скорость жесткого диска также определяется скоростью серийной съемки, скоростью чтения и временем доступа. Эти три показателя определяют, насколько быстро ваш жесткий диск может получить доступ к файлам в кэше. Собирая собственный компьютер, обязательно учитывайте размер кэш-памяти жесткого диска и скорость, с которой он извлекает файлы.

Мы часто видим, что размер «HD Buffer» или «HD Cache» указан на жестких дисках вместе с другими их характеристиками. Многие пользователи не обращают внимания на этот раздел спецификации и часто упускают его из виду при совершении покупки. В этой статье мы сообщим вам о функциональности и необходимости этой спецификации.

Кэш жесткого диска

Что такое размер буфера жесткого диска?

Буфер жесткого диска в спецификациях иногда называют «Дисковым буфером», «Дисковым кэшем» или «Кэш-буфером», но все они относятся к одной и той же спецификации. Буфер жесткого диска — это встроенная в жесткий диск память, которая действует как место временного хранения данных, передаваемых на жесткий диск или с него. Размер буфера различается для жестких дисков и твердотельных накопителей.

В жестких дисках и твердотельных накопителях есть встроенный микроконтроллер, который отвечает за создание, хранение и передачу кэшированных данных внутри буфера жесткого диска. Эти данные редко повторно используются компьютером, и поэтому объем необходимой памяти часто намного меньше. Большинство современных жестких дисков содержат буфер жесткого диска размером от 8 до 256 МБ. В то время как твердотельные накопители могут содержать буферы до 4 ГБ. Однако старые жесткие диски обычно содержали буферы емкостью от 2 до 4 МБ.

Современный жесткий диск с 256 МБ кэш-памяти

Буфер отвечает за хранение некоторых данных и их последующую передачу на жесткий диск или с жесткого диска. Это приводит к увеличению скорости и более эффективной передаче данных между компьютером и жестким диском. Это также уменьшает движение головки чтения/записи по магнитному диску, что приводит к уменьшению износа. Однако данные не всегда кэшируются в буфере, и это полезно только в редких случаях.

Имеет ли значение размер буфера жесткого диска?

Ответ на этот вопрос не прост и полностью зависит от ситуации. Есть случаи, когда размер буфера может помочь, но их использование часто ограничено только конкретной ситуацией. Всякий раз, когда пользователь записывает большие файлы, скорость передачи ограничивается скоростью движения шпинделей, и кеш никоим образом не увеличивает ее, поэтому в этом сценарии размер кеша становится бесполезным.

Однако, если вы передаете небольшие файлы, размер которых меньше размера кеша, накопитель намеренно изменит порядок файлов, чтобы повысить эффективность и скорость передачи. Таким образом, размеры буферного кэша нельзя полностью исключить из уравнения, и они постоянно увеличиваются в новых жестких дисках.

Если вы хотите купить жесткий диск и не уверены в характеристиках, которые хотите рассмотреть, первым приоритетом должен быть параметр «RPM», определяющий скорость записи/чтения жесткого диска. Во-вторых, вас должна беспокоить цена, по которой вы получаете этот жесткий диск. Если разница в цене между двумя жесткими дисками значительна и единственная разница заключается в размере буфера, берите более дешевый, потому что вы вряд ли заметите разницу между двумя жесткими дисками. два.

Однако, если вам был предложен вариант с жестким диском с большим буфером жесткого диска и разница в цене невелика, рекомендуется приобрести диск с большим размером буфера.

Эти жесткие диски будут использоваться в основном для резервного копирования и хранения данных (изображений, фильмов), которые не часто читаются. Разница в цене составляет 1,5 евро в случае этих двух:

Жесткий диск Western Digital Caviar Green Power
500 ГБ, 7200 об/мин, 32 МБ, SATA2
Жесткий диск Western Digital Caviar SE16
500 ГБ, 7200 об/мин, 16 МБ, SATA2

Единственная разница — размер буфера (16 МБ против 32 МБ). Стоит ли больший размер буфера дополнительных денег?

6 ответов 6

Это действительно стоит дополнительных денег. Почему:

когда вы пытаетесь получить доступ к контенту с жесткого диска, требуется время, чтобы найти нужный контент. буфер сделан из хорошего материала с высокой скоростью доступа. Поэтому, когда вы найдете контент, он сохранит его все для буферизации с помощью алгоритма.

Вывод: это ускоряет работу вашего жесткого диска :) особенно с большим содержимым :)

Поскольку цены на память упали до «дешевого уровня», производители накопителей поняли, что они могут увеличить размер своих буферов с очень небольшими затратами. Конечно, при этом ничего не теряется; дополнительный кеш не повредит производительности; но и это не сильно улучшает его. В результате, если скорость передачи интерфейса является «действующим чемпионом» среди переоцененных характеристик производительности, то размер кэша, вероятно, является «главным соперником». Некоторые считают, что 2-мегабайтный буфер делает диск в четыре раза быстрее, чем диск с 512-килобайтным буфером! На самом деле, в большинстве случаев вам будет трудно найти даже 4%-ную разницу между ними, при прочих равных условиях. Неудивительно, что и скорость внешней передачи, и размер кэша завышены по одной и той же причине: они применимы лишь к небольшому проценту передач.

Спецификация размера кэша, конечно же, является функцией характеристик кэша накопителя. К сожалению, производители редко говорят о каких-либо характеристиках, кроме размера кэша.

Быстрая ржавчина жесткого диска — сложная вещь (в последнее время она чаще всего определяется оптимизацией прошивки), и размер кэша ни в коем случае не является серебряной пулей.

По моему опыту, скорость вращения является гораздо лучшим показателем производительности накопителя: 5400 об/мин медленнее, чем 7200 об/мин, что медленнее, чем 10 000 об/мин, что медленнее твердотельного накопителя. Даже в этом случае бывают (редкие) исключения.

Тем не менее, при такой небольшой разнице в цене, наверное, оно того стоит.

Я согласен с этим комментарием. Я заметил значительную разницу при использовании диска WDC 5400 об/мин по сравнению с диском 7200 об/мин, но не заметил заметной разницы с двумя дисками с одинаковой скоростью, использующими разный размер кэш-памяти с дисками, работающими с одинаковой скоростью вращения шпинделя.

Согласен, что при цене около $3(?) почему бы и нет. Точно так же согласились, что разница в том, как быстро это пойдет, очень мала. Более важна скорость отжима.

@JeffAtwood, что вы подразумеваете под "оптимизацией прошивки"? Существуют ли в наше время реальные оптимизации алгоритмов жесткого диска? Разве в наши дни они не используют один и тот же стандартный алгоритм?

Вероятно, это не стоит своих денег, хотя это зависит от вашего использования.

Когда вы читаете большие непрерывные файлы (типично для фильмов и т. д.), вы ограничены скоростью фактической передачи данных шпинделями. Кэш не поможет этому.
Когда вы записываете большие файлы (например, isos), вы ограничены скоростью фактической передачи данных шпинделями. Кэш не поможет этому.
Когда вы записываете много маленьких файлов, они могут поместиться в кэше, и диск может переупорядочить эти записи для повышения эффективности. Это поможет.
Когда вы читаете много маленьких файлов и вам повезло, следующий файл для чтения может уже находиться в кэшированной дорожке. Возможно, это поможет.

Вывод: это зависит от использования.

По какой-то причине это упоминается редко, но основное преимущество кэша заключается в уменьшении количества движений головок диска, занимающих много времени. Представьте себе такой сценарий: один файл читается, а другой файл записывается одновременно. Без кеша голова бы прыгала из стороны в сторону, пытаясь обслуживать эти независимые файловые потоки. Однако при использовании кэша записываемый файл может быть временно сохранен в кэше, в то время как другой читаемый файл продолжает извлекаться с диска. Если записываемый файл полностью помещается в кэш, жесткий диск сигнализирует ОС, что запись завершена, позволяя программе, записывающей файл, продолжить работу, несмотря на то, что дисковый кэш еще не завершил запись файла на диск. физический диск. При этом чтение первого файла не прекращалось.Таким образом, была достигнута значительно более высокая кажущаяся пропускная способность в пределах размера кэш-памяти. Это может быть несущественным при работе с кэшем 2 МБ, но новые диски большой емкости имеют кэш 256 МБ, что огромно, и даже при высоких нагрузках чтения / записи обеспечивает высокооптимизированную пропускную способность чтения (очень близкую к рейтингу физического диска) одновременно поддерживая полную пропускную способность записи SATA, пока у вас не закончится кеш. Обычно вы балансируете количество дисков в RAID-массиве в соответствии с требованиями к пропускной способности, чтобы не превысить емкость кэш-памяти.

Добро пожаловать в Super User. Этот ответ выглядит хорошо. Его можно было бы улучшить с помощью небольшого форматирования, например разрыва абзаца или двух.

При покупке жестких дисков большинство людей считают единственной характеристикой емкость диска. Лишь немногие интересуются скоростью чтения и записи, скоростью вращения диска и многими другими важными характеристиками. Однако многие покупатели не обращают внимания на спецификацию под названием «Кэш жесткого диска». Эта упущенная из виду функция может оказать огромное влияние на скорость вашего диска. Читайте дальше, чтобы узнать, что это такое и почему это важно.

Статья по теме: Что такое RAM-диск

Что такое кэш жесткого диска?

Также называемый «дисковым буфером» или «кэш-буфером», это временное хранилище данных, встроенное в диск. Он хранит данные о переходе на жесткий диск и обратно. Жесткие диски имеют встроенный «микроконтроллер», целью которого является создание, хранение и передача данных, которые кэшируются в буфере. Аналогия рассмотрения кэша жесткого диска как оперативной памяти для жесткого диска подходит очень хорошо.

Память (ОЗУ) отвечает за десятки наносекунд, в то время как время отклика диска составляет десятки миллисекунд. Это разница в шесть порядков. Дисковый кэш использует преимущество памяти в скорости для увеличения эффективной скорости диска. Размер необходимой памяти в большинстве случаев очень мал, поскольку кэшированные данные редко используются системой повторно. Современный дисковый кэш варьируется от 8 МБ до 256 МБ. Некоторые твердотельные накопители имеют кэш-память объемом 4 ГБ, в то время как на старых жестких дисках размер дискового буфера составлял от 2 МБ до 4 МБ.

Назначение буфера состоит в том, чтобы хранить некоторые данные и перемещать их на диск и с него. Это приводит к более высокой скорости диска и повышению эффективности передачи данных между приводом и компьютером. Износ также уменьшается, потому что головка диска меньше перемещается по жесткому диску при чтении/записи. Данные не кэшируются каждый раз, и в некоторых случаях эта функция оказывается полезной.

Процедура кэширования диска

Кэш диска работает на основе процедур, основанных на этих трех (3) предположениях.

Когда вы читаете или записываете что-то на диск, скорее всего, вы скоро прочитаете это снова. Это называется «Принцип локальности» — как только вы начинаете работать в каком-то районе, вы, как правило, остаетесь в этом районе. Это означает, что в кэше будут храниться данные, которые часто используются вашими программами. Это избавляет от необходимости вытягивать его из магнитного диска каждый раз, когда это необходимо.
Другой аспект принципа локальности заключается в том, что когда вы читаете один сектор диска, вскоре после этого вы обычно читаете следующий сектор. Таким образом, кеш будет получать и временно хранить данные, которые ваши программы будут использовать в ближайшем будущем.
Каждый раз, когда вы говорите программе прочитать файл и внести изменения, вам вскоре придется приказать системе перезаписать файл. Даже если вы не сильно изменили этот файл.

Важен ли размер кэша жесткого диска?

Необходимость и использование размера кэша ограничены конкретными случаями и ситуациями. Так что это полностью зависит от операции под рукой. При копировании больших файлов на жесткий диск скорость записи ограничивается скоростью вращения. Кэш диска не увеличит скорость передачи файлов. Так что в таком случае размер кэша бесполезен.

С другой стороны, при копировании файлов, размер которых меньше размера буфера, кэш диска увеличивает скорость передачи за счет повышения эффективности диска. Вот почему размеры кэш-памяти постоянно увеличиваются в новых накопителях, чтобы иметь более высокий диапазон эффективности. Недостатком кэширования во время записи является то, что, как и в случае с оперативной памятью, дисковый кеш нестабилен. Если система внезапно выключится, данные, хранящиеся в кэше и ожидающие записи на жесткий диск, будут потеряны.

Хотя дисковые буферы невелики и обычно намного меньше 0,1 процента от всего объема диска. Они обеспечивают достаточно места для размещения нескольких дорожек данных и делают возможным чередование один к одному. Данные могут быть переданы в буфер, и система может извлекать данные из буфера. Это дает головкам дисков достаточно времени для поиска следующего блока и так далее.

Теперь у вас есть еще один запрос спецификаций к продавцу жестких дисков. Это точно заставит вас выглядеть гиком, добро пожаловать!😉

Читайте также: