Буферная память на что влияет. Выбор жесткого диска для компьютера

∙динамические ОЗУ, в них основой запоминающих ячеек является конденсатор; в качестве конденсатора используется затвор полевого транзистора.

Ячейка динамического ОЗУ проще, поэтому ОЗУ этого типа дешевле и имеют большую емкость при том же количестве компонентов, однако они требуют периодической подзарядки всех запоминающих конденсаторов. Этот процесс называется регенерацией.

Типичное значение периода регенерации - миллисекунды; регенерация осуществляется при каждой операции чтения или записи. Также в динамических ОЗУ используется мультиплексированная адресная шина - адрес передается за два цикла, сначала одна половина разрядов (строки), потом другая (столбцы), для регенерации достаточно перебрать все номера строк.

Основными направлениями совершенствования ОЗУ является разработка:

∙квазистатических ОЗУ - динамических «внутри», но со встроенной автономной схемой регенерации;

∙энергонезависимых ОЗУ, хотя бы и в течение ограниченного периода времени. Одним из путей решения этой проблемы является использование микромощных статических ОЗУ со встроенным источником электропитания.

Буферная память

В вычислительных системах используются подсистемы с различным быстродействием и, в частности, с различной скоростью передачи данных (рис. 1.1). Обычно обмен данными между такими подсистемами реализуется с использованием прерываний или канала прямого доступа к памяти. В первую очередь подсистема 1 формирует запрос на обслуживание по мере готовности данных к обмену. Однако обслуживание прерыва-

ний связано с непроизводительными потерями времени и при пакетном обмене производительность подсистемы 2 заметно уменьшается. При обмене данными с использованием канала прямого доступа к памяти подсистема 1 передает данные в память подсистемы 2. Данный способ обмена достаточно эффективен с точки зрения быстродействия, но для его реализации необходим довольно сложный контроллер прямого доступа к памяти.

Рисунок 1.1. Применение буферной памяти

Наиболее эффективно обмен данными между подсистемами с различным быстродействием реализуется при наличии между ними специальной буферной памяти. Данные от подсистемы 1 временно запоминаются в буферной памяти до готовности подсистемы 2 принять их. Емкость буферной памяти должна быть достаточной для хранения тех блоков данных, которые подсистема 1 формирует между считываниями их подсистемой 2. Отличительной особенностью буферной памяти является запись данных с быстродействием и под управлением подсистемы 1, а считывание - с быстродействием и под управлением подсистемы 2 («эластичная память»). В общем случае память должна выполнять операции записи и считывания совершенно независимо и даже одновременно, что устраняет необходимость синхронизации подсистем. Буферная память должна сохранять порядок поступления данных от подсистемы 1, т.е. работать по принципу «первое записанное слово считывается первым» (First Input First Output - FIFO). Таким образом, под буферной памятью типа FIFO понимается устройство памяти, которое автоматически следит за порядком поступления данных и

выдает их в том же порядке, допуская выполнение независимых и одновременных операций записи и считывания.

Типовой пример применения буферной памяти в микропроцессорах

Последовательный приемо-передатчик.

Стековая память

Стековой называют память, доступ к которой организован по принципу: «последним записан - первым считан» (Last Input First Output - LIFO). Использование принципа доступа к памяти на основе механизма LIFO началось с больших ЭВМ. Применение стековой памяти оказалось очень эффективным при построении компилирующих и интерпретирующих программ, при вычислении арифметических выражений с использованием польской инверсной записи. В микропроцессорах она стала широко использоваться в связи с удобствами реализации процедур вызова подпрограмм и при обработке прерываний.

Аппаратный стек представляет собой совокупность регистров, связи между которыми организованы таким образом, что при записи и считывании данных содержимое стека автоматически сдвигается. Основное достоинство аппаратного стека - высокое быстродействие, а недостаток - ограниченная емкость.

Наиболее распространенным в настоящее время и, возможно, лучшим вариантом организации стека в ЭВМ является использование области памяти. Для адресации стека используется указатель стека, который предварительно загружается в регистр и определяет адрес последней занятой ячейки. В некоторых МП содержимое основных регистров запоминается в стеке автоматически при прерывании программ.

Кэш память или как ее называют буферная память жесткого диска. Если вы не знаете что это, то мы с радостью ответим на данный вопрос и расскажем обо всех имеющихся особенностях. Это особый вид оперативки, выступающий в качестве буфера для хранения ранее считанных, но еще не переданных данных для их дальнейшей обработки, а также для хранения информации, к которой система обращается чаще всего.

Необходимость в транзитном хранилище появилась из-за значительной разницы между пропускной способности системы ПК и скорости считывания данных с накопителя. Также кэш-память можно встретить на других устройствах, а именно в видеокартах, процессорах, сетевых картах и прочих.

Какой бывает объем и на что он влияет

Отдельного внимания заслуживает объем буфера. Зачастую HDD оснащаются кэшем 8, 16, 32 и 64 Мб. При копировании файлов больших размеров между 8 и 16 Мб будет заметна значительная разница в плане быстродействия, однако между 16 и 32 она уже менее незаметна. Если выбирать между 32 и 64, то ее вообще почти не будет. Необходимо понимать, что буфер достаточно часто испытывает большие нагрузки, и в этом случае, чем он больше, тем лучше.

В современных жестких дисках используется 32 или 64 Мб, меньше на сегодняшний день вряд ли где-то можно найти. Для обычного пользователя будет достаточно и первого, и второго значения. Тем более что помимо этого на производительность также влияет размер собственного, встроенного в систему кэша. Именно он увеличивает производительность жесткого диска, особенно при достаточном объеме оперативки.

То есть, в теории, чем больше объем, тем лучше производительность и тем больше информации может находиться в буфере и не нагружать винчестер, но на практике все немного по-другому, и обычный пользователь за исключением редких случаев не заметит особой разницы. Конечно, рекомендуется выбирать и покупать устройства с наибольшим размером, что значительно улучшит работу ПК. Однако на такое следует идти только в том случае, если позволяют финансовые возможности.

Предназначение

Она предназначена для чтения и записи данных, однако на SCSI дисках в редких случаях необходимо разрешение на кэширование записи, так как по умолчанию установлено, что кэширование записи запрещено. Как мы уже говорили, объем – не решающий фактор для улучшения эффективности работы. Для увеличения производительности винчестера более важной является организация обмена информацией с буфером. Кроме этого, на нее также в полной мере влияет функционирование управляющей электроники, предотвращение возникновения и прочее.

В буферной памяти хранятся наиболее часто используемые данные, в то время как, объем определяет вместимость этой самой хранимой информации. За счет большого размера производительность винчестера возрастает в разы, так как данные подгружаются напрямую из кэша и не требуют физического чтения.

Физическое чтение – прямое обращение системы к жесткому диску и его секторам. Данный процесс измеряется в миллисекундах и занимает достаточно большое количество времени. Вместе с этим HDD передает данные более чем в 100 раз быстрее, чем при запросе путем физического обращения к винчестеру. То есть, он позволяет устройству работать даже если хост-шина занята.

Основные преимущества

Буферная память имеет целый ряд достоинств, основным из которых является быстрая обработка данных, занимающая минимальное количество времени, в то время как физическое обращение к секторам накопителя требует определенного времени, пока головка диска отыщет требуемый участок данных и начнет их читать. Более того, винчестеры с наибольшим хранилищем, позволяют значительно разгрузить процессор компьютера. Соответственно процессор задействуется минимально.

Ее также можно назвать полноценным ускорителем, так как функция буферизации делает работу винчестера значительно эффективнее и быстрее. Но на сегодняшний день, в условиях быстрого развития технологий, она теряет свое былое значение. Это связано с тем, что большинство современных моделей имеют 32 и 64 Мб, чего с головой хватает для нормального функционирования накопителя. Как уже было сказано выше, переплачивать разницу можно лишь тогда, когда разница по стоимости соответствует разнице в эффективности.

Напоследок хотелось бы сказать, что буферная память, какой бы она не была, улучшает работу той или иной программы, или устройства только в том случае, если идет многократное обращение к одним и тем же данным, размер которых не больше размера кэша. Если ваша работа за компьютером связана с программами, активно взаимодействующими с небольшими файлами, то вам нужен HDD с наибольшим хранилищем.

Как узнать текущий объем кэша

Все что нужно, это скачать и установить бесплатную программу HDTune . После запуска перейдите в раздел «Информация» и в нижней части окна вы увидите все необходимые параметры.

Если вы покупаете новое устройство, то все необходимые характеристики можно узнать на коробке или в приложенной инструкции. Еще один вариант – посмотреть в интернете.

В этом видео разобран весь принцип работы

Сегодня распространенным накопителем информации является магнитный жесткий диск. Он обладает определенным объемом памяти, предназначенным для хранения основных данных. Также в нем имеется буферная память, предназначение которой заключается в хранении промежуточных данных. Профессионалы называют буфер жесткого диска термином «cache memory» или же просто «кэшем». Давайте разберемся, зачем нужен буфер HDD на что влияет и каким обладает размером.

Буфер жесткого диска помогает операционной системе временно хранить данные, которые были считаны с основной памяти винчестера, но не были переданы на обработку. Необходимость наличия транзитного хранилища обусловлена тем, что скорость считывания информации с HDD накопителя и пропускная способность ОС значительно различается. Поэтому компьютеру требуется временно сохранять данные в «кэше», а только затем использовать их по назначению.

Непосредственно сам буфер жесткого диска представляет собой не отдельные сектора, как полагают некомпетентные компьютерные пользователи. Он является специальными микросхемами памяти, располагающимися на внутренней плате HDD. Такие микросхемы способны работать намного быстрее самого накопителя. Вследствие чего обуславливают увеличение (на несколько процентов) производительности компьютера, наблюдающееся во время эксплуатации.

Стоит отметить, что размер «cache memory» зависит от конкретной модели диска. Раньше он составлял около 8 мегабайт, причем такой показатель считался удовлетворительным. Однако с развитием технологий производители смогли выпускать микросхемы с более большим объемом памяти. Поэтому большинство современных винчестеров обладают буфером, размер которого варьируется от 32 до 128 мегабайт. Конечно, наибольший «кэш» устанавливается в дорогие модели.

Какое влияние оказывает буфер жесткого диска на производительность

Теперь расскажем, почему размер буфера винчестера оказывает влияние на производительность компьютера. Теоретически, чем больше информации будет находиться в «cache memory», тем реже операционная система будет обращаться к винчестеру. Особенно это актуально для сценария работы, когда потенциальный пользователь занимается обработкой большого количества маленьких файлов. Они попросту перемещаются в буфер жесткого диска и там ждут своей очереди.

Однако если ПК используется для обработки файлов большого размера, то «кэш» утрачивает свою актуальность. Ведь информация не сможет поместиться на микросхемах, объем которых невелик. В результате пользователь не заметит увеличения производительности компьютера, поскольку буфер практически не будет использоваться. Это происходит в случаях, если в операционной системе будут запускаться программы для редактирования видеофайлов и т. д.

Таким образом, при приобретении нового винчестера рекомендуется обращать внимание на размер «кэша» только в случаях, если планируется постоянно заниматься обработкой небольших файлов. Тогда получится действительно заметить увеличение производительности своего персонального компьютера. А если же ПК будет использоваться для обыкновенных повседневных задач или обработки файлов большого размера, тогда можно не придавать буферу обмена никакого значения.

Приветствую вас, дорогие читатели! У нормальных людей, сознание которых пока не замутнено знакомством с компьютерными технологиями, при слове «винчестер» первая ассоциация, которая возникает – знаменитое охотничье ружье, чрезвычайно популярное в США. У компьютерщиков же ассоциации совершенно иные – так большинство из нас называют жесткий диск.

В сегодняшней публикации мы разберем что такое буферная память жесткого диска, для чего она нужна и насколько важен этот параметр для выполнения различных задач.

Принцип работы жесткого диска

HDD по сути является накопителем, на котором хранятся все пользовательские файлы, а также сама операционная система. Теоретически без этой детали можно обойтись, но тогда ОС придется загружать из съемного носителя или по сетевому соединению, а рабочие документы хранить на удаленном сервере.

Основа винчестера – круглая алюминиевая или стеклянная пластина. Она обладает достаточной степенью жесткости, поэтому деталь и называют жестким диском. Пластина покрыта слоем ферромагнетика (обычно это диоксид хрома), кластеры которой запоминают единицу или ноль благодаря намагничиванию и размагничиванию. На одной оси может быть несколько таких пластин. Для вращения используется небольшой высокооборотистый электромотор.

В отличие от граммофона, в котором игла касается пластинки, считывающие головки вплотную к дискам не примыкают, оставляя расстояние в несколько нанометров. Благодаря отсутствию механического контакта, срок службы такого устройства увеличивается.

Однако никакая деталь не служит вечно: со временем ферромагнетик теряет свойства, что значит, ведет к потере объема жесткого диска, обычно вместе с пользовательскими файлами.

Именно поэтому, для важных или дорогих сердцу данных (например, семейного фотоархива или плодов творчества владельца компьютера) рекомендуется делать резервную копию, а лучше сразу несколько.

Что такое кэш

Буферная память или кэш – это особая разновидность оперативной памяти, своеобразная «прослойка» между магнитным диском и компонентами ПК, которые обрабатывают хранящиеся на винчестере данные. Предназначена она для более плавного считывания информации и хранения данных, к которым на текущий момент чаще всего обращается пользователь или операционная система.

На что влияет размер кэша: чем больший объем данных в нем поместится, тем реже компьютеру приходится обращаться к жесткому диску. Соответственно, увеличивается производительность такой рабочей станции (как вы уже знаете, в плане быстродействия, магнитный диск винчестера существенно проигрывает микросхеме оперативной памяти), а также косвенно срок эксплуатации жесткого диска.

Косвенно потому, что разные пользователи эксплуатируют винчестер по разному: к примеру, у любителя фильмов, который смотрит их в онлайн‐кинотеатре через браузер, теоретически хард прослужит дольше, чем у киномана, качающего фильмы торрентом и просматривающего их с помощью видеоплеера.

Догадались почему? Правильно, из‐за ограниченного количества циклов перезаписи информации на HDD.

Как посмотреть размер буфера

Перед тем как посмотреть объем кэша, придется скачать и установить утилиту HD Tune. После запуска программы интересующий параметр можно найти во вкладке «Информация» в нижней части страницы.

Оптимальные размеры для различных задач

Возникает закономерный вопрос: какая буферная память лучше для домашнего компьютера и что дает это в практическом плане? Естественно, желательно побольше. Однако на юзера накладывают ограничение уже сами производители винчестеров: например, хард с 128 Мб буферной памяти обойдется по цене существенно выше средней.

Именно на такой объем кэша я рекомендую ориентироваться, если вы хотите собрать игровой комп, который не устареет уже через пару лет. Для задач попроще можно обойтись и попроще характеристиками: домашнему медиацентру с головой хватит и 64 Мб. А для компьютера, который используется сугубо для серфинга в интернете и запуска офисных приложений и простеньких флеш‐игр, вполне достаточно и буферной памяти объемом 32 Мб.

В качестве «золотой середины» могу порекомендовать винчестер Toshiba P300 1TB 7200rpm 64MB HDWD110UZSVA 3.5 SATA III – здесь средний размер кэша, но емкости самого жесткого диска вполне достаточно для домашнего ПК. Также для полноты картины рекомендую ознакомиться с публикациями дисков и , а также, какие на жестких дисках.

Внутри стремительно устаревают, они остаются главным источником дешевой памяти в больших объемах. Хоть SSD быстрее, энергоэффективнее, полностью бесшумны и не боятся механических нагрузок (ударов, рывков, падений) — они пока дороги, в расчете на гигабайт места внутри. Поэтому вопрос, как выбрать жесткий диск для компьютера или ноутбука, все еще довольно актуален. Ему и посвящен материал.

Перед тем, как выбрать внутренний жесткий диск для компьютера или ноутбука — нужно учитывать ключевые характеристики. Некоторые из них были актуальны несколько лет назад, но сейчас малозначимы, а некоторые — все еще довольно важны.

Объем

На объеме жесткого диска экономить в 2017 году есть очень небольшой смысл. Стоимость накопителя определяется, в первую очередь, ценой его механических компонентов, и уже потом — емкостью. Конечно, внушительные многотерабайтные магнитные пластины стоят намного больше, чем дешевые на 500 Гб, но такие части, как контроллер, привод, коромысло с магнитными головками и другая механика — имеют примерно одинаковые цены в обоих случаях. По этой причине цена между дисками на 500 Гб и 1 Тб — минимальна, и составляет всего сотню-другую гривен.

Переде тем, как выбрать жесткий диск, решите, покупается он на короткий срок, или же на долгие годы. Также учитывайте, что предполагается хранить на нем — чисто рабочие документы, или же большую фильмотеку. Для офисных задач, а также для ПК, который активно используется совместно с облачными сервисами, можно взять и дешевый диск на 1 Тб. 500 Гб покупать нет никакого смысла, так как 10 % экономии — обернутся вдвое меньшей емкостью диска. А вот емкость накопителя под файлохранилище ограничивается в 2017 году 10 Тб, так что если фраза «много памяти не бывает» — про вас, то можно купить и такой.

Перед тем, как выбрать жесткий диск для компьютера, имеющий огромную емкость, сравните цены на менее вместительные модели. К примеру, если один диск на 3 Тб стоит 2000 гривен, а на 6 Тб — 5000 грн, то лучше взять 2 штуки по 3 Тб. В таком случае, как бонус, вы повышаете надежность сохранности данных: при выходе диска из строя — потеряется только половина данных, а не все. А самые драгоценные файлы можно продублировать, сохранив на обоих накопителях одновременно.

Важный момент: если вы апгрейдите старый компьютер, выпущенный года так до 2009 — он может не иметь поддержки дисков более 2 Тб, что связано с отсутствием поддержки нового типа таблиц GPT на уровне BIOS. В таком случае не тоже лучше купить 2 диска по 2 Тб, чем один на 4 Тб.

Интерфейс подключения

Жесткие диски с интерфейсом IDE или Paralel ATA — это замшелая древность, используемая только в очень старых (выпущенных 10 лет назад и раньше) компьютерах и ноутбуках. Они используют неудобный широкий 40- или 80-контактный шлейф, имеют предел скорости 100 или 133 Мб/с, поэтому вымерли, как мамонт в условиях американской прерии. Однако в продаже такие HDD все еще попадаются, так как существует класс промышленной и корпоративной техники, менять которую не принято вплоть до ее окончательной поломки. Простому пользователю такие диски ни к чему: они относительно дороги, и апгрейдить древний системник на базе Pentium 4 (коему цена на барахолке — несколько сотен) нет смысла.

Современные жесткие диски для компьютеров и ноутбуков используют интерфейс SATA. Он уже 10 лет царит в этой сфере и к юбилею успел сменить 3 ревизии (поколения). Все они полностью совместимы между собой и отличаются лишь скоростями. САТА 1 поколения может разгонять скорость передачи до 150 Мб/с, второго — 300 Мб/с, а SATA 3 умеет развивать скорость 600 МБ/с. Так как жесткие диски потребительского класса уперлись в потолок скорости около 150-200 Мб/с — разницы в скоростях интерфейсов SATA на практике почти нет. SATA 3 важен для SSD, но в случае с HHD разницы между 2 и 3 поколением не будет. Однако все современные диски большого объема имеют интерфейс SATA 3, так что покупать нужно именно их.

Интерфейс SAS — усовершенствованная версия SATA, предназначенная для серверов. Платы с SAS умеют читать диски и с SAS, и с SATA, однако домашние платы с САТА — не понимают диски с САС. Так что эти HDD при выборе накопителя в домашний ПК обходим стороной.

Скорость вращения шпинделя

Перед тем, как выбрать жесткий диск для компа или ноутбука, нужно учитывать и скорость вращения шпинделя. Чем она выше — тем он, как правило, быстрее работает, но и шумит сильнее, и потребляет больше электроэнергии. Поэтому перед тем, как выбрать жесткий диск для ноутбука, нужно задуматься: а оно вам надо? Вообще, в 2017 году оптимальный для лэптопа вариант — экономичный и тихий HDD, установленный в отсек вместо привода DVD (вы ведь не обмениваетесь до сих пор файлами с помощью болванок, а фильмы пиратите на торрентах покупаете онлайн?), а вместо жесткого — быстрый SSD на 32-128 Гб.

Если привод для DVD нужен, или он вообще не предусмотрен конструкцией ноутбука — не страшно. За пару сотен можно взять внешний кейс для ноутбучного жесткого диска с поддержкой интерфейса USB 3.0, и поставить HDD в него. А на место жесткого, опять же, в наше время так и просится скоростной SSD. Ноутбук благодаря ему «взлетит» так, как будто вы купили новый дорогой лэптоп, а не проапгрейдили старый.

В настольном ПК все немного иначе, но в целом аналогично: быстрый HDD на 10 тысяч оборотов — это дорого, но все равно намного медленнее твердотельного накопителя. Лучше купите «зеленый» или «синий» Western Digital с объемом памяти побольше, а под винду — возьмите отдельно SSD на 64 или 128 Гб. По цене выйдет примерно как один жесткий на 10к оборотов, такого же объема, а по скорости — лучше в разы.

Объем кэша

Еще одна характеристика, которая в «девятьсот-лохматом году» имела значение (чем больше кэша — тем быстрее операции с мелкими файлами), но сейчас утратила актуальность для файловых хранилищ. Конечно, и сейчас объем буферной памяти положительно влияет на быстродействие, но если накопитель нужен только под крупные файлы — игры, фильмы, музыку, то переплачивать за кэш не стоит.

Если же HDD нужен и под систему — в таком случае лучше купить гибридный диск SSHDD. В нем емкость кэш памяти увеличена в сотни раз и составляет несколько гигабайт. По сути, в такой накопитель вместо буфера встроен маленький SSD. Самые используемые файлы программ и системы используют скоростную память, а мультимедийные данные — медленную. За счет этого и система работает быстрее, и цена не сильно при этом растет.

Производитель

Раньше производителей HDD было около десятка, потому споры, какой жесткий диск лучше, не утихали. Настоящие сражения были между поклонниками Seagate , WD, Samsung, Hitachi, Toshiba и иже с ними. Однако к 2017 году, поняв устаревание общего принципа устройства HDD, многие из них продали свой бизнес по производству НЖМД конкурентам, переключившись на другие направления. На рынке HDD осталось 3 компании: Seagate, WD и Toshiba. Соотношение их рыночных долей — примерно 40:40:20 %, соответственно.

Какой выбрать жесткий диск, Toshiba, Seagate или WD , не имеет большого значения, так как все трое хороши. Но среди дисков малого объема ныне часто хвалят Тошибу , в то время как для больших объемов больше положительных отзывов собирают WD и Seagate. Кого предпочесть — решать не нам, а покупателям. Если цель — экономия, то покупайте ту фирму, которая предлагает тот же объем дешевле, ведь разброса в качестве у них особо нет.