什么是硬盘缓存,它有什么作用?

PC 是复杂的机器,由数十个较小的组件组​​成,所有组件都协同工作。任何使用过 PC 硬件的人都熟悉主要的硬盘规格,例如容量、读/写速度和盘片旋转速度。但是,有一个鲜为人知且经常被忽视的功能会影响硬盘驱动器的速度和性能。该功能称为硬盘缓存。让我们快速浏览一下 硬盘缓存固态硬盘缓存 是,以及它是如何工作的。

什么是硬盘缓存,它有什么作用?

什么是硬盘缓存?

硬盘缓存通常称为磁盘缓冲区。通过这个名字,它的目的变得有点c。它充当临时存储空间,而硬盘驱动器将数据读取和写入盘片上的永久存储器。

您可以将硬盘驱动器的缓存视为专为硬盘驱动器设计的随机存取存储器 (RAM)。硬盘驱动器具有内置的微控制器,可以管理和处理传入和传出的数据,就像 CPU 一样。缓存与微控制器协同工作,在处理过程中存储内存。

在流媒体内容方面,您还可以将硬盘缓存视为类似于缓冲的东西。每个人都处理过在慢速连接上流式传输视频的问题。视频播放器在播放之前或播放过程中等待以收集数据,以便它可以在播放过程中更流畅地继续播放视频。硬盘缓存允许硬盘在读写数据时做同样的事情。

它是如何工作的?

当硬盘驱动器读取和写入数据时,它会从盘片中取出数据。很多时候,硬盘驱动器重复处理相同的数据,因为使用计算机的人通常一次处理一两个任务。硬盘驱动器 (HDD) 将您或您的程序最常使用的数据保存在其缓存中,并且最近无需在每次需要数据时将其从盘片中取出。此操作可加快驱动器的性能。

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通常,硬盘驱动器不只是获取它需要的数据。它还读取它周围的数据。硬盘驱动器效率不高。旋转盘片和读/写头本质上受到物理移动部件的限制,这比没有移动组件的固态驱动器慢得多。因此,硬盘驱动器试图通过猜测来弥补。

当用户或程序请求数据时(让我想起 Tron),硬盘驱动器从盘片中读取该数据及其周围的数据,并将其全部存储在缓冲区中。由于周围数据很可能相似,因此驱动器假定用户或进程也将很快请求周围数据。

晚间数据流

从硬盘驱动器检索数据有很多不同的步骤。他们每个人都需要时间,而且很少同步。通过 SATA 从硬盘驱动器传输数据的速度通常比驱动器读取和向盘片写入数据的速度要快得多。磁盘缓冲区通常用于平衡此数据流并使过程更加顺畅。

最小化写作时的等待时间

同样,硬盘驱动器很慢。由于它们的物理运动部件,它们可能是任何计算机中最耗时的部分。写入数据对用户来说通常是“痛苦的”。

缓存通过实际上愚弄计算机的其余部分来帮助加快数据写入过程。硬盘驱动器将数据放入其缓存并开始写入。 HDD 不是等待将所有数据写入盘片,而是向计算机发出它已完成的信号。 PC 或 Mac 要么继续发送更多数据,要么继续执行其他任务,认为该过程已完成。无论哪种方式,这都允许计算机作为一个整体继续进行下一个事件。

不过,也有一个缺点。虽然硬盘驱动器试图兑现写入数据的承诺,但它可能会丢失数据。如果计算机突然断电,缓存中存储的所有数据都将消失。缓存与 RAM 一样,是易失性存储。

加速你的硬盘

缓存不会直接等同于单个任务上更快的驱动器性能。这并不是说它导致驱动器移动得更快。然而,拥有磁盘缓冲区确实可以让硬盘驱动器更有效地进行多任务处理,而且很有可能,这正是您所需要的。

驱动器只做一件事或一次只与一个进程交互的情况很少见。基于磁盘的硬盘驱动器仍然是现代 PC 中众所周知的存储设备。但是,固态驱动器 (SSD) 正在逐渐取代那些硬盘驱动器 (HDD)。即使只有一个任务,多个程序也可能需要一次访问该存储。您可能同时处理存储驱动器中的两个或多个文件。

服务器是另一个在硬盘驱动器中具有缓存至关重要的空间。服务器硬盘驱动器总是要做多种事情。想想网站背后的数据库。每次用户完成网站必须存储或记录的操作时,网站都会访问信息并将其写入数据库。每次有人甚至查看该网站时,它都会从数据库中读取。存储该数据库的驱动器不会同时执行多个任务的情况很少见。

SSD 中的缓存

SSD 不像物理硬盘那么慢,所以它们也需要缓存吗?简而言之,他们做到了。虽然硬盘驱动器中的缓存行为类似于 RAM,但固态驱动器中的缓存用作动态随机存取存储器 (DRAM)。它的速度要快得多,并与 SSD 保持同步。

尽管 SSD 比基于磁盘的同类产品快得多,但缓存仍然可以带来好处。固态驱动器仍然使用缓存来调节输入/输出并提供更快的读写访问。同时,一些 SSD 没有内置 DRAM。它节省了功耗,但迫使驱动器以其他方式进行补偿。

购买驱动器

所以,缓存显然很重要。缓存没有主驱动器规格那么重要,但您仍然应该考虑它。如果您的驱动器要进行多任务处理或连续运行,例如在服务器中或用于游戏平台,请寻找更大的缓存大小。你会从中看到最大的好处。正在寻找偶尔使用的存储驱动器的家庭用户不必担心。对于 SSD 来说,水有点模糊,但在您的决策过程中仍然值得考虑缓存。不过,其他因素很容易掩盖它。