I PC sono macchine complicate, piene di dozzine di componenti più piccoli, che lavorano tutti insieme. Chiunque abbia lavorato con l'hardware del PC ha familiarità con le principali specifiche del disco rigido, come capacità, velocità di lettura/scrittura e velocità di rotazione del piatto. Tuttavia, esiste una funzione meno conosciuta e spesso trascurata che influisce sulla velocità e sulle prestazioni del disco rigido. La funzione è nota come cache del disco rigido. Diamo una rapida occhiata a cosa cache del disco rigido e cache SSD è, e come funziona.
Che cos'è la cache del disco rigido?
La cache del disco rigido è spesso nota come buffer del disco. Con quel nome, il suo scopo diventa un piccolo c. Funge da spazio di memoria temporaneo mentre il disco rigido legge e scrive i dati nella memoria permanente sui piatti.
Puoi pensare alla cache di un disco rigido come a una memoria ad accesso casuale (RAM) progettata specificamente per il disco rigido. I dischi rigidi hanno microcontrollori integrati che governano ed elaborano i dati in entrata e in uscita, proprio come una CPU. La cache funziona in combinazione con il microcontrollore per archiviare la memoria durante l'elaborazione.
Puoi anche pensare alla cache del disco rigido come qualcosa di simile al buffering quando si tratta di streaming di contenuti. Tutti hanno avuto a che fare con lo streaming di un video su una connessione lenta. Il lettore video attende prima o durante la riproduzione per raccogliere dati in modo che possa continuare a riprodurre il video in modo più fluido man mano che avanza. La cache del disco rigido consente a un disco rigido di fare la stessa cosa durante la lettura e la scrittura dei dati.
Come funziona?
Mentre il disco rigido legge e scrive i dati, li estrae dai piatti. Molto spesso, un disco rigido lavora ripetutamente con gli stessi dati, poiché la persona che utilizza il computer di solito lavora su una o due attività alla volta. L'unità disco rigido (HDD) conserva i dati nella sua cache che tu o i tuoi programmi utilizzate più frequentemente e, più di recente, eliminando la necessità di estrarli dai piatti ogni volta che i dati sono necessari. Questa azione accelera le prestazioni dell'unità.
Leggere davanti e dietro
In genere, un disco rigido non raccoglie solo i dati di cui ha bisogno. Legge anche i dati intorno ad esso. I dischi rigidi non sono efficienti. I piatti rotanti e le testine di lettura/scrittura sono intrinsecamente limitati da parti fisiche mobili, che sono molto più lente delle unità a stato solido che non hanno componenti mobili. Pertanto, i dischi rigidi cercano di compensare indovinando.
Quando un utente o un programma richiede dati (mi ricorda Tron), il disco rigido legge quei dati e i dati intorno ad esso dal piatto e li memorizza tutti nel buffer. Poiché esiste una discreta probabilità che i dati circostanti siano simili, l'unità presume che l'utente o il processo richiederanno presto anche i dati circostanti.
Flusso di dati serale
Ci sono una serie di passaggi diversi per recuperare i dati da un disco rigido. Ognuno di loro richiede tempo e raramente si sincronizzano. Il trasferimento dei dati dal disco rigido tramite SATA di solito si muove molto più velocemente di quanto l'unità possa leggere e scrivere dati sui piatti. Il buffer del disco viene spesso utilizzato per uniformare questo flusso di dati e rendere il processo molto più fluido.
Ridurre al minimo i tempi di attesa durante la scrittura
Ancora una volta, i dischi rigidi sono lenti. Sono probabilmente la parte che richiede più tempo di qualsiasi computer a causa delle loro parti fisicamente mobili. La scrittura dei dati è solitamente "dolorosa" per l'utente.
La cache aiuta ad accelerare i processi di scrittura dei dati ingannando virtualmente il resto del computer. Un disco rigido prenderà i dati nella sua cache e inizierà a scriverli. Invece di aspettare di scrivere tutti i dati sui piatti, l'HDD segnala al computer che lo ha fatto. Il PC o il Mac continua a inviare più dati o passa ad altre attività, credendo che il processo sia completo. In entrambi i casi, ciò consente al computer nel suo insieme di continuare all'evento successivo.
C'è un aspetto negativo, però. Mentre il disco rigido sta cercando di mantenere la sua promessa di scrivere i dati, può perderli. Se il computer viene spento improvvisamente, tutti i dati memorizzati nella cache scompariranno. La cache, come la RAM, è un archivio volatile.
Velocizzare il disco rigido
La cache non equivale a prestazioni dell'unità più veloci su singole attività direttamente. Non è che stia facendo muovere l'unità più velocemente. Avere un buffer del disco, tuttavia, consente a un disco rigido di eseguire il multitasking in modo molto più efficiente e, probabilmente, è qualcosa di cui avrai bisogno.
È raro che un'unità faccia solo una cosa o interagisca solo con un processo alla volta. I dischi rigidi basati su disco sono ancora dispositivi di archiviazione ben noti nei PC moderni. Tuttavia, le unità a stato solido (SSD) stanno gradualmente sostituendo quelle unità disco rigido (HDD). Anche con una singola attività, potrebbe essere necessario che più programmi accedano a tale spazio di archiviazione contemporaneamente. Potresti lavorare con due o più file dall'unità di archiviazione contemporaneamente.
I server sono un altro spazio in cui è fondamentale disporre di cache nei dischi rigidi. I dischi rigidi del server faranno sempre più cose. Pensa a un database dietro un sito web. Ogni volta che un utente completa un'azione che il sito Web deve memorizzare o registrare, il sito accede alle informazioni e le scrive nel database. Ogni volta che qualcuno visualizza quel sito Web, legge dal database. Sarebbe raro che le unità che archiviano quel database non eseguano più attività contemporaneamente.
Cache negli SSD
Gli SSD non sono lenti come i dischi rigidi fisici, quindi hanno bisogno anche della cache? In breve, lo fanno. Mentre la cache nei dischi rigidi si comporta come la RAM, la cache nelle unità a stato solido funge da memoria dinamica ad accesso casuale (DRAM). È molto più veloce e tiene il passo con gli SSD.
Anche se gli SSD sono molto più veloci delle loro controparti basate su disco, la cache offre comunque vantaggi. Le unità a stato solido utilizzano ancora la cache per regolare input/output e fornire un accesso in lettura e scrittura un po' più veloce. Nel frattempo, alcuni SSD non hanno DRAM integrata. Risparmia sul consumo energetico ma costringe le unità a compensare in altri modi.
Acquistare un'unità
Quindi, la cache ovviamente ha importanza. La cache non è importante quanto le specifiche dell'unità principale, ma dovresti comunque tenerne conto. Se la tua unità sarà multitasking o in esecuzione continua, come in un server o utilizzata per piattaforme di gioco, cerca dimensioni della cache più grandi. Vedrai i maggiori benefici da esso. Gli utenti domestici che cercano un'unità di archiviazione per un uso occasionale non devono preoccuparsene così tanto. Per gli SSD, le acque sono un po' più torbide, ma vale comunque la pena considerare la cache nel processo decisionale. Tuttavia, altri fattori possono facilmente oscurarlo.
