Компьютерный журнал для новичков и профессионалов

Как увеличить кэш на жестком диске. Что такое кэш память жесткого диска и для чего она нужна. Изучение показателей производительности жесткого диска

Быстрота работы многих программ, да и время загрузки самой операционной системы, зачастую зависит не от мощности процессора или количества оперативной памяти, а от скорости работы носителя информации — жесткого диска. Сегодня на рынке появились аналоги обычным HDD — твердотельные накопители SSD, но их стоимость пока ощутимо велика, и не все могут себе позволить такую покупку. Поэтому сегодня покажем несколько способов оптимизации и ускорения работы жесткого диска.

Как увеличить скорость работы жесткого диска

Первый способ ускорения работы HDD будет связан с отключением системного индексирования жесткого диска. Помните, этот способ подойдет тем, кто не пользуется встроенным поиском операционной системы. Для этого заходим в «Мой компьютер» (Win+E), выбираем системный диск (обычно С), открываете меню «Свойства» и снимаем галочку в пункте «Разрешить индексирование». Применяем, после этого перезагрузите ПК.

Второй способ — отключение журналирования событий жесткого диска. Это позволяет деактивировать службу, контролирующую и записывающую все события и сбои, происходящие с HDD. Для этого выполните следующие действия:

От имени администратора запустить командную строку (Пуск-Выполнить-CMD); . прописываем в пустой строке команду fsutil usn deletejournal /D X:, Х тут обозначена буква вашего жесткого диска и нажмите клавишу Enter; . перезагрузить компьютер.

Третий способ посложнее и предполагает установку стороннего ПО. Для его реализации необходимо иметь не менее 2Гб свободной оперативной памяти. Для увеличения скорости выбираем программу Fancy Cache — она бесплатна и существует в двух версиях — для всего диска и для отдельного раздела.

Выбирайте ту, которая больше подойдет для вас. После того, как ПО установлено, настройте его так, как указано ниже:

Значение Cache Size — 2048 Mb для одного жесткого диска; . значение Block Size — оставляем по умолчанию; . значение Algorithm — по умолчанию оставляем LFU-R; . ставим галочку напротив Defer-Write и устанавливаем задержку от 300 секунд; . ставим галочку напротив Release After Write, чтобы лишние данные удалялись из кэша, если они не нужны для чтения, больше ничего не трогаем.

После этого стоит запустить программу кнопкой Start Caching и измерить скорость жесткого диска при помощи программы-анализатора CrystalDiskMark. Нужно только уточнить, что реально увеличение быстродействие заметно при поиске файлов, при копировании небольших объемов данных.

Если у вас не один, а несколько жестких дисков, вам подойдет вариант с организацией RAID0-массива, при котором также можно увеличить скорость работы жесткого диска, но есть риск потерять данные при неполадках в работе. Но это уже тема для другой статьи.

Не забывайте также, что в скорости выигрывает тот жесткий диск, у которого технические параметры соответствуют современным требованиям — интерфейс передачи данных SATA 3, качественный контролер памяти, собственная кэш память больше или равна 32 Мб (при емкости 1Тб — 64Мб).

На этом все, удачных вам настроек и быстрых жестких дисков!

За последнее десятилетие само понятие компьютера изменилось очень сильно, но не от всех узких мест пока что получилось избавиться. Одно из таких бутылочных горлышек - жёсткий диск. Это его трудами операционная система часто не может загрузиться с холодного старта за 10 секунд. Есть, конечно, SSD, но использовать его как основное хранилище сложно из-за небольшого объёма. И получается что даже SSD не может сломать современную архитектуру: есть медленное хранилище и быстрая оперативная память.

Оперативная память хоть и быстрая, но энергозависимая. Жесткий диск надёжный, энергонезависимый, но медленный. А вот SSD и быстрее жёского диска и энергонезависимый. В будущем SSD (или его преемник) просто обязан заменить собой и оперативную память и жёсткий диск, а пока же при его помощи можно значительно ускорить работу компьютера.

В домашних компьютерах SSD уже не редкость. Часто на нём создают системный раздел, ставят на него ОС и тяжёлый софт (говорят, даже фотошоп начинает летать), а музыку и фильмы продолжают хранить на жёстком диске.

В серверах, когда надо чтобы база данных работала очень быстро, а в память её загнать уже нельзя, можно заказать себе в качестве носителя SSD и база оживает. Пока место на SSD не закончится. И начинается заказ хитрых RAID-массивов или сбор кластера.

В 2011 году компания Intel представила жаждущим до скорости людям технологию под названием Smart Response Technology (SRT), использующую SSD как кеширующий буфер между оперативной памятью и жёстким диском. Можно использовать SSD объемом до 64Гб, и кешируются не сами файлы, а запрашиваемые логические блоки с жёсткого диска, а если SSD вдруг заполнится, то ячейки, к котором давно не обращались, начнут заполняться новыми данными. Поступает этот SRT прямо как линукс с оперативной памятью, молодец.

Если с чтением всё понятно, то с записью дела обстоят интереснее и есть два режима использования: максимально быстрый и расширенный. В расширенном режиме данные записываются одновременно и на SSD, и на жёсткий диск. Этот режим медленнее первого, но надёжен и гарантирует, что данные будут сохранены на жёстком диске, что бы ни случилось. Естественно, данные сохраняются и на SSD и при последущем обращении, система их получает очень быстро.

В оптимизированном для скорости режиме данные сначала сохраняются на SSD, а на жёсткий диск с задержкой, когда для этого будет подходящий момент (называется «отложенная запись»). В этом режиме скорость сохранения данных ограничивается только скоростью записи на SSD, но целостность данных не гарантируется - в процессе записи может выключиться электричество (что для ноутбуков неактуально) или, вдруг, SSD выйдет из строя, и в таком случае часть данных, которая не успела записаться на жёсткий диск, будет утеряна. По поведению этот режим лично мне напоминает Redis : быстрый, умный и достаточно надёжный, но пользоваться надо с умом.

Кеширование реализовано через RAID-массив, в который в биосе надо добавить жёсткий диск и SSD, причём SSD надо явно указать как кеширующее устройство. Такая опция есть в биосе на материнских платах с чипсетом Z68.

В биосе кеширование надо только включить, а после этого можно сразу же забыть, как попасть в это страшное место. Intel делает продукты для людей, поэтому настраивается кеширование уже в самой системе при помощи простой графической утилиты:

Если в процессе работы SSD вдруг выйдет из строя, то, если не было операций записи в быстром режиме, пользователь ничего не заметит: SSD отвалится совершенно прозрачно, и всё просто начнёт работать очень медленно, будет всего лишь ощущение перехода с lan на dial-up.

Но использование только скорости чтения/записи SSD было бы кощунством, второй огромный бонус скрыт в энергонезависимости. Это значит, что после перезагрузки данные как были в кеше, так там и останутся, и если вы часто запускаете фотошоп, то долго он запускаться будет только в первый раз, а потом уже всегда быстро, даже после перезагрузок.

Есть прекрасное видео, где видно «незначительный» прирост скорости от использования Smart Response Technology:

Кэшированием записей на устройстве хранения называется использование высокоскоростной энергозависимой памяти для накопления команд записи, отправляемых на устройства хранения данных, и их кэширования до тех пор, пока их не обработает более медленный носитель (либо физические диски, либо недорогая флэш-память). Для большинства устройств, использующих кэширование записей, требуется непрерывная подача электропитания.

Для управления кэшированием записей на диске откройте Панель управления - Диспетчер устройств .

В разделе Дисковые устройства дважды щелкните нужный диск.

Перейдите на вкладку Политики

Быстрое удаление

Это значение обычно является оптимальным выбором для устройств, которые может понадобиться часто отключать от системы, таких как USB-устройства флэш-памяти, SD, MMC, Compact Flash или аналогичные карты памяти и другие внешние подключаемые устройства хранения.

Если выбран параметр Быстрое удаление , то Windows управляет командами, передаваемыми устройству, используя метод, называемый сквозным кэшированием . При сквозном кэшировании устройство работает с командами записи, как если бы кэш отсутствовал. Кэш может обеспечить небольшой выигрыш в быстродействии, но акцент ставится на обеспечение максимальной безопасности данных путем перехвата команд, передаваемых основному устройству хранения. Основное преимущество состоит в предоставлении возможности быстро удалять устройство хранения без риска потери данных. Например, при случайном извлечении флэш-диска из своего порта вероятность потери данных, записываемых на него, значительно уменьшается.

Оптимальная производительность

Этот вариант обычно является оптимальным для устройств, которые должны обеспечить максимально возможное быстродействие; для устройств, редко удаляемых из системы. Если выбрано это значение и устройство отключается от системы до того, как на него записываются все данные (например, при удалении USB-устройства флэш-памяти), то данные могут быть потеряны.

Если выбран вариант , то Windows использует метод, называемый кэшированием с отложенной записью. При использовании этого метода устройству хранения разрешается самому определять, сэкономит ли высокоскоростной кэш время при выполнении команд записи. Если да, то устройство сообщает компьютеру, что данные были успешно сохранены, несмотря на то, что данные в действительности могут отсутствовать на основном устройстве хранения (таком как диск или флэш-память). Этот метод заметно повышает производительность операций записи, которые часто оказываются основным узким местом для быстродействия системы в целом. Но если по какой-либо причине электропитание устройства пропадает, то могут быть потеряны все данные, находящиеся в кэше (которые компьютер считает безопасно сохраненными).

Запись кэша на диск

По умолчанию Windows использует запись кэша на диск. Это означает, что система будет периодически отдавать устройству хранения команду на передачу основному устройству хранения всех данных, хранящихся в кэше. Выбор параметра отключает эти периодические команды на передачу данных. Не все устройства поддерживают все эти возможности.

Если первостепенной задачей является высокая скорость передачи данных, следует включить оба параметра: в разделе Политика удаления выберите пункт Оптимальная производительность , а в разделе Политика кэширования записей выберите пункт Разрешить кэширование записей для этого устройства (если оборудование системы и устройство хранения поддерживают эти функции).

Как изменить для устройства параметры кэширования записей?

Большинство ориентированных на потребителя устройств хранения, например USB-устройства флэш-памяти, карты памяти SD или MMC или внешние диски, не позволяет изменять параметры кэширования для устройства. Внутренние жесткие диски с интерфейсами SATA или SAS, поставляемые с Windows, обычно позволяют изменять эти параметры (зависит от изготовителя устройства). Чтобы понять возможности кэширования, предоставляемые конкретным устройством, и определить, какие параметры лучше всего соответствуют вашим потребностям, обратитесь к документации, предоставляемой изготовителем.

Дополнительные сведения о предотвращении потери данных

Системы, в которых в любом месте между приложением и устройством хранения включено кэширование записей, должны быть стабильными и не зависеть от скачков электропитания. Если подключенное к системе устройство использует кэширование записей, в алгоритмах кэширования для устройства используется предположение о непрерывной доступности электропитания как для кэша, так и для операций перемещения данных в кэш и из кэша. Если известно, что у системы или источника питания возможны проблемы с обеспечением питания, то эти возможности не следует использовать.

Также следует осторожно удалять съемные устройства хранения, такие как USB-устройства флэш-памяти, карточки памяти SD, MMC или Compact Flash, внешние диски. При использовании параметра Безопасное удаление Windows сможет защитить данные пользователя в большинстве сценариев. Но определенные драйверы или приложения могут не соответствовать модели Windows, что может привести к потере данных при удалении подобных устройств. По возможности перед удалением из системы любого внешнего устройства хранения следует вызвать приложение «Безопасное удаление».

Источники: справочная документация Windows.

Кэш память – это сверх быстрая память, которая по сравнению с оперативной памятью имеет повышенное быстродействие.

Кэш память дополняет функциональное значение оперативной памяти.
При работе компьютера все вычисления происходят в процессоре, а данные для этих вычислений и их результаты хранятся в оперативной памяти. Скорость работы процессора в несколько раз превосходит скорость обмена информацией с оперативной памятью. Учитывая, что между двумя операциями процессора может выполняться одна или несколько операций с более медленной памятью, получаем, что процессор должен время от времени простаивать без работы и совокупная скорость компьютера падает.

Кэш-памятью управляет специальный контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память, т.е. кэш-контроллер загружает в кэш-память нужные данные из оперативной памят-и, и возвращает, когда нужно, модифицирован-ные процессором данные в оперативную память.

Кэш память процессора выполняет примерно ту же функцию, что и оперативная память. Только кэш - это память встроенная в процессор и потому быстрее оперативной памяти, отчасти благодаря своему положению. Ведь линии связи, идущие по материнской плате, и разъем пагубно влияют на скорость. Кэш современного персонального компьютера расположен прямо на процессоре, благодаря чему удалось сократить линии связи и улучшить их параметры.

Кэш-память используется процессором для хранения информации. В ней буферизируются самые часто используемые данные, за счет чего, время очередного обращения к ним значительно сокращается.

Во всех современных процессорах имеется кэш (по-английски - cache) - массив сверхскоростной оперативной памяти, являющейся буфером между контроллером сравнительно медленной системной памяти и процессором. В этом буфере хранятся блоки данных, с которыми CPU работает в текущий момент, благодаря чему существенно уменьшается количество обращений процессора к чрезвычайно медленной (по сравнению со скоростью работы процессора) системной памяти.

Тем самым заметно увеличивается общая производительность процессора.
При этом в современных процессорах кэш давно не является единым массивом памяти, как раньше, а разделен на несколько уровней. Наиболее быстрый, но относительно небольшой по объему кэш первого уровня (обозначаемый как L1), с которым работает ядро процессора, чаще всего делится на две половины - кэш инструкций и кэш данных. С кэшем L1 взаимодействует кэш второго уровня - L2, который, как правило, гораздо больше по объему и является смешанным, без разделения на кэш команд и кэш данных.

Некоторые десктопные процессоры, по примеру серверных процессоров, также порой обзаводятся кэшем третьего уровня L3. Кэш L3 обычно еще больше по размеру, хотя и несколько медленнее, чем L2 (за счет того, что шина между L2 и L3 более узкая, чем шина между L1 и L2), однако его скорость, в любом случае, несоизмеримо выше, чем скорость системной памяти.

Кэш бывает двух типов: эксклюзивный и не инксклюзивный кэш. В первом случае информация в кэшах всех уровней четко разграничена - в каждом из них содержится исключительно оригинальная, тогда как в случае не инксклюзивного кэша информация может дублироваться на всех уровнях кэширования. Сегодня трудно сказать, какая из этих двух схем более правильная - и в той, и в другой имеются как минусы, так и плюсы. Эксклюзивная схема кэширования используется в процессорах AMD, тогда как не эксклюзивная - в процессорах Intel.

Эксклюзивная кэш-память

Эксклюзивная кэш-память предполагает уникальность информации, находящейся в L1 и L2.
При считывании информации из ОЗУ в кэш - информация сразу заносится в L1. Когда L1 заполнен, то, информация переносится из L1 в L2.
Если при считывании процессором информации из L1 нужная информация не найдена, то она ищется в L2. Если нужная информация найдена в L2, то кэши первого и второго уровня обмениваются между собой строками (самая "старая" строка из L1 помещается в L2, а на ее место записывается нужная строка из L2). Если нужная информация не найдена и в L2, то обращение идет к оперативной памяти.
Эксклюзивная архитектура применяется в системах, где разность между объемами кэшей первого и второго уровня относительно невелика.

Инклюзивная кэш-память

Инклюзивная архитектура предполагает дублирование информации, находящейся в L1 и L2.
Схема работы следующая. Во время копирования информации из ОЗУ в кэш делается две копии, одна копия заносится в L2, другая копия - в L1. Когда L1 полностью заполнен, информация замещается по принципу удаления наиболее "старых данных" - LRU (Least-Recently Used). Аналогично происходит и с кэшем второго уровня, но, поскольку его объем больше, то и информация хранится в нем дольше.

При считывании процессором информации из кэша, она берется из L1. Если нужной информации в кэше первого уровня нет, то она ищется в L2. Если нужная информация в кэше второго уровня найдена, то она дублируется в L1 (по принципу LRU), а затем, передается в процессор. Если нужная информация не найдена и в кэше второго уровня, то она считывается из ОЗУ.
Инклюзивная архитектура применяется в тех системах, где разница в объемах кэшей первого и второго уровня велика.

Однако Кэш-память малоэффективна при работе с большими массивами данных (видео, звук, графика, архивы). Такие файлы просто не помещаются в КЭШ, поэтому все время приходится обращаться к оперативной памяти, или даже к HDD. В таких случаях все преимущества исчезают.Потому-то бюджетные процессоры (например, Intel Celeron) с урезанным КЭШем так популярны, что на производительность в мультимедийных задачах (связанных с обработкой больших массивов данных) объем КЭШа сильно не влияет, даже несмотря на урезанную частоту работы шины Intel Celeron.

Кэш-память на жестком диске

Как правило, на всех современных жестких дисках есть собственная оперативная память, называемая кэш-памятью (cache memory) или просто кэшем. Производители жестких дисков часто называют эту память буферной. Размер и структура кэша у фирм-производителей и для различных моделей жестких дисков существенно отличаются.

Кэш-память выступает в роли буфера для хранения промежуточных данных, которые уже считаны с жесткого диска, но еще не были переданы для дальнейшей обработки, а также для хранения данных, к которым система обращается довольно часто. Необходимость наличия транзитного хранилища вызвана разницей между скоростью считывания данных с жесткого диска и пропускной способностью системы.

Обычно кэш память используется как для записи данных так и для чтения, но на SCSI дисках иногда требуется принудительное разрешение кэширования записи, так обычно по умолчанию кэширование записи на диск для SCSI запрещено. Хоть это и противоречит вышесказанному, но размер кеш-памяти не является решающим для повышения эффективности работы.

Более важна организация обмена данными с кэшем для увеличения производительности диска в целом.
Кроме этого на производительность в целом влияет алгоритмы работы управляющей электроники, предотвращающие ошибки при работе с буфером (хранение неактуальных данных, сегментирование и т.д.)

В теории: чем больше будет объем кеш памяти, тем выше вероятность, что необходимые данные находятся в буфере и не нужно будет «беспокоить» жесткий диск. Но на практике случается, что диск с большим объемом кэш-памяти мало чем отличается по производительности от жесткого диска с меньшим объемом, такое случается при работе с файлами большого размера.

Личная коллекция цифровых данных имеет тенденцию со временем экспоненциально увеличиваться. С годами, количество данных в виде тысячи песен, фильмов, фотографий, документов, всяких видеокурсов непрерывно растет и они, естественно, где-то должны храниться. компьютера или , каким бы большим он ни был, все равно когда-нибудь полностью исчерпает свободное пространство.

Очевидное решение проблемы нехватки места для хранения данных – покупка DVD-дисков, USB флэш-накопителей или внешнего жесткого диска(HDD). Флеш накопители обычно предоставляют несколько Гб дискового пространства, но они однозначно не подходят для длительного хранения, к тому же, соотношение цена – объем у них, мягко говоря, не самое лучшее. DVD-диски – выгодный вариант в плане цены, но не удобный в плане записи, перезаписи и удаления ненужных данных, но они потихоньку сдыхают становятся устаревшей технологией. Внешний HDD предоставляет большой объем пространства, портативен, удобен в использовании, прекрасно подходит для длительного хранения данных.

При покупке внешнего HDD, чтобы сделать правильный выбор, вы должны знать, на что обращать внимание в первую очередь. В этой статье мы расскажем, какими критериями необходимо руководствоваться при выборе и покупке внешнего жесткого диска.

На что обращать внимание при покупке внешнего жесткого диска

Начнем с выбора марки, лучшими из них являются Maxtor , Seagate, Iomega , LaCie, Toshiba и Western Digita l.
Наиболее важными характеристиками, на которые необходимо обращать внимание при покупке:

Емкость

Объем дискового пространства, это первое, что необходимо учитывать. Основное правило, которым вы должны руководствоваться при покупке – емкость, которая вам необходима, умножайте на три. Например, если вы думаете, что 250 ГБ дополнительного места на винчестере достаточно, покупайте модель от 750 Гб. Диски с большим объемом дискового пространства, как правило, довольно громоздки, что сказывается на их мобильных возможностях, это также необходимо учитывать тем, кто часто носит внешний накопитель с собой. Для настольных компьютеров, в продаже имеются модели с объемом дискового пространства в несколько терабайт.

Форм-фактор

Форм-фактор определяет размер устройства. В настоящее время для внешних HDD используются форм-факторы 2,5 и 3,5.
2,5-форм-факторы(размер в дюймах)- меньше по размерам, имеют небольшой вес, энергопитание получает от порта, компактны, мобильны.
3,5 форм факторы – больше в размерах, имеют дополнительное питание от электросети, довольно тяжелы (часто более 1 Кг), имеют большой объем дискового пространства. Обратите внимание на блок питания от сети, т.к. если планируется подключать устройство к слабенькому ноутбуку, то он возможно не сможет обеспечить раскрутку диска — и диск просто не будет работать.

Скорость вращения (RPM)

Вторым важным фактором, который необходимо учитывать — скорость вращения диска, указываемая в RPM (обороты в минуту). Большая скорость обеспечивает быстрое считывание данных и высокую скорость записи. Любой HDD, имеющий скорость вращения диска равной 7200 RPM и более является хорошим выбором. Если скорость для вас не критична, то можно выбрать модель с 5400 RPM, они тише работают и меньше греются.

Размер кэш-памяти

Каждый внешний HDD имеет буфер или кэш-память, в которую временно помещаются данные перед тем, как они попадают на диск. Диски с большим размером кеш-памяти передают данные быстрее тех, которые имеют кеш меньшего размера. Выбирайте модель, имеющую как минимум 16 мб кеш-памяти, желательно больше.

Интерфейс

Кроме вышеперечисленных факторов, еще одной важной особенностью является тип интерфейса, используемого для передачи данных. Наиболее распространенным является USB 2.0. набирает популярность USB 3.0, у нового поколения значительно возросла скорость передачи данных, также доступны модели с интерфейсами FireWire и ESATA. Рекомендуем остановить свой выбор на моделях с интерфейсами USB 3.0 и ESATA, имеющих высокую скорость передачи данных, при условии, что ваш компьютер оборудован соответствующими портами. Если для вас критическое значение имеет возможность подключать внешний жесткий диск к возможно большему количеству устройств – выбирайте модель с версией интерфейса USB 2.0.

Загрузка...