Дисков кеш за данни. Увеличаване на скоростта на твърдия диск. Активиране на кеширането на записи

Кеш-памет- Това е ултра-бърза памет, която има повишена производителност в сравнение с RAM.

Кеш паметта допълва функционалната стойност на RAM.
Когато компютърът работи, всички изчисления се извършват в процесора, а данните за тези изчисления и техните резултати се съхраняват в RAM. Скоростта на процесора е няколко пъти по-висока от скоростта на обмен на информация с RAM. Като се има предвид, че между две операции на процесора могат да се извършат една или повече операции върху по-бавна памет, откриваме, че процесорът трябва да не се използва от време на време и общата скорост на компютъра пада.

Кеш паметта се управлява от специален контролер, който, анализирайки изпълняваната програма, се опитва да предвиди какви данни и команди най-вероятно ще са необходими на процесора в близко бъдеще и ги изпомпва в кеш паметта, т.е. Кеш контролерът зарежда необходимите данни от RAM в кеш паметта и връща, когато е необходимо, данните, модифицирани от процесора, в RAM.

Кеш паметта на процесора изпълнява приблизително същата функция като RAM. Само кеш паметта е вградена в процесора памет и следователно е по-бърза от RAM, отчасти поради позицията си. В крайна сметка комуникационните линии, минаващи по протежение на дънната платка и конектора, имат пагубен ефект върху скоростта. Кеш паметта на модерен персонален компютър се намира директно върху процесора, благодарение на което е възможно да се съкратят комуникационните линии и да се подобрят техните параметри.

Кеш паметта се използва от процесора за съхраняване на информация. Той буферира най-често използваните данни, поради което времето за следващ достъп до тях е значително намалено.

Всички съвременни процесори имат кеш (на английски - cache) - масив от ултра-бърза RAM памет, който представлява буфер между относително бавния контролер на системната памет и процесора. Този буфер съхранява блокове от данни, с които процесорът работи в момента, като по този начин значително намалява броя на извикванията на процесора към изключително бавната (в сравнение със скоростта на процесора) системна памет.

Това значително повишава общата производителност на процесора.
Освен това в съвременните процесори кешът вече не е единичен масив от памет, както преди, а е разделен на няколко нива. Най-бързият, но относително малък по размер кеш от първо ниво (обозначен като L1), с който работи ядрото на процесора, най-често се разделя на две половини - кеш за инструкции и кеш за данни. Кешът от второ ниво взаимодейства с кеша L1 - L2, който като правило е много по-голям по обем и е смесен, без да се разделя на кеш за инструкции и кеш за данни.

Някои настолни процесори, следвайки примера на сървърните процесори, също понякога придобиват кеш от трето ниво L3. Кешът L3 обикновено е дори по-голям по размер, макар и малко по-бавен от L2 (поради факта, че шината между L2 и L3 е по-тясна от шината между L1 и L2), но скоростта му във всеки случай е непропорционално по-висока отколкото скоростната системна памет.

Има два вида кеш: изключителен и невключващ кеш. В първия случай информацията в кешовете на всички нива е ясно разграничена - всеки от тях съдържа изключително оригинална информация, докато в случай на неизключителен кеш информацията може да бъде дублирана на всички нива на кеширане. Днес е трудно да се каже коя от тези две схеми е по-правилна - и двете имат както минуси, така и плюсове. Ексклузивната схема за кеширане се използва в процесорите на AMD, докато неексклузивната се използва в процесорите на Intel.

Изключителна кеш памет

Изключителната кеш памет предполага уникалността на информацията, разположена в L1 и L2.
При четене на информация от RAM в кеша, информацията веднага се въвежда в L1. Когато L1 е пълен, информацията се прехвърля от L1 към L2.
Ако, когато процесорът чете информация от L1, необходимата информация не бъде намерена, тогава тя се търси в L2. Ако необходимата информация бъде намерена в L2, тогава кешовете от първо и второ ниво обменят редове помежду си („най-старият“ ред от L1 се поставя в L2, а необходимият ред от L2 се записва на негово място). Ако необходимата информация не бъде намерена в L2, тогава достъпът отива до RAM.
Изключителната архитектура се използва в системи, където разликата между обемите на кеш паметта от първо и второ ниво е относително малка.

Включващ кеш

Приобщаващата архитектура включва дублиране на информация, намираща се в L1 и L2.
Схемата на работа е следната. При копиране на информация от RAM в кеша се правят две копия, едното копие се съхранява в L2, другото копие се съхранява в L1. Когато L1 е напълно пълен, информацията се заменя според принципа на премахване на „най-старите данни“ - LRU (Least-Recently Used). Същото се случва и с кеша от второ ниво, но тъй като обемът му е по-голям, информацията се съхранява в него по-дълго.

Когато процесорът чете информация от кеша, тя се взема от L1. Ако необходимата информация не е в кеша от първо ниво, тогава тя се търси в L2. Ако необходимата информация бъде намерена в кеша от второ ниво, тя се дублира в L1 (използвайки принципа LRU) и след това се прехвърля към процесора. Ако необходимата информация не бъде намерена в кеша от второ ниво, тогава тя се чете от RAM.
Включващата архитектура се използва в тези системи, където разликата в размера на кеш паметта от първо и второ ниво е голяма.

Въпреки това, кеш паметта е неефективна при работа с големи количества данни (видео, звук, графики, архиви). Такива файлове просто не се побират в кеша, така че трябва постоянно да имате достъп до RAM или дори до HDD. В такива случаи всички предимства изчезват. Ето защо бюджетните процесори (например Intel Celeron) с намален кеш са толкова популярни, че производителността при мултимедийни задачи (свързани с обработка на големи количества данни) не се влияе значително от кеша. размер, дори въпреки намалената работна честота на шините Intel Celeron.

Кеш на твърдия диск

По правило всички съвременни твърди дискове имат собствена RAM, наречена кеш памет или просто кеш. Производителите на твърди дискове често наричат ​​тази памет буферна памет. Размерът и структурата на кеша се различават значително при различните производители и при различните модели твърди дискове.

Кеш паметта действа като буфер за съхраняване на междинни данни, които вече са прочетени от твърдия диск, но все още не са прехвърлени за по-нататъшна обработка, както и за съхраняване на данни, до които системата има достъп доста често. Необходимостта от транзитно съхранение се дължи на разликата между скоростта на четене на данни от твърдия диск и пропускателната способност на системата.

Обикновено кеш паметта се използва както за запис, така и за четене на данни, но на SCSI устройствата понякога е необходимо да се активира принудително кеширането на запис, така че кеширането на запис на диск обикновено е деактивирано по подразбиране за SCSI. Въпреки че това противоречи на горното, размерът на кеш паметта не е решаващ за подобряване на производителността.

По-важно е да се организира обмен на данни с кеша, за да се увеличи производителността на диска като цяло.
В допълнение, производителността като цяло се влияе от работните алгоритми на управляващата електроника, които предотвратяват грешки при работа с буфера (съхраняване на неподходящи данни, сегментиране и т.н.)

На теория: колкото по-голяма е кеш паметта, толкова по-голяма е вероятността необходимите данни да са в буфера и няма да има нужда да „безпокоите“ твърдия диск. Но на практика се случва диск с голямо количество кеш памет да не се различава много по производителност от твърд диск с по-малко количество; това се случва при работа с големи файлове.

Нормалното функциониране на операционната система и бързата работа на програмите на компютъра се осигуряват от RAM. Всеки потребител знае, че броят на задачите, които компютърът може да изпълнява едновременно, зависи от неговия обем. Някои компютърни компоненти също са оборудвани с подобна памет, но в по-малки количества. В този материал ще говорим за кеш паметта на твърдия диск.

Кеш паметта (или буферна памет, буфер) е област, в която се съхраняват данни, които вече са прочетени от твърдия диск, но все още не са прехвърлени за по-нататъшна обработка. Там се съхранява информацията, която Windows използва най-често. Необходимостта от това хранилище възникна поради голямата разлика между скоростта на четене на данни от устройството и пропускателната способност на системата. Други компютърни елементи също имат подобен буфер: процесори, видеокарти, мрежови карти и др.

Кеш обеми

При избора на HDD количеството буферна памет е от немалко значение. Обикновено тези устройства са оборудвани с 8, 16, 32 и 64 MB, но има буфери от 128 и 256 MB. Кешът се претоварва доста често и трябва да се изчисти, така че в това отношение повече винаги е по-добре.

Съвременните твърди дискове са оборудвани предимно с 32 и 64 MB кеш памет (по-малките обеми вече са рядкост). Обикновено това е достатъчно, особено след като системата има собствена памет, която заедно с RAM ускорява работата на твърдия диск. Вярно е, че при избора на твърд диск не всеки обръща внимание на устройството с най-голям размер на буфера, тъй като цената за такива е висока и този параметър не е единственият определящ.

Основната задача на кеш паметта

Кешът се използва за запис и четене на данни, но, както вече споменахме, това не е основният фактор за ефективната работа на твърдия диск. Тук също е важно как е организиран процесът на обмен на информация с буфера, както и колко добре работят технологиите, които предотвратяват възникването на грешки.

Буферното съхранение съдържа данни, които се използват най-често. Те се зареждат директно от кеша, така че производителността се увеличава няколко пъти. Въпросът е, че няма нужда от физическо четене, което включва директен достъп до твърдия диск и неговите сектори. Този процес е твърде дълъг, тъй като се изчислява в милисекунди, докато данните се прехвърлят от буфера многократно по-бързо.

Предимства на кеш паметта

Кешът е свързан с бърза обработка на данни, но има и други предимства. Твърдите дискове с голяма памет могат значително да облекчат процесора, което води до минималното му използване.

Буферната памет е вид ускорител, който осигурява бърза и ефективна работа на HDD. Има положителен ефект при стартиране на софтуера, когато става дума за чест достъп до едни и същи данни, чийто размер не надвишава размера на буфера. 32 и 64 MB са повече от достатъчни за работа на средния потребител. Освен това тази характеристика започва да губи значението си, тъй като при взаимодействие с големи файлове тази разлика е незначителна и кой би искал да плаща повече за по-голям кеш.

Разберете размера на кеша

Ако размерът на твърдия диск е стойност, която лесно се открива, тогава ситуацията с буферната памет е различна. Не всеки потребител се интересува от тази характеристика, но ако възникне такова желание, обикновено е посочено на опаковката с устройството. В противен случай можете да намерите тази информация в интернет или да използвате безплатната програма HD Tune.

Помощната програма, предназначена за работа с HDD и SSD, извършва надеждно изтриване на данни, оценява състоянието на устройствата, сканира за грешки и също така предоставя подробна информация за характеристиките на твърдия диск.

В тази статия обяснихме какво е буферна памет, какви задачи изпълнява, какви са нейните предимства и как да разберете нейния капацитет на твърд диск. Разбрахме, че той е важен, но не е основният критерий при избора на твърд диск и това е положителен момент, предвид високата цена на устройствата, оборудвани с голямо количество кеш памет.

Вероятно поне веднъж сте се интересували от въпроса как да увеличите кеша на твърдия диск и колко безопасно е това.

За съжаление бързам да ви разочаровам - точно това е невъзможно, защото самата кеш платка е инсталирана вътре в диска и ние нямаме достъп до нея. Но кеша на твърдия диск може да се увеличи, това е доста просто, единственият проблем е, че за това трябва да пожертвате част от RAM. Програмата на ниво драйвер (това означава, че системата няма да види този кеш, ще види само програмата, която е заела много RAM и това е всичко) ще кешира не файлове, което е много важно, а блокове!

Тази програма се нарича PrimoCache. Тази програма започва да работи само след зареждане на самия Windows, така че самото зареждане няма да бъде ускорено. Важно е да разберете принципа на работа, за да не правите прибързани заключения.

Програмата е платена, но има тестов период от 60 дни, което е достатъчно за оценка на ефекта.

Не трябва да отделяте твърде много RAM за дисковия кеш, в противен случай системата най-вероятно просто ще се забави понякога, тъй като няма да има достатъчно RAM. Лично аз препоръчвам да настроите кеша на не повече от 50% от общото количество RAM, ако общата ви памет е повече от 4 GB и не повече от 25%, ако е по-малко.

Такъв кеш ускорява работата на диска, дори само защото процесът на запис е дебъгван и общата цена е намалена - това не се случва постоянно, както правят някои програми, но след известно време, което може да бъде посочено в настройките . Какво дава това? Това дава максимална скорост за четене на данни от диска, ако не е в кеша, тъй като не се намесва от процеса на запис.

Програмата PrimoCache може перфектно да увеличи експлоатационния живот на SSD, тъй като ви позволява да намалите натоварването върху него, това ще бъде особено полезно за евтини SSD устройства. Друго предимство е, че изчистването на кеша на SSD диск ще бъде много по-бързо, отколкото на обикновен, това е удобно в случаите, когато имате голям кеш.

Също така, тясно място в диска е записването на голям брой малки файлове. В този случай този проблем е решен, тъй като малките файлове първо ще бъдат поставени в кеша, откъдето след това ще бъдат записани на диска, без да пречат на потребителя.

Така че, ако се интересувате от тази помощна програма, ето я - New PrimoCache 2.0.0 е супер кеш за вашия диск! . В тази статия преглеждам втората версия на помощната програма, мисля, че няма да има проблеми с инсталирането и конфигурацията.

Ако компютърът няма „тежки“ работни процеси на диска, тоест писане на голям брой файлове, четене или всичко това едновременно, тогава може да не забележите ефекта на PrimoCache. Помощната програма не ускорява твърдия диск, но му позволява да работи максимално! В същото време често използваните блокове на файловата система ще бъдат достъпни незабавно.

Ще добавя също, че системата кешира не блокове, а самите файлове. И PrimoCache кешира блокове на файловата система, не го интересува какъв вид е файлът. Ето защо, например, Windows 10 лично за мен работи по-бързо, тъй като кешът съдържа много блокове, които самата система използва директно.

Кеширане на записисъхранението на устройството се отнася до използването на високоскоростна енергонезависима памет за натрупване на команди за запис, изпратени до устройства за съхранение и кеширане, докато по-бавните носители (или физически дискове, или евтина флаш памет) могат да ги обработят. Повечето устройства, които използват кеширане на записи, изискват непрекъснато захранване.

За да управлявате кеширането на записи на диска, отворете Контролен панел - Диспечер на устройства.

В глава Дискови устройстваЩракнете двукратно върху желаното устройство.

Отидете в раздела политици

Бързо премахване

Тази стойност обикновено е най-добрият избор за устройства, които може да се наложи често да се премахват от системата, като USB флаш памети, SD, MMC, Compact Flash или подобни карти с памет и други външни устройства за съхранение на плъгини.

Ако е избрана опцията Бързо премахване, тогава Windows управлява командите, изпратени до устройството, като използва метод, наречен кеширане от край до край. С преминаващо кеширане устройството обработва команди за запис, сякаш няма кеш. Кешът може да осигури малка печалба в производителността, но акцентът е върху осигуряването на максимална сигурност на данните чрез прихващане на команди, изпратени до основното устройство за съхранение. Основното предимство е възможността за бързо премахване на устройство за съхранение без риск от загуба на данни. Например, ако флаш устройство бъде случайно извадено от порта си, вероятността от загуба на данни, записани на него, е значително намалена.

Оптимална производителност

Тази опция обикновено е оптимална за устройства, които трябва да осигурят възможно най-бързата производителност; за устройства, които рядко се премахват от системата. Ако тази опция е избрана и устройството е прекъснато от системата, преди всички данни да са били записани в него (например, когато е извадено USB флаш устройство), данните може да бъдат загубени.

Ако изберете опцията, Windows използва метод, наречен кеширане при обратно записване. Този метод позволява на устройството за съхранение да определи дали високоскоростен кеш ще спести време при команди за запис. Ако е така, устройството казва на компютъра, че данните са били запазени успешно, въпреки че данните може действително да не са на основното устройство за съхранение (като диск или флаш памет). Този метод значително подобрява производителността на операциите за запис, които често са основното пречка за производителността на системата като цяло. Но ако по някаква причина захранването на устройството бъде изгубено, всички данни в кеша (които компютърът счита за безопасно съхранени) може да бъдат загубени.

Кеш запис на диск

По подразбиране Windows записва кеша на диска. Това означава, че системата периодично ще инструктира устройството за съхранение да прехвърли към основното устройство за съхранение всички данни, съхранени в кеша. Избирането на тази опция деактивира тези периодични команди за прехвърляне на данни. Не всички устройства поддържат всички тези функции.

Ако високата скорост на пренос на данни е вашата основна грижа, трябва да активирате и двете опции: в раздела Политика за премахванеИзбери предмет Оптимална производителност, и в раздела Политика за кеширане на записиИзбери предмет Разрешете кеширане на запис за това устройство(ако вашият системен хардуер и устройство за съхранение поддържат тези функции).

Как да променя настройките за кеширане на записи за устройство?

Повечето потребителски ориентирани устройства за съхранение, като USB флаш устройства, SD или MMC карти с памет или външни устройства, не ви позволяват да промените настройките за кеширане на устройството. Вътрешните SATA или SAS твърди дискове, които се доставят с Windows, обикновено ви позволяват да промените тези настройки (в зависимост от производителя на устройството). За да разберете възможностите за кеширане, предоставени от конкретно устройство, и да определите кои настройки отговарят най-добре на вашите нужди, вижте документацията, предоставена от производителя.

Научете повече за предотвратяването на загуба на данни

Системите, които позволяват кеширане на запис навсякъде между приложението и устройството за съхранение, трябва да са стабилни и да не се влияят от токови удари. Когато устройство, свързано към система, използва кеширане при запис, кеширащите алгоритми за устройството предполагат, че захранването винаги е налично както за кеша, така и за движението на данни към и от кеша. Ако е известно, че системата или захранването имат проблеми със захранването, тези функции не трябва да се използват.

Трябва също внимателно да премахнете сменяемите устройства за съхранение, като USB флаш устройства, SD, MMC или Compact Flash карти с памет и външни устройства. При използване на параметъра Безопасно отстраняване Windows ще може да защити потребителските данни в повечето сценарии. Но определени драйвери или приложения може да не са съвместими с модела на Windows, което може да доведе до загуба на данни, когато деинсталирате такива устройства. Ако е възможно, трябва да извикате приложението Secure Removal, преди да премахнете външно устройство за съхранение от вашата система.

Източници: Помощна документация на Windows.

Има прост алгоритъм за настройки, който помага за ускоряване на твърдия диск. И работата наистина се ускорява. Просто трябва да следвате всички предложени точки и последователност и въпросът - как да ускорите твърдия диск ще се превърне в прости настройки и банални промени.

Как да ускоря hdd?

Малко въведение, за да разберете с какво си имате работа. Първо, познати устройства като SSD навлязоха в нашата ера на компютърни технологии. Но те са толкова недостъпни в парично изражение, че малцина изобщо могат да си ги позволят. Евтините решения са съвсем различна тема; те не само са противоречиви, те често са неефективни. Те винаги имат няколко критерия, които определят техните ценови качества:

- малък (т.е. малък) експлоатационен живот;
- малък обем;
- не толкова пъргав.

Изводът се налага сам. Ако искате да спестите пари, но не знаете как, тази статия ще ви помогне. Прочетете, за да научите как да реорганизирате твърдия си диск и да го направите малко по-бърз.

Системни настройки за по-добра производителност на твърдия диск

Доста прости правила за ускоряване на hdd. Всичко тук е наистина просто. Оказва се, че Windows по своята същност обича да използва диска за свои цели. Не може да бъде:

- фонови нужди.

И тази функция може да не е основната за потребителя. Но тази операционна система Windows е по същество измамник. Най-често срещаното нещо, което каза, че умният човек прави, е дефрагментирането. Често процесът започва стриктно по график. И това е фундаментално погрешно. С това действие нищо не трябва да засяга диска. И е по-добре да правите такива неща ръчно.
И това, което ще стане първият приоритет, е да деактивирате точно това дефрагментиране по график.

Деактивиране на дефрагментирането

Ето какво трябва да направите:

1) моят компютър;
2) свойства;
3) обслужване;
4) извършва дефрагментиране;
5) създайте график.
В последния параграф просто премахнете отметката от квадратчето „изпълни по график“.

Премахване на индексацията

Елиминирането се отнася до просто действие от страна на потребителя, което ще премахне индексирането за бързо търсене. Освен това не е от полза за обикновените потребители. И това също ще ускори вашия hdd. Защото ще спестите малко производителност на диска.

Алгоритъм на работа:

1) моят компютър;
2) свойства;
3) общ раздел. Тук трябва да премахнете отметката от "разрешаване на съдържанието на файловете на това устройство да бъде индексирано в допълнение към свойствата на файла." Сега просто щракнете върху бутона за прилагане.

След като щракнете върху Приложи, ще се появи заявка. В него също ще трябва да се направят промени. Изберете бутона „За устройство C и всички прикачени файлове и папки“.

Разрешете кеширането на запис за твърди дискове

Това действие може също да подобри производителността. Ето действията, които трябва да предприемете:

1) моят компютър;
2) свойства;
3) оборудване;
4) тип. След това отидете на бутона за свойства и в раздела „правила“, който се появява. Но тук трябва да поставите отметка в две квадратчета наведнъж. Това са квадратчетата за отметка „разрешаване на кеширане на записи за това устройство“ и квадратчетата за отметка „деактивиране на промиването на буфера на кеша за запис на Windows за това устройство“.

Нека ускорим работата само с три стъпки:

1. Деактивирайте дефрагментирането.
2. Премахване на индексацията.
3. Разрешете кеширане на запис за твърди дискове.

Всичко това наистина гарантира повишена производителност на твърдия диск точно пред очите ви. Тази теория е приложима за такива операционни системи като:

- Уиндоус експи;
- Windows Vista;
- Windows 7.

Всички тези дейности се отнасят не само за твърдите дискове. Могат да се използват и за ефективна работа на преносими устройства. Те включват:

— външни твърди дискове;
- флашки;
- IDE устройства.

Единствената разлика ще бъде в набора от квадратчета за отметка в раздела „правила“. След като прочетете дори тази кратка инструкция, можете лесно да я приложите на вашето устройство. Относно компютрите на руски - това е, когато устройството работи на пълен капацитет и тази работа не влияе на експлоатационния му живот. Покажете на вашия диск как да работи, така че темпото да е бързо и да няма ненужни действия.