แคชฮาร์ดไดรฟ์คืออะไรและทำงานอย่างไร

พีซีเป็นเครื่องจักรที่ซับซ้อน เต็มไปด้วยส่วนประกอบขนาดเล็กกว่าหลายสิบชิ้น ซึ่งทำงานร่วมกันได้ทั้งหมด ใครก็ตามที่ทำงานกับฮาร์ดแวร์พีซีจะคุ้นเคยกับข้อมูลจำเพาะของฮาร์ดไดรฟ์หลัก เช่น ความจุ ความเร็วในการอ่าน/เขียน และความเร็วในการหมุนจาน อย่างไรก็ตาม มีคุณลักษณะที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักและมักถูกมองข้ามซึ่งส่งผลต่อความเร็วและประสิทธิภาพของฮาร์ดไดรฟ์ของคุณ คุณลักษณะนี้เรียกว่าแคชของฮาร์ดไดรฟ์ มาดูกันว่ามีอะไรกันบ้าง แคชฮาร์ดไดรฟ์ และ แคช SSD เป็นและวิธีการทำงาน

แคชฮาร์ดไดรฟ์คืออะไร?

แคชของฮาร์ดไดรฟ์มักเรียกว่าบัฟเฟอร์ดิสก์ ด้วยชื่อนั้น จุดประสงค์ของมันจะกลายเป็นค. มันทำหน้าที่เป็นพื้นที่หน่วยความจำชั่วคราวในขณะที่ฮาร์ดไดรฟ์อ่านและเขียนข้อมูลไปยังที่เก็บข้อมูลถาวรบนจาน

คุณสามารถนึกถึงแคชของฮาร์ดไดรฟ์เสมือนเป็นหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) ที่ออกแบบมาสำหรับฮาร์ดไดรฟ์โดยเฉพาะ ฮาร์ดไดรฟ์มีไมโครคอนโทรลเลอร์ในตัวที่ควบคุมและประมวลผลข้อมูลที่เข้าและออก เหมือนกับซีพียู แคชทำงานร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อจัดเก็บหน่วยความจำในขณะที่กำลังประมวลผล

คุณยังสามารถคิดว่าแคชของฮาร์ดไดรฟ์เป็นสิ่งที่คล้ายกับการบัฟเฟอร์เมื่อพูดถึงการสตรีมเนื้อหา ทุกคนจัดการกับการสตรีมวิดีโอด้วยการเชื่อมต่อที่ช้า เครื่องเล่นวิดีโอจะรอก่อนหรือระหว่างการเล่นเพื่อรวบรวมข้อมูลเพื่อให้สามารถเล่นวิดีโอต่อไปได้อย่างราบรื่นยิ่งขึ้นในขณะที่เล่น แคชของฮาร์ดไดรฟ์ช่วยให้ฮาร์ดไดรฟ์ทำสิ่งเดียวกันเมื่ออ่านและเขียนข้อมูล

มันทำงานอย่างไร?

ขณะที่ฮาร์ดไดรฟ์อ่านและเขียนข้อมูล ฮาร์ดไดรฟ์จะดึงข้อมูลออกจากถาด บ่อยครั้งที่ฮาร์ดไดรฟ์ทำงานกับข้อมูลเดียวกันซ้ำๆ เนื่องจากผู้ที่ใช้คอมพิวเตอร์มักจะทำงานครั้งละหนึ่งหรือสองงาน ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (HDD) เก็บข้อมูลในแคชที่คุณหรือโปรแกรมของคุณใช้บ่อยที่สุด และล่าสุด ทำให้ไม่จำเป็นต้องดึงข้อมูลออกจากถาดทุกครั้งที่ต้องการข้อมูล การดำเนินการนี้ช่วยเร่งประสิทธิภาพของไดรฟ์

การอ่านไปข้างหน้าและข้างหลัง

โดยทั่วไปแล้ว ฮาร์ดไดรฟ์จะไม่เพียงแค่รับข้อมูลที่ต้องการเท่านั้น นอกจากนี้ยังอ่านข้อมูลรอบ ๆ ฮาร์ดไดรฟ์ไม่มีประสิทธิภาพ จานหมุนและหัวอ่าน/เขียนถูกจำกัดโดยชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ ซึ่งช้ากว่าไดรฟ์โซลิดสเทตที่ไม่มีส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวมาก ดังนั้นฮาร์ดไดรฟ์จึงพยายามชดเชยด้วยการคาดเดา

เมื่อผู้ใช้หรือโปรแกรมร้องขอข้อมูล (ทำให้ฉันนึกถึง Tron) ฮาร์ดไดรฟ์จะอ่านข้อมูลนั้นและข้อมูลรอบ ๆ นั้นจากถาดและจัดเก็บข้อมูลทั้งหมดไว้ในบัฟเฟอร์ เนื่องจากมีความเป็นไปได้สูงที่ข้อมูลรอบข้างจะคล้ายกัน ไดรฟ์จึงถือว่าผู้ใช้หรือกระบวนการจะขอข้อมูลรอบข้างในไม่ช้า

กระแสข้อมูลยามเย็น

มีขั้นตอนต่างๆ มากมายในการดึงข้อมูลจากฮาร์ดไดรฟ์ แต่ละคนต้องใช้เวลาและไม่ค่อยซิงค์กัน การถ่ายโอนข้อมูลจากฮาร์ดไดรฟ์ผ่าน SATA มักจะเร็วกว่าที่ไดรฟ์สามารถอ่านและเขียนข้อมูลไปยังจาน ดิสก์บัฟเฟอร์มักจะถูกใช้เพื่อทำให้โฟลว์ของข้อมูลนี้เท่ากันและทำให้กระบวนการราบรื่นขึ้นมาก

ลดเวลารอเมื่อเขียนให้น้อยที่สุด

อีกครั้งฮาร์ดไดรฟ์ทำงานช้า อาจเป็นส่วนที่ใช้เวลานานที่สุดในคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องเนื่องจากชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้จริง การเขียนข้อมูลมักจะ "เจ็บปวด" ต่อผู้ใช้

แคชช่วยเพิ่มความเร็วให้กับกระบวนการเขียนข้อมูลโดยหลอกส่วนที่เหลือของคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดไดรฟ์จะนำข้อมูลไปไว้ในแคชและเริ่มเขียนข้อมูล แทนที่จะรอเขียนข้อมูลทั้งหมดลงในถาด HDD จะส่งสัญญาณไปยังคอมพิวเตอร์ว่าข้อมูลนั้นเขียนขึ้น พีซีหรือ Mac ยังคงส่งข้อมูลมากขึ้นหรือย้ายไปทำงานอื่นโดยเชื่อว่ากระบวนการนี้เสร็จสมบูรณ์ ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด วิธีนี้ทำให้คอมพิวเตอร์โดยรวมสามารถดำเนินต่อไปยังกิจกรรมถัดไปได้

มีข้อเสียแม้ว่า แม้ว่าฮาร์ดไดรฟ์จะพยายามแก้ไขคำสัญญาที่จะเขียนข้อมูล แต่ก็อาจสูญเสียข้อมูลได้ หากปิดเครื่องคอมพิวเตอร์กะทันหัน ข้อมูลทั้งหมดที่เก็บไว้ในแคชจะหายไป แคชก็เหมือนกับ RAM ที่จัดเก็บข้อมูลแบบระเหย

เร่งความเร็วฮาร์ดไดรฟ์ของคุณ

แคชจะไม่เท่ากับประสิทธิภาพของไดรฟ์ที่เร็วขึ้นในงานเดียวโดยตรง ไม่ใช่ว่าจะทำให้ไดรฟ์เคลื่อนที่เร็วขึ้น อย่างไรก็ตาม การมีบัฟเฟอร์ดิสก์ช่วยให้ฮาร์ดไดรฟ์ทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และเป็นไปได้ว่านั่นจะเป็นสิ่งที่คุณต้องการ

เป็นเรื่องยากที่ไดรฟ์จะทำสิ่งเดียวหรือโต้ตอบกับกระบวนการทีละอย่างเท่านั้น ฮาร์ดไดรฟ์แบบใช้ดิสก์ยังคงเป็นอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลที่รู้จักกันดีในพีซีสมัยใหม่ อย่างไรก็ตาม โซลิดสเตทไดรฟ์ (SSD) จะค่อยๆ แทนที่ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ (HDD) เหล่านั้น แม้จะทำงานเพียงงานเดียว หลายโปรแกรมอาจต้องเข้าถึงที่เก็บข้อมูลนั้นในแต่ละครั้ง คุณอาจกำลังทำงานกับไฟล์ตั้งแต่สองไฟล์ขึ้นไปจากไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลของคุณในครั้งเดียว

เซิร์ฟเวอร์เป็นอีกพื้นที่หนึ่งที่มีแคชในฮาร์ดไดรฟ์เป็นสิ่งสำคัญ ฮาร์ดไดรฟ์ของเซิร์ฟเวอร์มักจะทำหลายสิ่งหลายอย่าง คิดถึงฐานข้อมูลเบื้องหลังเว็บไซต์ ทุกครั้งที่ผู้ใช้ดำเนินการใดๆ ที่เว็บไซต์ต้องจัดเก็บหรือบันทึก ไซต์จะเข้าถึงข้อมูลและเขียนลงในฐานข้อมูล ทุกครั้งที่มีคนดูเว็บไซต์นั้น มันจะอ่านจากฐานข้อมูล เป็นเรื่องยากที่ไดรฟ์ที่จัดเก็บฐานข้อมูลนั้นจะไม่ทำงานหลายอย่างพร้อมกัน

แคชใน SSD

SSD ไม่ช้าเท่ากับฮาร์ดไดรฟ์จริง ดังนั้นพวกเขาต้องการแคชด้วยหรือไม่ ในระยะสั้นพวกเขาทำ แม้ว่าแคชในฮาร์ดไดรฟ์จะทำงานเหมือน RAM แต่แคชในไดรฟ์โซลิดสเทตจะทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มแบบไดนามิก (DRAM) เร็วกว่ามากและทันกับ SSD

แม้ว่า SSD จะเร็วกว่ารุ่นที่ใช้ดิสก์มาก แต่แคชก็ยังให้ประโยชน์ได้ โซลิดสเตตไดรฟ์ยังคงใช้แคชเพื่อควบคุมอินพุต/เอาต์พุต และให้การเข้าถึงการอ่านและเขียนค่อนข้างเร็ว ในขณะเดียวกัน SSD บางตัวไม่มี DRAM ในตัว ช่วยประหยัดพลังงานแต่บังคับให้ไดรฟ์ชดเชยด้วยวิธีอื่น

ซื้อไดรฟ์

เห็นได้ชัดว่าแคชมีความสำคัญ แคชไม่สำคัญเท่ากับข้อมูลจำเพาะของไดรฟ์หลัก แต่คุณควรคำนึงถึงด้วย หากไดรฟ์ของคุณเป็นแบบมัลติทาสก์หรือทำงานอย่างต่อเนื่อง เช่น ในเซิร์ฟเวอร์หรือใช้สำหรับแพลตฟอร์มเกม ให้มองหาขนาดแคชที่ใหญ่ขึ้น คุณจะเห็นประโยชน์สูงสุดจากมัน ผู้ใช้ตามบ้านที่กำลังมองหาไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลสำหรับใช้งานเป็นครั้งคราวไม่ต้องกังวลกับมันมากนัก สำหรับ SSD น้ำอาจจะขุ่นเล็กน้อย แต่ก็ยังคุ้มค่าที่จะพิจารณาแคชในกระบวนการตัดสินใจของคุณ แม้ว่าปัจจัยอื่น ๆ สามารถบดบังมันได้อย่างง่ายดาย