أجهزة الكمبيوتر عبارة عن آلات معقدة ، مليئة بالعشرات من المكونات الصغيرة ، تعمل جميعها معًا. أي شخص يعمل مع أجهزة الكمبيوتر الشخصي على دراية بمواصفات محرك الأقراص الثابتة الرئيسي ، مثل السعة وسرعات القراءة / الكتابة وسرعات دوران القرص. ومع ذلك ، هناك ميزة أقل شهرة وغالبًا ما يتم تجاهلها تؤثر على سرعة محرك الأقراص الثابتة وأدائه. تُعرف الميزة بذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة. دعنا نلقي نظرة سريعة على ماذا مخبأ القرص الصلب و ذاكرة التخزين المؤقت SSD هو ، وكيف يعمل.
اقرأ المقال لمزيد من المعلومات
ما هو التخزين المؤقت للقرص الصلب؟
غالبًا ما تُعرف ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الصلبة بأنها المخزن المؤقت للقرص. بهذا الاسم ، يصبح غرضه قليلاً ج. يعمل كمساحة ذاكرة مؤقتة بينما يقرأ القرص الصلب البيانات ويكتبها إلى التخزين الدائم على الأطباق.
يمكنك التفكير في ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الصلبة على أنها ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) المصممة خصيصًا لمحرك الأقراص الثابتة. تحتوي محركات الأقراص الثابتة على وحدات تحكم دقيقة مضمنة تتحكم في البيانات الواردة والصادرة وتعالجها ، تمامًا مثل وحدة المعالجة المركزية. تعمل ذاكرة التخزين المؤقت جنبًا إلى جنب مع وحدة التحكم الدقيقة لتخزين الذاكرة أثناء معالجتها.
يمكنك أيضًا التفكير في ذاكرة التخزين المؤقت على محرك الأقراص الثابتة كشيء مماثل للتخزين المؤقت عندما يتعلق الأمر ببث المحتوى. تعامل الجميع مع دفق الفيديو على اتصال بطيء. ينتظر مشغل الفيديو قبل أو أثناء التشغيل لجمع البيانات حتى يتمكن من الاستمرار في تشغيل الفيديو بشكل أكثر سلاسة مع تقدمه. تسمح ذاكرة التخزين المؤقت لمحرك الأقراص الثابتة لمحرك الأقراص الصلبة بالقيام بنفس الشيء عند قراءة البيانات وكتابتها.
كيف يعمل؟
عندما يقرأ القرص الصلب البيانات ويكتبها ، فإنه يسحبها من الأطباق. في كثير من الأحيان ، يعمل محرك الأقراص الثابتة بنفس البيانات بشكل متكرر ، حيث أن الشخص الذي يستخدم الكمبيوتر يعمل عادةً على مهمة أو مهمتين في كل مرة. يحتفظ محرك الأقراص الثابتة (HDD) بالبيانات في ذاكرة التخزين المؤقت التي تستخدمها أنت أو البرامج الخاصة بك بشكل متكرر ، وفي الآونة الأخيرة ، تلغي الحاجة إلى سحبها من الأطباق في كل مرة تحتاج فيها إلى البيانات. يعمل هذا الإجراء على تسريع أداء محرك الأقراص.
القراءة إلى الأمام والخلف
عادةً ، لا يقوم محرك الأقراص الثابتة بالتقاط البيانات التي يحتاجها فقط. يقرأ أيضا البيانات حوله. محركات الأقراص الثابتة ليست فعالة. إن لوحات الدوران ورؤوس القراءة / الكتابة محدودة بطبيعتها بأجزاء متحركة فعلية ، وهي أبطأ بكثير من محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة التي لا تحتوي على مكونات متحركة. لذلك ، تحاول محركات الأقراص الصلبة التعويض عن طريق التخمين.
عندما يطلب مستخدم أو برنامج بيانات (يذكرني بـ Tron) ، يقرأ القرص الصلب تلك البيانات والبيانات الموجودة حوله من الطبق ويخزنها كلها في المخزن المؤقت. نظرًا لوجود احتمالية جيدة بأن البيانات المحيطة متشابهة ، يفترض محرك الأقراص أن المستخدم أو العملية ستطلب أيضًا البيانات المحيطة قريبًا.
تدفق البيانات المسائية
هناك مجموعة من الخطوات المختلفة لاسترداد البيانات من محرك الأقراص الثابتة. كل واحد منهم يستغرق وقتًا ، ونادراً ما يتزامن. عادةً ما يتم نقل البيانات من محرك الأقراص الثابتة عبر SATA بشكل أسرع بكثير من قدرة محرك الأقراص على قراءة البيانات وكتابتها على الأطباق. غالبًا ما يستخدم المخزن المؤقت للقرص حتى خارج هذا التدفق من البيانات وجعل العملية أكثر سلاسة.
تقليل أوقات الانتظار عند الكتابة
مرة أخرى ، محركات الأقراص الصلبة بطيئة. هم على الأرجح الجزء الأكثر استهلاكًا للوقت من أي جهاز كمبيوتر بسبب الأجزاء المتحركة جسديًا. عادة ما تكون كتابة البيانات "مؤلمة" للمستخدم.
تساعد ذاكرة التخزين المؤقت على تسريع عمليات كتابة البيانات عن طريق خداع بقية الكمبيوتر تقريبًا. يأخذ القرص الصلب البيانات في ذاكرة التخزين المؤقت الخاصة به ويبدأ في كتابتها. بدلاً من الانتظار لكتابة جميع البيانات على الأطباق ، يشير محرك الأقراص الصلبة إلى الكمبيوتر الذي قام به. يواصل جهاز الكمبيوتر الشخصي أو جهاز Mac إرسال المزيد من البيانات ، أو ينتقل إلى مهام أخرى ، معتقدًا أن العملية قد اكتملت. في كلتا الحالتين ، يسمح هذا للكمبيوتر ككل بالمتابعة إلى الحدث التالي.
هناك جانب سلبي بالرغم من ذلك. بينما يحاول محرك الأقراص الثابتة الوفاء بوعده بكتابة البيانات ، فإنه يمكن أن يفقدها. إذا تم إيقاف تشغيل الكمبيوتر فجأة ، فستختفي جميع البيانات المخزنة في ذاكرة التخزين المؤقت. ذاكرة التخزين المؤقت ، مثل ذاكرة الوصول العشوائي ، هي ذاكرة متغيرة.
تسريع القرص الصلب الخاص بك
لن تعادل ذاكرة التخزين المؤقت أداء محرك الأقراص بشكل أسرع في المهام الفردية مباشرة. إنه ليس كما لو أنه يتسبب في تحرك المحرك بشكل أسرع. ومع ذلك ، فإن وجود مخزن مؤقت للقرص يسمح لمحرك الأقراص الصلبة بتعدد المهام بكفاءة أكبر ، ومن المحتمل أن يكون هذا شيئًا ستحتاجه.
من النادر أن يقوم محرك الأقراص بشيء واحد فقط أو سيتفاعل مع عملية واحدة فقط في كل مرة. لا تزال محركات الأقراص الثابتة المستندة إلى الأقراص أجهزة تخزين معروفة في أجهزة الكمبيوتر الحديثة. ومع ذلك ، فإن محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) تحل تدريجياً محل محركات الأقراص الثابتة (HDD). حتى مع مهمة واحدة ، قد تحتاج برامج متعددة للوصول إلى هذا التخزين في وقت واحد. قد تعمل مع ملفين أو أكثر من محرك أقراص التخزين الخاص بك في وقت واحد.
الخوادم هي مساحة أخرى حيث وجود ذاكرة التخزين المؤقت في محركات الأقراص الثابتة أمر بالغ الأهمية. محركات الأقراص الصلبة للخادم ستقوم دائمًا بأشياء متعددة. فكر في قاعدة بيانات وراء موقع ويب. في كل مرة يكمل فيها المستخدم إجراءً يتعين على موقع الويب تخزينه أو تسجيله ، يصل الموقع إلى المعلومات ويكتبها في قاعدة البيانات. في كل مرة يشاهد فيها شخص ما هذا الموقع ، فإنه يقرأ من قاعدة البيانات. قد يكون من النادر أن محركات الأقراص التي تخزن قاعدة البيانات لن تؤدي مهامًا متعددة في وقت واحد.
مخبأ في SSDs
محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة ليست بطيئة مثل محركات الأقراص الثابتة المادية ، فهل تحتاج إلى ذاكرة تخزين مؤقت أيضًا؟ باختصار ، يفعلون. بينما تتصرف ذاكرة التخزين المؤقت في محركات الأقراص الثابتة مثل ذاكرة الوصول العشوائي ، تعمل ذاكرة التخزين المؤقت في محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة كذاكرة ديناميكية للوصول العشوائي (DRAM). إنه أسرع بكثير ويواكب محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة.
على الرغم من أن أقراص SSD أسرع بكثير من نظيراتها القائمة على القرص ، إلا أن ذاكرة التخزين المؤقت لا تزال تقدم فوائد. لا تزال محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة تستخدم ذاكرة التخزين المؤقت لتنظيم الإدخال / الإخراج وتوفير وصول أسرع إلى حد ما للقراءة والكتابة. وفي الوقت نفسه ، لا تحتوي بعض محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة على ذاكرة DRAM مدمجة. يوفر استهلاك الطاقة ولكنه يجبر محركات الأقراص على التعويض بطرق أخرى.
شراء محرك
لذا ، من الواضح أن ذاكرة التخزين المؤقت مهمة. ذاكرة التخزين المؤقت ليست مهمة مثل مواصفات محرك الأقراص الأساسي ، ولكن لا يزال عليك أخذها في الاعتبار. إذا كان محرك الأقراص الخاص بك سيقوم بمهام متعددة أو يعمل باستمرار ، كما هو الحال في الخادم أو يستخدم لمنصات الألعاب ، فابحث عن أحجام ذاكرة تخزين مؤقت أكبر. سترى أكبر فائدة منه. لا يجب على المستخدمين المنزليين الذين يبحثون عن محرك أقراص تخزين للاستخدام من حين لآخر أن يقلقوا بشأنه كثيرًا. بالنسبة لمحركات أقراص الحالة الثابتة ، تكون المياه أكثر قتامة قليلاً ، ولكن لا يزال من المفيد التفكير في ذاكرة التخزين المؤقت في عملية اتخاذ القرار. يمكن لعوامل أخرى أن تلقي بظلالها عليه بسهولة.
