Как увеличить кэш диска за счет ОЗУ? Установка параметра кэширования записей жесткого диска Кэширование жесткого диска
Кэш память или как ее называют буферная память жесткого диска. Если вы не знаете что это, то мы с радостью ответим на данный вопрос и расскажем обо всех имеющихся особенностях. Это особый вид оперативки, выступающий в качестве буфера для хранения ранее считанных, но еще не переданных данных для их дальнейшей обработки, а также для хранения информации, к которой система обращается чаще всего.
Необходимость в транзитном хранилище появилась из-за значительной разницы между пропускной способности системы ПК и скорости считывания данных с накопителя. Также кэш-память можно встретить на других устройствах, а именно в видеокартах, процессорах, сетевых картах и прочих.
Какой бывает объем и на что он влияет
Отдельного внимания заслуживает объем буфера. Зачастую HDD оснащаются кэшем 8, 16, 32 и 64 Мб. При копировании файлов больших размеров между 8 и 16 Мб будет заметна значительная разница в плане быстродействия, однако между 16 и 32 она уже менее незаметна. Если выбирать между 32 и 64, то ее вообще почти не будет. Необходимо понимать, что буфер достаточно часто испытывает большие нагрузки, и в этом случае, чем он больше, тем лучше.
В современных жестких дисках используется 32 или 64 Мб, меньше на сегодняшний день вряд ли где-то можно найти. Для обычного пользователя будет достаточно и первого, и второго значения. Тем более что помимо этого на производительность также влияет размер собственного, встроенного в систему кэша. Именно он увеличивает производительность жесткого диска, особенно при достаточном объеме оперативки.
То есть, в теории, чем больше объем, тем лучше производительность и тем больше информации может находиться в буфере и не нагружать винчестер, но на практике все немного по-другому, и обычный пользователь за исключением редких случаев не заметит особой разницы. Конечно, рекомендуется выбирать и покупать устройства с наибольшим размером, что значительно улучшит работу ПК. Однако на такое следует идти только в том случае, если позволяют финансовые возможности.
Предназначение
Она предназначена для чтения и записи данных, однако на SCSI дисках в редких случаях необходимо разрешение на кэширование записи, так как по умолчанию установлено, что кэширование записи запрещено. Как мы уже говорили, объем – не решающий фактор для улучшения эффективности работы. Для увеличения производительности винчестера более важной является организация обмена информацией с буфером. Кроме этого, на нее также в полной мере влияет функционирование управляющей электроники, предотвращение возникновения и прочее.
В буферной памяти хранятся наиболее часто используемые данные, в то время как, объем определяет вместимость этой самой хранимой информации. За счет большого размера производительность винчестера возрастает в разы, так как данные подгружаются напрямую из кэша и не требуют физического чтения.
Физическое чтение – прямое обращение системы к жесткому диску и его секторам. Данный процесс измеряется в миллисекундах и занимает достаточно большое количество времени. Вместе с этим HDD передает данные более чем в 100 раз быстрее, чем при запросе путем физического обращения к винчестеру. То есть, он позволяет устройству работать даже если хост-шина занята.
Основные преимущества
Буферная память имеет целый ряд достоинств, основным из которых является быстрая обработка данных, занимающая минимальное количество времени, в то время как физическое обращение к секторам накопителя требует определенного времени, пока головка диска отыщет требуемый участок данных и начнет их читать. Более того, винчестеры с наибольшим хранилищем, позволяют значительно разгрузить процессор компьютера. Соответственно процессор задействуется минимально.
Ее также можно назвать полноценным ускорителем, так как функция буферизации делает работу винчестера значительно эффективнее и быстрее. Но на сегодняшний день, в условиях быстрого развития технологий, она теряет свое былое значение. Это связано с тем, что большинство современных моделей имеют 32 и 64 Мб, чего с головой хватает для нормального функционирования накопителя. Как уже было сказано выше, переплачивать разницу можно лишь тогда, когда разница по стоимости соответствует разнице в эффективности.
Напоследок хотелось бы сказать, что буферная память, какой бы она не была, улучшает работу той или иной программы, или устройства только в том случае, если идет многократное обращение к одним и тем же данным, размер которых не больше размера кэша. Если ваша работа за компьютером связана с программами, активно взаимодействующими с небольшими файлами, то вам нужен HDD с наибольшим хранилищем.
Как узнать текущий объем кэша
Все что нужно, это скачать и установить бесплатную программу HDTune . После запуска перейдите в раздел «Информация» и в нижней части окна вы увидите все необходимые параметры.
Если вы покупаете новое устройство, то все необходимые характеристики можно узнать на коробке или в приложенной инструкции. Еще один вариант – посмотреть в интернете.
Если вы хотите узнать, что такое кэш-память жесткого диска и как она работает, эта статья для вас. Вы узнаете, что это такое, какие функции он выполняет и как влияет на работу устройства, а также о достоинствах и недостатках кэша.
Понятие кэш-памяти жесткого диска
Жесткий диск сам по себе - довольно неторопливое устройство. По сравнению с оперативной памятью, жесткий диск работает на несколько порядков медленнее. Этим же обуславливается падение производительности компьютера при нехватке оперативной памяти, так как недостача компенсируется жестким диском.
Итак, кэш-память жесткого диска — это своеобразная оперативная память. Она встроена в винчестер и служит буфером для считанной информации и последующей передачи его в систему, а также содержит наиболее часто используемые данные.
Рассмотрим, для чего нужна кэш-память жесткого диска.
Как было отмечено выше, чтение информации с жесткого диска происходит весьма неторопливо, так как движение головки и нахождение необходимого сектора занимает много времени.
Необходимо уточнить, что под словом "медленно" имеются в виду миллисекунды. А для современных технологий миллисекунда - это очень много.
Поэтому, как и кэш жесткого диска хранит в себе данные, физически прочитанные с поверхности диска, а также считывает и хранит в себе секторы, которые вероятно будет запрошены позднее.
Таким образом уменьшается количество физических обращений к накопителю, при этом увеличивается производительность. Винчестер может работать, даже если хост-шина не свободна. Скорость передачи может увеличиваться в сотни раз при однотипных запросах.
Как работает кэш-память жесткого диска
На этом остановимся подробнее. Вы уже примерно представляете, для чего предназначена кэш-память жесткого диска. Теперь выясним, как она работает.
Представим себе, что жесткому диску приходит запрос на считывание информации в 512 КБ с одного блока. С диска берется и передается в кэш нужная информация, но вместе с запрашиваемыми данными заодно считывается несколько соседних блоков. Это называется предвыборкой. Когда поступает новый запрос на диск, то микроконтроллер накопителя сначала проверяет наличие этой информации в кэше и если он находит их, то мгновенно передает системе, не обращаясь к физической поверхности.
Так как память кэша ограничена, то самые старые блоки информации заменяются новыми. Это круговой кэш или цикличный буфер.
Методы повышения скорости работы жесткого диска за счет буферной памяти
- Адаптивная сегментация. Кэш-память состоит из сегментов с одинаковыми объемами памяти. Так как размеры запрашиваемой информации не могут постоянно быть одинакового размера, то многие сегменты кэша будут использоваться нерационально. Поэтому производители начали делать кэш-память с возможностью замены размеров сегментов и их количества.
- Предвыборка. Процессор винчестера анализирует запрошенные ранее и запрашиваемые на текущий момент данные. На основе анализа он переносит с физической поверхности информацию, которая с большей долей вероятности будет запрошена в следующий момент времени.
- Контроль пользователя. Более продвинутые модели жестких дисков дают возможность пользователю контролировать выполняемые операции в кэше. Например: отключение кэша, установление размера сегментов, переключение функции адаптивной сегментации или отключение предвыборки.
Что дает устройству больший объем памяти кэша
Теперь узнаем какими объемами оснащают и что дает кэш-память в жестком диске.
Чаще всего можно встретить винчестеры с объемом кэша в 32 и 64 МБ. Но остались еще и на 8 и 16 МБ. В последнее время стали выпускаться лишь на 32 и 64 МБ. Значительный прорыв в быстродействии произошел, когда вместо 8 МБ стали использовать 16 МБ. А между кэшами объемом в 16 и 32 МБ особой разницы уже не чувствуется, как и между 32 и 64.
Среднестатистический пользователь компьютера не заметит разницы в производительности винчестеров с кэшем в 32 и 64 МБ. Но стоит отметить, что кэш-память периодически испытывает значительные нагрузки, поэтому лучше приобретать винчестер с более высоким объемом кэша, если есть финансовая возможность.
Основные достоинства кэш-памяти
Кэш-память имеет много достоинств. Мы рассмотрим лишь основные из них:
Недостатки кэш-памяти
- Не увеличивается скорость работы винчестера, если данные записаны на дисках случайным образом. Это делает невозможным предвыборку информации. Такой проблемы можно частично избежать, если периодически проводить дефрагментацию.
- Буфер бесполезен при чтении файлов, объемом большим, чем может поместиться в кэш-память. Так, при обращении к файлу размером в 100 МБ, кэш в 64 МБ будет бесполезен.
Дополнительная информация
Вы теперь знаете, жесткого диска и на что влияет. Что еще необходимо знать? В настоящее время существует новый тип накопителей - SSD (твердотельные). В них вместо дисковых пластин используется синхронная память, как во флешках. Такие накопители в десятки раз быстрее обычных винчестеров, потому наличие кэша бесполезно. Но и такие накопители имеют свои недостатки. Во-первых, цена таких устройств увеличивается пропорционально объему. Во-вторых, они имеют ограниченный запас цикла перезаписи ячеек памяти.
Еще существуют гибридные накопители: твердотельный накопитель с обычным жестким диском. Преимуществом является соотношение высокой скорости работы и большим объемом хранимой информации с относительно низкой стоимостью.
Вас наверно интересовал хоть раз вопрос о том, как увеличить кэш жесткого диска и насколько это безопасно.
К сожалению я спешу вас огорчить — именно это невозможно, потому как сама плата кэша установлена внутри диска, и мы к ней доступа не имеем. Но кэш жесткого диска можно увеличить, сделать это достаточно просто, вот только проблема в том, что для этого нужно пожертвовать частью ОЗУ. Программа на уровне драйвера (это означает, что система этот кэш видеть не будет, она будет видеть только программу, которая много заняла ОЗУ и все) будет кэшировать не файлы, что очень важно, а блоки!.
Называется эта программа PrimoCache . Эта программа начинает свою работу только после загрузки самой Windows, поэтому сама загрузка не ускорится. Важно понимать принцип работы, чтобы не делать поспешных выводов.
Программа платная, но есть тестовый период в 60 дней, которого достаточно чтобы оценить эффект.
Не стоит выделять на кэш диска слишком большой обьем ОЗУ, иначе система скорее всего может просто тормозить временами, так как не будет хватать оперативной памяти. Лично я рекомендую устанавливать кэш не более 50% от всего обьема ОЗУ если у вас обьем всей памяти больше 4 Гб и не более 25% если меньше.Такой кэш ускоряет работу диска хотя бы потому, что процесс записи отлаживается, в общем счете уменьшается — он происходит не постоянно, как это делают некоторые программы, а через некоторое время, которое можно указать в настройках. Что это дает? Это дает максимальную скорость чтения данных с диска, если их нет в кэше, так как этому не мешает процесс записи.
Программа PrimoCache отлично может увеличить срок службы SSD, так как позволяет снизить на него нагрузку, особенно это будет полезно для дешевых SSD-накопителей. Еще одно преимущество, что сбрасывание кэша на SSD-диск будет намного быстрее, чем на обычный, это удобно в тех случаях, когда у вас кэш большого обьема.Также узкое место в диске — это запись большого количества мелких файлов. В этом случае эта проблема решается, так как мелкие файлы сперва будут помещены в кэш, откуда потом не мешая пользователю будут записаны на диск.
Так что если вас эта утилита заинтересовала, то вот она — Новый PrimoCache 2.0.0 - это супер кэш для твоего диска! . В этой статье я рассматриваю вторую версию утилиты, думаю проблем с установкой и настройкой не будет.
Если на компьютере нет «тяжелых» процессов работы с диском, то есть запись большого количества файлов, их чтение, или все это одновременно — то вы можете не заметить эффект от PrimoCache. Утилита не ускоряет жесткий диск, а позволяет ему работать на максимум! При этом к часто используемым блокам файловой системы доступ будет мгновенный.Еще добавлю то, что система кэширует не блоки, а сами файлы. А PrimoCache кэширует именно блоки файловой системы, ему все равно что это за файл. Поэтому например Windows 10 лично у меня работает быстрее, так как в кэш попадает много блоков, которые использует непосредственно сама система.
Нормальное функционирование операционной системы и быстрая работа программ на компьютере обеспечиваются оперативной памятью. Каждый пользователь знает, что от ее объема зависит количество задач, которые ПК может выполнять одновременно. Подобной памятью, только в меньших объемах, оснащаются и некоторые элементы компьютера. В данном материале речь пойдет о кэш-памяти жесткого диска.
Кэш-память (или буферная память, буфер) – область, где хранятся данные, которые уже считались с винчестера, но еще не были переданы для дальнейшей обработки. Там хранится информация, которой ОС Windows пользуется чаще всего. Необходимость в этом хранилище возникла из-за большой разницы между скоростью считывания данных с накопителя и пропускной способностью системы. Подобным буфером обладают и другие элементы компьютера: процессоры, видеокарты, сетевые карты и др.
Объемы кэша
Немаловажное значение при выборе HDD имеет объем буферной памяти. Обычно эти устройства оснащают 8, 16, 32 и 64 Мб, но имеются буферы на 128 и 256 Мб. Кэш довольно часто перегружается и нуждается в чистке, так что в этом плане больший объем всегда лучше.
Современные HDD в основном оснащаются кэш-памятью на 32 и 64 Мб (меньший объем уже редкость). Обычно этого достаточно, тем более что у системы есть собственная память, которая вкупе с ОЗУ ускоряет работу жесткого диска. Правда, при выборе винчестера не все обращают внимание на устройство с наибольшим размером буфера, так как цена на такие высока, да и параметр этот не является единственным определяющим.
Главная задача кэш-памяти
Кэш служит для записи и чтения данных, но, как уже было сказано, это не основной фактор эффективной работы жесткого диска. Здесь важно и то, как организован процесс обмена информацией с буфером, а также, насколько хорошо работают технологии, предотвращающие возникновение ошибок.
В буферном хранилище содержаться данные, которые используются наиболее часто. Они подгружаются прямо из кэша, поэтому производительность увеличивается в несколько раз. Смысл в том, что нет необходимости в физическом чтении, которое предполагает прямое обращение к винчестеру и его секторам. Этот процесс слишком долгий, так как исчисляется в миллисекундах, в то время как из буфера данные передаются во много раз быстрее.
Преимущества кэш-памяти
Кэш занимается быстрой обработкой данных, но у него есть и другие преимущества. Винчестеры с объемным хранилищем могут значительно разгрузить процессор, что приводит к его минимальному задействованию.
Буферная память является своего рода ускорителем, который обеспечивает быструю и эффективную работу HDD. Она положительно влияет на запуск ПО, когда речь идет о частом обращении к одним и тем же данным, размер которых не превышает объема буфера. Для работы обычному пользователю более чем достаточно 32 и 64 Мб. Дальше эта характеристика начинает терять свою значимость, так как при взаимодействии с большими файлами эта разница несущественна, да и кому захочется сильно переплачивать за более объемный кэш.
Узнаем объем кэша
Если размер винчестера — величина, о которой несложно узнать, то с буферной памятью другая ситуация. Не каждый пользователь интересуется этой характеристикой, но если возникло такое желание, обычно ее указывают на упаковке с устройством. В противном случае можно найти эту информацию в интернете или воспользоваться бесплатной программой HD Tune.
Утилита, предназначенная для работы с HDD и SSD, занимается надежным удалением данных, оценкой состояния устройств, сканированием на наличие ошибок, а также дает подробную информацию о характеристиках винчестера.
В этой статье мы рассказали, что такое буферная память, какие задачи она выполняет, каковы ее преимущества и как узнать ее объем на винчестере. Выяснили, что она важна, но не является основным критерием при выборе жесткого диска, а это — положительный момент, учитывая высокую стоимость устройств, оснащенных большим объемом кэш-памяти.
Для того чтобы ускорить HDD существует два способа: создание RAM-диска и использование программного кэширования.
С RAM-диском вроде как всё ясно - при его использовании SSD по скоростям и рядом не «валяется», но существенный недостаток в том, что требуется от 16Гб RAM (чтобы "серьёзный" софт влезал) и система при этом грузится довольно медленно, по сравнению с SSD.
В этой статье мы рассмотрим малоизвестный программный метод кэширования данных в оперативной памяти. Что для этого надо? Из аппаратных требований желательно от 8Гб RAM с учётом ускорения нескольких HDD в рамках одной системы (если они есть). В обычных случаях, выделения оперативной памяти в размере 2Гб вполне достаточно.
Теперь давайте немного поговорим о программах, с помощь которых можно реализовать вышеуказанный метод:
Если говорить о программе Super Cache, то в глаза сразу бросается жирный минус – она платная. При этом конечно же быстрее работает, но говорят её инсталляция сродни подвигу – одна ошибка и компьютер не грузится, так что для неопытного пользователя это точно не самый лучший вариант.
А вот вторая программа – Fancy Cache, для поставленной задачи подходит довольно неплохо. Текущая версия 0.8.0 находится тут (на английском языке): http://www.romexsoftware.com/en-us/fancy-cache/download.html Есть 2 версии Volume Edition и Disk Edition - соответственно на раздел или весь диск. Ставьте ту, которая вам нужна. Ключи разработчики раздают бесплатно всем желающим на каждые 180 дней, тут: http://www.romexsoftware.com/bbs2/en-us/viewforum.php?f=24&sid=
Итак, устанавливаем программу и регистрируем её, запускаем. Интерфейс программы одновременно прост и сложен для понимания:
Перейдём к делу. Выбираем раздел или диск, в зависимости от программы.
Block Size - рекомендуемое программой значение, в зависимости от размера диска или раздела. Cache Size - рекомендую 2048 Гб для одного HDD, можете поэкспериментировать с бОльшими и мЕньшими значениями. Algorithm - не трогаем, по умолчанию LFU-R. Caching Strategy - оставляем по умолчанию Read/Write.
Ставим галку на Defer-Write. Ставим задержку от 300 секунд. Внимание, в случае перебоев электроэнергии, если нет ИБП, возможна потеря данных! Здесь ставим галку на Release After Write для того, чтобы кэш данных уничтожался в памяти после записи на диск. Можно не ставить, если эти данные читаются. No Write-Flush At Shutdown и Averaging Write Amount не трогаем, это специальные режимы. Overcome HDD C1 Issue - владельцам SSD не надо ставить, остальным думаю стоит, если используется замедление HDD для экономии энергии (я это так понял).
Level-2 Cache - используется только владельцами 32-битных систем, чтобы программа могла увидеть оперативную память за пределами 3,5 Гб. Одно из немногих решений, позволяющее это сделать. Владельцам 64-битных систем Level-2 Cache ставить не нужно.
Жмём Start Caching (потом она переименуется в Configure Caching) и перезагружаемся.
А теперь красивые циферки, ради чего всё и затеяно, при настройке Defer-Write в 3000 сек:
Профит. Как видим любой SSD плачет горючими слезами:) Но для владельцев SSD тоже актуально, т.к. в 2Гб сокращает количество запросов к HDD/SSD в 2 раза, что не может не влиять на надёжность дисков в лучшую сторону.
В общем экспериментируйте, разработка того стоит:)
