PCs são máquinas complicadas, cheias de dezenas de componentes menores, todos trabalhando juntos. Do seu CPU e GPU ao seu disco rígido e memória, cada pedacinho do seu PC desktop ou laptop precisa se unir para executar operações e executar aplicativos. Qualquer pessoa que trabalhe com hardware de PC está familiarizada com as principais especificações do disco rígido, como capacidade, velocidade de leitura / gravação e velocidade de rotação do prato. No entanto, há um recurso menos conhecido e muitas vezes esquecido que pode realmente afetar a velocidade do seu disco rígido: o tamanho do seu cache. Vamos dar uma olhada rápida no que é o cache do disco rígido e como ele funciona.
O que é o cache do disco rígido?
Links Rápidos
- O que é o cache do disco rígido?
- Como funciona?
- Lendo adiante e atrás
- Fluxo de dados noturno
- Minimizando os tempos de espera ao escrever
- Acelerando o seu disco rígido
- Cache em SSDs
- Comprando um Drive
O cache do disco rígido é conhecido como buffer de disco. Com esse nome, seu objetivo se torna um pouco mais claro. Ele atua como memória temporária para o disco rígido, enquanto lê e grava dados no armazenamento permanente nos pratos.
Você pode pensar no cache de um disco rígido como sendo a RAM especificamente para o disco rígido. A analogia também se encaixa muito bem. Os discos rígidos possuem microcontroladores embutidos que atuam para controlar e processar dados que entram e saem da unidade, como uma CPU. O cache trabalha em conjunto com esse controlador para armazenar memória enquanto está sendo processada.
Você também pode pensar nisso como um vídeo em buffer. Todo mundo lidou com a transmissão de um vídeo em uma conexão lenta. O reprodutor de vídeo aguarda antes ou durante a reprodução para coletar mais dados, para que possa continuar reproduzindo o vídeo mais suavemente no futuro. O cache do disco rígido permite que o disco rígido faça a mesma coisa ao ler ou gravar dados.
Como funciona?
À medida que o disco rígido lê e grava dados, ele precisa extrair esses dados dos pratos. Muitas vezes, um disco rígido trabalha com os mesmos dados repetidamente, pois a pessoa que usa o computador provavelmente estará trabalhando em uma ou duas tarefas por vez. A unidade armazena os dados que você ou seus programas estão usando com mais frequência e mais recentemente em seu cache, eliminando a necessidade de retirá-los dos pratos sempre que esses dados forem necessários e acelerando a unidade.
Lendo adiante e atrás
Normalmente, um disco rígido não coleta apenas os dados necessários. Ele também lê os dados ao seu redor. Discos rígidos não são eficientes. O sistema de pratos giratórios e cabeças de leitura / gravação é inerentemente limitado por depender de peças móveis físicas. As peças móveis são muito mais lentas que as totalmente eletrônicas. Portanto, os discos rígidos tentam compensar supondo.
Quando um usuário ou um programa faz uma solicitação de dados, o disco rígido puxa esses dados e os dados ao redor no prato e armazena tudo no buffer. Como existe uma probabilidade decente de que os dados ao redor sejam semelhantes, a unidade aposta que o usuário ou processo que solicitou os dados iniciais também solicitará os dados ao redor em breve também.
Fluxo de dados noturno
Existem várias etapas diferentes para recuperar dados de um disco rígido. Cada um deles leva tempo e é raro que eles sejam sincronizados. A transferência do disco rígido via SATA geralmente se move muito mais rápido do que a unidade pode ler e gravar dados nos pratos. O buffer de disco é frequentemente usado para nivelar esse fluxo de dados e tornar o processo muito mais suave.
Minimizando os tempos de espera ao escrever
Novamente, os discos rígidos estão lentos. Eles são provavelmente a parte mais lenta de qualquer computador por causa de suas partes móveis físicas. A gravação de dados geralmente é especialmente dolorosa.
O cache ajuda a acelerar a escrita, mentindo para o resto do computador. Um disco rígido leva os dados para o cache e começa a gravá-los. Em vez de esperar para gravar todos esses dados nos pratos, a unidade sinaliza ao resto do computador que ele gravou todos os dados. O computador continua enviando mais dados ou segue em frente, acreditando que o processo está completo. De qualquer forma, isso permite que o computador como um todo continue na próxima tarefa.
Há uma desvantagem, no entanto. Enquanto o disco rígido está tentando cumprir sua promessa de gravar os dados, ele pode perdê-lo. Se o computador for desligado repentinamente, todos os dados armazenados no cache que aguardam gravação serão apagados. O cache, como a RAM, é um armazenamento volátil.
Acelerando o seu disco rígido
O cache não equivale diretamente ao desempenho mais rápido da unidade em tarefas únicas. Não é como se estivesse realmente fazendo com que o disco se movesse mais rápido. Ter um buffer de disco, no entanto, permite que o disco rígido seja multitarefa com muito mais eficiência, e as chances são de que você precisará disso.
É raro que uma unidade faça apenas uma coisa ou apenas interaja com um processo de cada vez. Na maioria das vezes, os discos rígidos baseados em disco serão unidades de armazenamento em PCs modernos, deixando as instalações de aplicativos e sistemas operacionais em unidades de estado sólido. Mesmo com esse trabalho único, vários programas podem precisar acessar esse armazenamento por vez. Você pode até estar trabalhando ativamente com dois ou mais arquivos de sua unidade de armazenamento de uma só vez.
Servidores são outro espaço em que o cache nos discos rígidos é muito importante. Os discos rígidos do servidor sempre farão várias coisas. Pense em um banco de dados atrás de um site. Sempre que um usuário nesse site conclui uma ação que o site precisa armazenar ou registrar, o site acessa e grava no banco de dados. Toda vez que alguém vê esse site, ele lê no banco de dados. Seria raro que as unidades que armazenassem esse banco de dados não estivessem executando várias tarefas simultaneamente.
Cache em SSDs
Os SSDs não são tão lentos quanto os discos rígidos físicos, então eles também precisam de cache? Em suma, mais ou menos. A maioria dos SSDs utiliza um sistema de cache. Enquanto o cache nos discos rígidos se comporta como a RAM, o cache nas unidades de estado sólido é na verdade DRAM. É muito mais rápido e acompanha o ritmo das próprias unidades.
Mesmo que os SSDs sejam muito mais rápidos que seus equivalentes baseados em disco, o cache ainda possui benefícios. A unidade de estado sólido ainda usa cache para regular as unidades e fornecer acesso de leitura e gravação um pouco mais rápido. Enquanto isso, alguns SSDs não possuem essa DRAM interna para cache. Economiza no consumo de energia, mas força as unidades a compensar de outras maneiras.
Comprando um Drive
Portanto, o cache obviamente importa. O cache provavelmente não importará tanto quanto as especificações da unidade principal, mas você ainda deve levar em consideração. Se sua unidade for multitarefa ou estiver em execução constantemente, como em um servidor, procure tamanhos de cache maiores. Você verá o maior benefício disso. Os usuários domésticos que procuram uma unidade de armazenamento que acessam apenas ocasionalmente não precisam se preocupar tanto com isso. Para unidades de estado sólido, as águas são um pouco mais sombrias, mas ainda vale a pena considerar o cache no processo de decisão. Outros fatores podem facilmente ofuscá-lo, no entanto.
Se você ainda deseja acelerar o seu PC com Windows 10, confira nosso extenso guia sobre como fazer isso aqui.
