डिस्क कैश क्या है?

कैश के दो मुख्य वर्ग हैं, रीड कैश और राइट कैश। एक पठन कैश एक ऐसा उपकरण है जो अन्यथा डेटा तक तेजी से पहुंच प्रदान करता है जो अन्यथा पहुंचने में धीमा होगा। राइट कैश एक ऐसा उपकरण है जो तेज लिखने की गति का भ्रम प्रदान करता है, आम तौर पर उपयोगकर्ता से मेमोरी डिवाइस की वास्तविक धीमी गति को छुपाता है।

एक कैश की संरचना

आमतौर पर, एक कैश को वास्तविक डेटा की तुलना में एक मेमोरी टियर कम संग्रहित किया जाता है। हालाँकि, एक कैश से डेटा को अगले मेमोरी टियर में और कैश किया जा सकता है। चार मेमोरी टियर हैं, जिनमें CPU कैश/रजिस्टर सबसे कम और सबसे तेज़ टियर है और अभिलेखीय स्टोरेज उच्चतम और सबसे धीमा टियर है। सीपीयू कैश/रजिस्टर, सिस्टम रैम, स्टोरेज ड्राइव और अभिलेखीय भंडारण सबसे निचले से उच्चतम स्तर हैं।

मेमोरी टियर के प्रत्येक चरण में बढ़ी हुई गति लेकिन कम क्षमता प्रदान करता है। अधिकांश घरेलू उपयोगकर्ताओं के पास वास्तविक दुनिया में केवल सबसे कम तीन भंडारण स्तर होते हैं। अभिलेखीय भंडारण आम तौर पर लंबे समय तक और ऑफ़लाइन भंडारण के लिए लक्षित टेप भंडारण को संदर्भित करता है। अभिलेखीय भंडारण ऑप्टिकल या अन्य मानक भंडारण मीडिया के उपयोग को भी संदर्भित कर सकता है जिसे उपकरणों से हटा दिया गया है और ऑफ़लाइन रखा गया है। इन उदाहरणों के घर में पाए जाने की काफी अधिक संभावना है लेकिन फिर भी यह सामान्य नहीं हैं।

टिप्पणी: कुछ हद तक, क्लाउड स्टोरेज को अभिलेखीय स्टोरेज का एक प्रकार माना जा सकता है। यह बहुत अधिक ऑनलाइन है लेकिन जरूरी नहीं कि तुरंत पहुंच योग्य हो और आम तौर पर उपयोग करने में धीमा हो। हटाने योग्य मीडिया जैसे USB मेमोरी भी कुछ हद तक स्टोरेज ड्राइव और अभिलेखीय स्टोरेज के बीच की सीमा को फैलाती है।

डिस्क कैश के प्रकार

एक डिस्क कैश "डिस्क" पर किसी भी कैश को संदर्भित करता है, यानी एसएसडी और एचडीडी जैसे स्टोरेज ड्राइव। डिस्क कैश तीन प्रकार के होते हैं। रीड कैश में अभिलेखीय भंडारण से कुछ डेटा को अस्थायी रूप से कॉपी करना शामिल होगा, जबकि इसकी आवश्यकता होने पर इसे जल्दी से एक्सेस किया जा सकता है। SSD पर राइट कैश SLC कैश का रूप ले सकता है। एक I/O कैश आमतौर पर कुछ फ्लैश मेमोरी या DRAM होता है जिसका उपयोग पढ़ने और लिखने के संचालन दोनों को कैश करने के लिए किया जाता है। इन सभी की परिभाषित विशेषता यह है कि कैश डिस्क पर ही होता है।

डिस्क कैश पढ़ें

डिस्क कैश का रीड कैश संस्करण डिस्क कैश का कम से कम उपयोग किया जाने वाला प्रकार है। अभिलेखीय भंडारण, इसकी परिभाषा के अनुसार, शायद ही कभी आवश्यक हो। डेटा को सीधे अभिलेखीय मीडिया से भी पढ़ा जा सकता है। मुद्दा गति है। एक्सेस समय धीमा है क्योंकि डेटा ऑफ़लाइन है, जिसके लिए एक उपयुक्त स्टोरेज डिवाइस को पहचानने और कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है। पढ़ने की गति अभिलेखीय माध्यम पर निर्भर करती है लेकिन आम तौर पर ज्यादातर मामलों के लिए पर्याप्त होगी। लेकिन उच्च बैंडविड्थ आवश्यकताओं जैसे उच्च-परिभाषा वीडियो देखने के लिए आदर्श नहीं हो सकता है। इन परिदृश्यों में, एक रीड डिस्क कैश का उपयोग वीडियो फ़ाइल की प्रतिलिपि को स्टोरेज माध्यम में कैश करने के लिए किया जा सकता है जो इसे रीयल-टाइम में वापस चला सकता है।

डिस्क कैश लिखें

आधुनिक एसएसडी तेजी से चमक रहे हैं, अविश्वसनीय रूप से तेजी से पढ़ने और लिखने की गति प्रदान करते हैं। आप जो महसूस नहीं कर सकते हैं वह यह है कि यह तकनीकी रूप से सच नहीं है। बाजार में अधिकांश एसएसडी टीएलसी उर्फ ​​ट्रिपल लेयर सेल हैं। इसका मतलब है कि प्रत्येक मेमोरी सेल तीन बिट डेटा स्टोर कर सकता है। जबकि यह एक बिट प्रति सेल के साथ कच्चे एसएलसी (सिंगल लेयर सेल) के भंडारण घनत्व का तीन गुना प्रदान करता है, यह बहुत धीमा भी है।

बख्शीश: टीएलसी फ्लैश अभी भी तेज है। यह HDDs और शुरुआती SSDs द्वारा उपयोग की जाने वाली SATA 3 बस की पीक बैंडविड्थ से कई गुना तेज है। क्यूएलसी फ्लैश या क्वाड लेवल सेल और भी धीमे हैं, कुछ परीक्षणों में वास्तव में एचडीडी की तुलना में धीमी गति से प्रदर्शन कर रहे हैं।

उपयोगकर्ता से धीमी लेखन गति को छिपाने के लिए SLC कैश का आविष्कार किया गया था। एसएलसी कैश केवल टीएलसी फ्लैश को एसएलसी फ्लैश के रूप में मानता है, जिससे इसे बढ़ी हुई गति से संचालित किया जा सकता है। एसएलसी कैश में लिखे गए डेटा को आंतरिक रूप से टीएलसी प्रारूप में उतनी ही तेजी से कॉपी किया जाता है जितनी तेजी से लिखने की गति की अनुमति होती है। यह तकनीक उत्कृष्ट रूप से काम करती है, बढ़ती गति की पेशकश करती है जिसने नए, तेज मानकों के विकास को आवश्यक बना दिया है।

हालाँकि, SLC कैश में कुछ चेतावनियाँ हैं। SLC कैश का आकार SSD के शेष खाली स्थान का 1/3 है। जैसे ही SSD भरता है, SLC कैश का आकार घट जाता है। यह बड़ी खाली ड्राइव पर बहुत अधिक समस्या नहीं है, लेकिन छोटी या निकट-क्षमता वाले SSD पर हो सकती है। एक बार एसएलसी कैश भरने के बाद, उपयोगकर्ता वास्तविक टीएलसी लिखने की गति के संपर्क में आने पर नाटकीय रूप से लिखने की गति में गिरावट देखता है।

टिप्पणी: तकनीकी रूप से, यदि भविष्य में डेटा को अभिलेखीय मीडिया में लिखा जाना है, तो किसी भी भंडारण डिस्क को अभिलेखीय मीडिया के लिए एक राइट कैश के रूप में माना जा सकता है। हालांकि, यह अर्थ आम तौर पर ग्रहण नहीं किया जाएगा।

आई/ओ डिस्क कैश

एचडीडी आम तौर पर बहुत धीमी गति से काम करते हैं, यहां तक ​​कि उनके इष्टतम वर्कलोड में भी। जितना संभव हो सके इसे उपयोगकर्ता से छिपाने में सहायता के लिए, I/O कैश का उपयोग किया जा सकता है। एक I/O कैश आवश्यकतानुसार पढ़ने और लिखने के संचालन को कैश करता है। यह कैश आमतौर पर ड्राइव में ही फ्लैश मेमोरी या DRAM से बना होता है। क्षमताएं आम तौर पर कम होती हैं, हालांकि एसएसएचडी या सॉलिड स्टेट हाइब्रिड ड्राइव वर्ग जिसमें फ्लैश मेमोरी की सुविधा होती है, हालांकि आधुनिक एसएसडी क्षमताओं के साथ तुलनीय नहीं होने पर भी अधिक क्षमता प्रदान करता है।

कैशिंग रीड्स का अर्थ है कि HDD को डेटा खोजने और फिर पढ़ने की आवश्यकता नहीं है। यह उत्कृष्ट प्रदर्शन लाभ प्रदान कर सकता है, लेकिन केवल बाद के रीड ऑपरेशंस पर। पहला पठन हमेशा धीमा होता है। कैशिंग राइट्स का मतलब है कि छोटे राइट ऑपरेशंस को कैश में अवशोषित किया जा सकता है और फिर जितनी जल्दी हो सके वास्तविक एचडीडी में लिखा जा सकता है। यह तेज गति प्रदान करता है, लेकिन यदि कैश कभी समाप्त हो जाता है तो एक बड़ा प्रदर्शन गिरता है।

एक I/O कैश को पढ़ने और लिखने दोनों कार्यों की ज़रूरतों को सावधानीपूर्वक संतुलित करना होता है, खासकर जब केवल एक छोटा कैश उपलब्ध हो। बड़े कैश इस मुद्दे को कुछ हद तक नकारते हैं, हालांकि बड़े डेटा सेट वाले एज केस अभी भी सबसे बड़े एसएसएचडी के फ्लैश कैश को अभिभूत कर सकते हैं।

टिप्पणी: SSD तकनीकी रूप से अपने ऑनबोर्ड DRAM को I/O कैश के रूप में भी उपयोग कर सकते हैं। हालाँकि, यह आमतौर पर मुख्य रूप से या विशेष रूप से SSD पर डेटा खोजने के लिए उपयोग की जाने वाली तार्किक से भौतिक पता अनुवाद तालिका को संग्रहीत करने के लिए उपयोग किया जाता है।

निष्कर्ष

डिस्क कैश एक कैश है जो सीधे स्टोरेज ड्राइव पर मौजूद होता है। यह रीड-ऑर-राइट कैश या I/O कैश का रूप ले सकता है। रीड कैश आमतौर पर धीमे, अभिलेखीय स्टोरेज से डेटा को कैश करता है। राइट कैश उपयोगकर्ता से स्टोरेज डिस्क की धीमी लेखन गति को छिपाते हैं। I/O कैश उपयोगकर्ता से धीमी पढ़ने और धीमी लिखने की गति दोनों को छुपाता है।

कैश उत्कृष्ट प्रयोज्य उपकरण हैं लेकिन समाप्त होने पर उपयोगकर्ताओं के लिए कुछ सिरदर्द पैदा कर सकते हैं। यह एसएलसी कैश जैसे डायनेमिक राइट कैश के लिए विशेष रूप से सच है। जैसा कि गैर-तकनीकी उपयोगकर्ता नहीं समझ सकते हैं कि उनकी लिखने की गति इतनी धीमी क्यों है और इस प्रकार क्षमता के मुद्दों को संबोधित करके उन्हें ठीक करने में असमर्थ हैं।