A gyorsítótárnak két fő osztálya van, az olvasási gyorsítótár és az írási gyorsítótár. Az olvasási gyorsítótár egy olyan eszköz, amely gyors hozzáférést biztosít az egyébként lassan elérhető adatokhoz. Az írási gyorsítótár egy olyan eszköz, amely a gyors írási sebesség illúzióját kínálja, általában elrejti a memóriaeszköz valódi lassú sebességét a felhasználó elől.
A gyorsítótár szerkezete
A gyorsítótár általában egy memóriaszinttel alacsonyabban van tárolva, mint a tényleges adatok. Az egyik gyorsítótárból származó adatok azonban tovább gyorsítótárazhatók a következő memóriaszinten. Négy memóriaszint van, a CPU gyorsítótár/regiszterek a legalacsonyabb és leggyorsabb szint, az archív tároló pedig a legmagasabb és leglassabb szint. A legalacsonyabbtól a legmagasabbig terjedő szintek a CPU gyorsítótár/regiszterek, a rendszer RAM, a tárolómeghajtók és az archív tárhely.
A memóriaszintek minden egyes lépése nagyobb hozzáférési sebességet, de csökkentett kapacitást kínál. A legtöbb otthoni felhasználó csak a legalacsonyabb három tárolási szinttel rendelkezik a való világban. Az archív tárolás általában a hosszú távú és offline tárolásra szánt szalagos tárolást jelenti. Az archív tárolás utalhat az eszközökről eltávolított és offline állapotban tartott optikai vagy egyéb szabványos adathordozók használatára is. Ezek a példák lényegesen nagyobb valószínűséggel fordulnak elő otthon, de még mindig nem olyan gyakoriak.
Jegyzet: A felhőalapú tárolás bizonyos mértékig az archív tárolás egyik változatának tekinthető. Nagyon sok helyen van online, de nem feltétlenül érhető el azonnal, és általában lassan érhető el. A cserélhető adathordozók, például az USB-memória, szintén átlépik a tárolómeghajtó és az archív tárhely határát.
A lemezgyorsítótár típusai
A lemezgyorsítótár a „lemezen” lévő bármely gyorsítótárra utal, azaz a tárolómeghajtókra, például az SSD-kre és a HDD-kre. Háromféle lemez-gyorsítótár létezik. Az olvasási gyorsítótár bizonyos adatokat ideiglenesen átmásol az archív tárhelyről, hogy gyorsabbá tegye a hozzáférést, amíg szükség van rá. Az írási gyorsítótár egy SLC-gyorsítótár formáját öltheti SSD-n. Az I/O gyorsítótár általában egy flash memória vagy DRAM, amelyet az olvasási és írási műveletek gyorsítótárazására használnak. Mindezek meghatározó jellemzője, hogy a gyorsítótár magán a lemezen van.
Olvassa el a Lemezgyorsítótárat
A lemezgyorsítótár olvasási gyorsítótár változata valószínűleg a legkevésbé használt lemez-gyorsítótár típusa. Az archív tárolásra a maga definíciója szerint ritkán van szükség. Az adatok közvetlenül az archív adathordozókról is kiolvashatók. A probléma a sebesség. A hozzáférési idő lassú, mivel az adatok offline állapotban vannak, ezért megfelelő tárolóeszköz azonosítása és csatlakoztatása szükséges. Az olvasási sebesség az archiválási adathordozótól függ, de általában elegendő a legtöbb esetben. De nem biztos, hogy ideális nagy sávszélesség-igényekhez, például nagyfelbontású videónézéshez. Ezekben a forgatókönyvekben az olvasási lemez gyorsítótár használható a videofájl másolatának gyorsítótárazására egy adathordozóra, amely valós időben lejátssza azt.
Írja a lemez gyorsítótárát
A modern SSD-k rendkívül gyorsak, és hihetetlenül gyors olvasási és írási sebességet kínálnak. Talán nem veszi észre, hogy ez technikailag nem igaz. A legtöbb SSD a piacon TLC, más néven Triple Layer Cells. Ez azt jelenti, hogy minden memóriacella három bit adatot tárolhat. Bár ez háromszor akkora tárolási sűrűséget kínál, mint a nyers SLC (Single Layer Cells) cellánként egy bittel, ugyanakkor sokkal lassabb is.
Tipp: A TLC flash továbbra is gyors. Sokszor gyorsabb, mint a merevlemezek és a korai SSD-k által használt SATA 3 busz csúcs sávszélessége. A QLC flash vagy a Quad Level Cells még lassabb, egyes tesztekben valójában lassabban teljesít, mint a merevlemezek.
Az SLC gyorsítótárat azért találták ki, hogy elrejtse a lassú írási sebességet a felhasználó elől. Az SLC gyorsítótár egyszerűen SLC vakuként kezeli a TLC vakut, lehetővé téve a nagyobb sebességű működést. Az SLC gyorsítótárba írt adatok ezután belsőleg a TLC formátumba másolódnak, amilyen gyorsan az írási sebesség lehetővé teszi. Ez a technika kiválóan működik, egyre nagyobb sebességet kínál, ami új, gyorsabb szabványok kidolgozását tette szükségessé.
Az SLC gyorsítótárak azonban bizonyos figyelmeztetéseket tartalmaznak. Az SLC gyorsítótár mérete az SSD fennmaradó szabad helyének 1/3-a. Ahogy az SSD megtelik, az SLC gyorsítótár mérete csökken. Ez nem olyan nagy probléma a nagy üres meghajtókon, de előfordulhat egy kisebb vagy csaknem kapacitású SSD-n. Miután az SLC gyorsítótár megtelt, a felhasználó azt látja, hogy az írási sebesség drámaian csökken, ahogy ki vannak téve az eredeti TLC írási sebességnek.
Jegyzet: Technikailag, ha a jövőben az adatokat archív adathordozóra kell írni, bármely tárolólemezt az archív adathordozó írási gyorsítótárának lehet tekinteni. Ezt a jelentést azonban általában nem feltételezik.
I/O lemezgyorsítótár
A merevlemezek általában meglehetősen lassúak, még optimális munkaterhelésük mellett is. Annak érdekében, hogy ezt a lehető legnagyobb mértékben elrejtse a felhasználó elől, I/O gyorsítótár használható. Az I/O gyorsítótár szükség szerint gyorsítótárazza az olvasási és írási műveleteket. Ez a gyorsítótár jellemzően Flash memóriából vagy a meghajtóban lévő DRAM-ból áll. A kapacitások általában alacsonyak, bár a Flash memóriával rendelkező SSHD vagy Solid State Hybrid Drive osztály jelentősebb képességeket kínál, bár nem hasonlítható össze a modern SSD kapacitásokkal.
Az olvasások gyorsítótárazása azt jelenti, hogy a HDD-nek nem kell megkeresnie, majd beolvasnia az adatokat. Ez kiváló teljesítményelőnyöket kínál, de csak a későbbi olvasási műveleteknél. Az első olvasás mindig lassú. Az írások gyorsítótárazása azt jelenti, hogy a kis írási műveletek a gyorsítótárba abszorbeálhatók, majd amilyen gyorsan csak engedi, a tényleges HDD-re írhatók. Ez nagyobb sebességet biztosít, de nagy teljesítménycsökkenést tapasztal, ha a gyorsítótár kimerül.
Az I/O gyorsítótárnak gondosan ki kell egyensúlyoznia az olvasási és írási funkciók igényeit, különösen akkor, ha csak kis gyorsítótár áll rendelkezésre. A nagyobb gyorsítótárak némileg megcáfolják ezt a problémát, bár a nagy adathalmazokkal rendelkező szélső esetek még mindig túlterhelhetik a legnagyobb SSHD-k flash-gyorsítótárát.
Jegyzet: Az SSD-k technikailag I/O gyorsítótárként is használhatják a beépített DRAM-jukat. Ez azonban jellemzően elsősorban vagy kizárólag az SSD-n lévő adatok kereséséhez használt logikai-fizikai cím fordítási táblázat tárolására szolgál.
Következtetés
A lemezgyorsítótár olyan gyorsítótár, amely közvetlenül a tárolómeghajtón található. Ez lehet olvasási vagy írási gyorsítótár vagy I/O gyorsítótár. Az olvasási gyorsítótárak általában lassabb, archív tárhelyről tárolják az adatokat. Az írási gyorsítótárak elrejtik a tárolólemezek lassú írási sebességét a felhasználó elől. Az I/O gyorsítótárak mind a lassú olvasási, mind a lassú írási sebességet elrejtik a felhasználó elől.
A gyorsítótárak kiváló használhatósági eszközök, de fejfájást okozhatnak a felhasználóknak, ha kimerültek. Ez különösen igaz a dinamikus írási gyorsítótárra, például az SLC gyorsítótárra. Előfordulhat, hogy a nem műszaki felhasználók nem értik, miért olyan lassú az írási sebességük, és ezért nem tudják megoldani a kapacitásproblémák megoldásával.