PCは複雑なマシンであり、すべてが連携して動作する小さなコンポーネントが多数あります。 CPUやGPUからハードドライブやメモリに至るまで、操作を実行してアプリケーションを実行するためには、デスクトップPCまたはラップトップPCの小さな部分がすべて集まっている必要があります。 PCハードウェアを使用した経験のある人なら誰でも、容量、読み取り/書き込み速度、プラッターの回転速度など、主要なハードドライブの仕様に精通しています。 ただし、ハードドライブの速度に実際に影響を与える可能性のある、あまり知られていないが見過ごされがちな機能、つまりキャッシュのサイズがあります。 ハードドライブキャッシュとは何か、どのように機能するかを簡単に見てみましょう。
ハードドライブキャッシュとは
クイックリンク
- ハードドライブキャッシュとは
- 仕組みは？
- 先読みと後ろ読み
- 夜のデータフロー
- 書き込み時の待機時間の最小化
- ハードドライブの高速化
- SSDのキャッシュ
- ドライブを購入する
ハードドライブキャッシュは、多くの場合、ディスクバッファと呼ばれます。 その名前によって、その目的がもう少し明確になります。 プラッタの永続ストレージにデータを読み書きするため、ハードドライブの一時メモリとして機能します。
ハードドライブのキャッシュは、ハードドライブ専用のRAMのようなものと考えることができます。 アナロジーも実際に非常によく適合します。 ハードドライブには、CPUのようにドライブに出入りするデータを管理および処理するマイクロコントローラが組み込まれています。 キャッシュはそのコントローラーと連動して、処理中のメモリを保存します。
また、バッファリングビデオのように考えることもできます。 誰もが遅い接続でのビデオのストリーミングを扱ってきました。 ビデオプレーヤーは、再生前または再生中にさらにデータを収集するために待機するため、ビデオの再生をよりスムーズに続行できます。 ハードドライブキャッシュにより、ハードドライブはデータの読み取りまたは書き込み中に同じことを実行できます。
仕組みは？
ハードドライブがデータを読み書きするとき、プラッターからそのデータを引き出す必要があります。 多くの場合、コンピューターを使用している人はおそらく一度に1つまたは2つのタスクを処理するため、ハードドライブは同じデータを繰り返し処理します。 ドライブは、ユーザーまたはプログラムが最近頻繁に使用するデータをキャッシュに保持するため、データが必要になるたびにプラッタからデータを取り出す必要がなくなり、ドライブが高速化されます。
先読みと後ろ読み
通常、ハードドライブは必要なデータを取得するだけではありません。 また、周囲のデータも読み取ります。 ハードドライブは効率的ではありません。 回転するプラッターと読み取り/書き込みヘッドのシステムは、物理的に可動する部品に依存するため、本質的に制限されます。 可動部品は、完全に電子的な部品よりもはるかに低速です。 そのため、ハードドライブは推測によって補正しようとします。
ユーザーまたはプログラムがデータを要求すると、ハードドライブはそのデータとその周辺のデータをプラッタに引き出し、すべてをバッファに保存します。 周囲のデータが類似している可能性が十分にあるため、ドライブは、初期データを要求したユーザーまたはプロセスもすぐに周囲のデータを要求することに賭けます。
夜のデータフロー
ハードドライブからデータを取得するには、さまざまな手順があります。 それらのそれぞれが時間がかかり、それらが同期することはまれです。 通常、SATAを介したハードドライブからの転送は、ドライブがプラッターに対してデータを読み書きできる速度よりはるかに速く移動します。 ディスクバッファは、多くの場合、このデータの流れを均等にし、プロセスをよりスムーズにするために使用されます。
書き込み時の待機時間の最小化
繰り返しますが、ハードドライブは遅いです。 それらは、物理的に動く部分があるため、おそらくどのコンピューターでも最も遅い部分です。 通常、データの書き込みは特に苦痛です。
キャッシュは、コンピューターの残りの部分に横たわることにより、書き込みを高速化するのに役立ちます。 ハードドライブはデータをキャッシュに取り込み、書き込みを開始します。 そのデータのすべてをプラッタに書き込むのを待つ代わりに、ドライブはすべてのデータを書き込んだことをコンピュータの残りの部分に送り返します。 コンピューターは、プロセスが完了したと信じて、さらにデータを送信し続けるか、続行します。 いずれにせよ、これにより、コンピューター全体で次のタスクに進むことができます。
ただし、欠点もあります。 ハードドライブは、データを書き込むという約束をうまく果たそうとしている間、データを失う可能性があります。 コンピューターの電源が突然切れると、キャッシュに保存されていて書き込みを待機しているデータはすべて消えます。 キャッシュは、RAMと同様、揮発性ストレージです。
ハードドライブの高速化
キャッシュは、単一のタスクでの高速なドライブパフォーマンスと直接同等になるわけではありません。 ドライブが実際に速く動くようになっているわけではありません。 ただし、ディスクバッファーを使用すると、ハードドライブがより効率的にマルチタスクを実行できるようになります。これが必要になる可能性があります。
ドライブが1つのことだけを行うことや、一度に1つのプロセスとしか対話しないことはまれです。 ほとんどの場合、ディスクベースのハードドライブは最新のPCのストレージドライブになり、オペレーティングシステムとアプリケーションのインストールはソリッドステートドライブのままになります。 この単一のジョブでも、複数のプログラムが一度にそのストレージにアクセスする必要がある場合があります。 ストレージドライブの2つ以上のファイルを一度にアクティブに操作することもできます。
サーバーは、ハードドライブにキャッシュを持つことが非常に重要な別のスペースです。 サーバーのハードドライブは常に複数のことを実行します。 Webサイトの背後にあるデータベースを考えてください。 そのサイトのユーザーがWebサイトが保存またはログ記録する必要のあるアクションを完了するたびに、サイトはデータベースにアクセスしてデータベースに書き込みます。 誰かがそのWebサイトを表示するたびに、データベースから読み取ります。 そのデータベースを保存するドライブが複数のタスクを同時に実行することはまれです。
SSDのキャッシュ
SSDは物理ハードドライブほど遅くないので、キャッシュも必要ですか？ 要するに、並べ替え。 ほとんどのSSDはキャッシュシステムを使用しています。 ハードドライブのキャッシュはRAMのように動作しますが、ソリッドステートドライブのキャッシュは実際にはDRAMです。 それははるかに高速であり、ドライブ自体に対応しています。
SSDはディスクベースのものよりもはるかに高速ですが、キャッシュにはまだ利点があります。 ソリッドステートドライブは引き続きキャッシュを使用してドライブを調整し、多少高速な読み取りおよび書き込みアクセスを提供します。 一方、一部のSSDには、実際にはキャッシュ用の組み込みDRAMがありません。 電力消費は節約されますが、ドライブは他の方法で強制的に補償されます。
ドライブを購入する
したがって、キャッシュは明らかに重要です。 キャッシュはおそらくプライマリドライブの仕様ほど重要ではありませんが、それを考慮する必要があります。 サーバーのように、ドライブがマルチタスクを実行したり、常に実行されている場合は、より大きなキャッシュサイズを探してください。 あなたはそれから最大の利益を見るでしょう。 時々しかアクセスしないストレージドライブを探しているホームユーザーは、それほど心配する必要はありません。 ソリッドステートドライブの場合、水域は少し濁りますが、意思決定プロセスでキャッシュを検討する価値があります。 ただし、他の要因が簡単にそれを覆い隠す可能性があります。
Windows 10 PCの高速化を引き続き検討している場合は、ここでそれを行う方法に関する詳細なガイドを参照してください。
