Влияет ли место на диске на производительность

Опубликовано: 16.05.2024

Скорость и производительность работы компьютера определяется множеством факторов. Невозможно добиться ощутимого повышения производительности за счёт улучшения характеристик какого-либо одного устройства, например, за счёт повышения тактовой частоты процессора. Только тщательно подобрав и сбалансировав все компоненты компьютера можно добиться существенного повышения производительности работы компьютера.

Следует помнить, что компьютер не может работать быстрее, чем самое медленное из устройств, задействованных для выполнения этой задачи.

Тактовая частота процессора

Наиболее важный параметр производительности компьютера — скорость процессора, или, как её называют, тактовая частота, которая влияет на скорость выполнения операций в самом процессоре. Тактовой частотой называют рабочую частоту ядра процессора (т. е. той части, которая выполняет основные вычисления) при максимальной загрузке. Отметим, что другие компоненты компьютера могут работать на частотах, отличных от частоты процессора.

Измеряется тактовая частота в мегагерцах (MHz) и гигагерцах (GHz). Количество тактов в секунду, выполняемых процессором, не совпадает с количеством операций, выполняемых процессором за секунду, поскольку для реализации многих математических операций требуется несколько тактов. Понятно, что в одинаковых условиях процессор с более высокой тактовой частотой должен работать эффективнее, чем процессор с более низкой тактовой частотой.

С увеличением тактовой частоты процессора увеличивается и число операций, совершаемых компьютером за одну секунду, а следовательно, возрастает и скорость работы компьютера.

Объем оперативной памяти

Важным фактором, влияющим на производительность компьютера, является объем оперативной памяти и её быстродействие (время доступа, измеряется в наносекундах). Тип и объем оперативной памяти оказывает большое влияние на скорость работы компьютера.

Самым быстро работающим устройством в компьютере является процессор. Вторым по скорости работы устройством компьютера является оперативная память, однако, оперативная память значительно уступает процессору по скорости.

Чтобы сравнить скорость работы процессора и оперативной памяти, достаточно привести только один факт: почти половину времени процессор простаивает в. ожидании ответа от оперативной памяти. Поэтому чем меньше время доступа к оперативной памяти (т. е. чем она быстрее), тем меньше постаивает процессор, и тем быстрее работает компьютер.

Чтение и запись информации из оперативной памяти осуществляется значительно быстрее, чем с любого другого устройства для хранения информации, например, с винчестера, поэтому увеличение объёма оперативной памяти и установка более быстрой памяти приводит к увеличению производительности компьютера при работе с приложениями.

Объем жёсткого диска и скорость работы жёсткого диска

На производительность компьютера влияет скорость связи шины жёсткого диска и свободный объем дискового пространства.

Объем жёсткого диска, как правило, влияет на количество программ, которые вы можете установить на компьютер, и на количество хранимых данных. Ёмкость накопителей для жёстких дисков измеряется, как правило, десятками и сотнями гигабайт.

Жёсткий диск работает медленнее, чем оперативная память. Так как скорость обмена данными для жёстких дисков Ultra DMA 100 не превышает 100 мегабайт в секунду (133 Мбайт/сек для Ultra DMA 133). Ещё медленнее происходит обмен данными в DVD и CD-приводах.

Важными характеристиками винчестера, влияющими на Скорость работы компьютера, являются:

• Скорость вращения шпинделя;
• Среднее время поиска данных;
• Максимальная скорость передачи данных.

Размер свободного места на жёстком диске

При нехватке места в оперативной памяти компьютера Windows и многие прикладные программы вынуждены размещать часть данных, необходимых для текущей работы, на жёстком диске, создавая так называемые временные файлы (swap files) или файлы подкачки.

Поэтому важно, чтобы на диске было достаточно свободного места для записи временных файлов. При недостатке свободного места на диске многие приложения просто не могут корректно работать или их скорость работы значительно падает.

После завершения работы приложения все временные файлы, как правило, автоматически удаляются с диска, освобождая место на винчестере. Если размер оперативной памяти достаточен для работы (не менее нескольких Гб), то размер файла подкачки для персонального компьютера не так существенно влияет на быстродействие компьютера и может быть установлен минимальным.

Дефрагментация файлов

Операции удаления и изменения файлов на диске приводят к фрагментации файлов, выражающейся в том, что файл занимает не соседние области на диске, а разбивается на несколько частей, хранящихся в разных областях диска. Фрагментация файлов приводит к дополнительным затратам на поиск всех частей открываемого файла, что замедляет доступ к диску и уменьшает (как правило, не существенно) общее быстродействие диска.

Для ускорения работы с жёстким диском, рекомендуется периодически проводить дефрагментацию диска. Дефрагментация диска — процесс перезаписи частей файла в соседние сектора на жёстком диске для ускорения доступа и загрузки.

Например, для выполнения дефрагментации в операционной системе Windows 7 щёлкните по кнопке Пуск и в раскрывшемся главном меню выберите последовательно команды Все программы, Стандартные, Служебные, Дефрагментация диска.

Количество одновременно работающих приложений

Windows — многозадачная операционная система, которая позволяет одновременно работать сразу с несколькими приложениями. Но чем больше приложений одновременно работают, тем сильнее возрастает нагрузка на процессор, оперативную память, жёсткий диск, и тем самым замедляется скорость работы всего компьютера, всех приложений.

Поэтому те приложения, которые не используются в данный момент, лучше закрыть, освобождая ресурсы компьютера для оставшихся приложений.

Фрагментация файлов. Фрагментация файлов является проблемой**, однако отсутствие свободного места, хоть и является одним из многих факторов, не является единственной причиной фрагментации. Основные моменты:

• Вероятность фрагментации файла не связана с объёмом свободного места на диске. Она зависит от размера наибольшего непрерывного блока свободного пространства на диске (т.е. «пробелов» свободного пространства), который ограничен сверху объёмом свободного пространства. Другой зависимостью является метод, используемый файловой системой при размещении файлов (об этом далее).
  Например: Если на диске занято 95% пространства и всё что свободно представлено одним непрерывным блоком, то у новый файл будет фрагментирован с вероятностью 0% (если, конечно нормальная файловая система не фрагментирует файлы специально — прим. автора) (также и вероятность фрагментации расширяемого файла не зависит от объёма свободного пространства). С другой стороны, диск, заполненный на 5% данными равномерно распределёнными по нему имеет очень высокую вероятность фрагментации.
• Обратите внимание, что фрагментация файлов влияет на производительность только когда осуществляется доступ к этим файлам. Например: У вас есть хороший, дефрагментированный диск с большим количеством свободных «пробелов» на нём. Типичная ситуация. Всё работает хорошо. Однако, в какой-то момент вы приходите к ситуации когда больше не осталось больших свободных блоков. Вы скачиваете большой фильм, и этот файл оказывается сильно фрагментирован. Это не замедлит ваш компьютер. Файлы ваших приложений и прочие, что были в полном порядке, не станут моментально фрагментированными. Фильм конечно может дольше грузиться (однако, типичные битрейты фильмов настолько значительно ниже скорости чтения жёстких дисков, что вероятно это пройдёт незамеченным), также это может сказаться на производительности I/O пока фильм загружается, но ничего более не изменится.
• Хотя фрагментация и является проблемой, часто проблема компенсируется кэшированием и буферизацией со стороны операционной системы и аппаратного обеспечения. Отложенная запись, упреждающее чтение и прочее помогают решить проблемы, вызываемые фрагментацией. В общем случае вы не замечаете ничего, пока уровень фрагментации не станет слишком высок (я даже рискну сказать, что пока ваш файл подкачки не фрагментирован, вы не заметите ничего)

Смотрите: если у вас компьютер медленно работает из-за большого числа установленных программ и т.п., и вы клонируете, в точности, ваш жёсткий диск на жёсткий диск большего объёма, а затем расширите разделы, чтобы получить больше свободного пространства, компьютер не станет по мановению руки быстрее. Те же программы загружаются, те же файлы фрагментированы тем же образом, работает тот же сервис индексирования, ничто не изменяется, несмотря на увеличение свободного пространства.

1. Ваш жёсткий диск не занимается поиском места для размещения файлов. Жёсткий диск глуп. Он ничто. Это большой блок адресуемого хранилища, который слепо повинуется операционной системе в вопросах размещения. Современные диски оснащены сложными механизмами кэширования и буферизации, созданными чтобы предсказывать запросы операционной системы на основе накопленного людьми опыта (некоторые диски даже знают о файловых системах). Но, по сути, о диске следует думать как о большом глупом хранящем данные кирпиче, иногда обладающем функциями повышения производительности.
2. Ваша операционная система также не занимается поиском места для размещения. Нет никакого «поиска». Большие усилия были приложены для решения этой проблемы, т.к. она является критичной для производительности файловых систем. Данные располагаются на вашем диске так как определено файловой системой, Например, FAT32 (старые компьютеры с DOS и Windows), NTFS (новые системы Windows), HFS+ (Mac), ext4 (некоторые системы Linux) и многие другие. Даже концепция «файла» или «директории» («папки» — прим. переводчика) — всего лишь плод типичной файловой системы: жёсткие диски знать не знают о таких зверях как «файлы». Детали лежат за пределами этого текста. Однако, по сути, все распространённые файловые системы содержат способ отслеживания свободного пространства на диске и потому «поиск» свободного пространства, при нормальных обстоятельствах (т.е. при нормальном состоянии файловой системы), не является необходимым. Примеры:

содержит главную таблицу файлов (master file table) которая включает специальные файлы (например, $Bitmap) и множество метаданных, описывающих диск. По сути, она отслеживает последующие свободные блоки, так что файлы могут быть записаны на диск без необходимости сканировать диск каждый раз.
• Другой пример, ext4 имеет сущность, называемую «bitmap allocator», улучшение по сравнению с ext2 и ext3, которое помогает напрямую определить положение свободных блоков, вместо сканирования списка свободных блоков. Ext4 также поддерживает «отложенное распределение», по сути являющуюся буферизацией данных операционной системой в оперативную память перед записью на диск, с тем чтобы принять наилучшее решение по размещению для снижения фрагментации.
• Множество других примеров.

Нет, этого не происходит. По крайней мере ни в одной из знакомых мне файловых систем. Файлы просто фрагментируются.

Процесс «перемещения файлов туда-сюда для выделения длинного непрерывного блока» называется дефрагментацией. Этого не происходит при записи файлов. Это происходит когда вы запускаете программу дефрагментации диска. по крайней мере, в новых системах Windows это происходит автоматически по расписанию, но запись файла никогда не является причиной для старта этого процесса.

Возможность избегать необходимости в перемещении файлов подобным образом является ключевой для производительности файловых систем, и причиной почему происходит фрагментация, а дефрагментация является отдельным шагом.

Это более сложный вопрос, а я уже и так много написал.

• Для всех типов дисков:
  
  • Самое важное — оставлять достаточно места для того чтобы самому пользоваться компьютером эффективно. Если заканчивается место, возможно вам нужен диск большего объёма.
  • Многие утилиты дефрагментации дисков требуют наличие некоторого минимума свободного места (кажется, поставляемая в комплексе с Windows в худшем случае требует 15% свободного места) для своей работы. Они используют это место для временного хранения фрагментированных файлов, пока производится перемещение других объектов.
  • Оставьте места для других функций операционной системы. Например, если у вашего компьютера нет большого количества физической оперативной памяти, и виртуальная память включена с файлом подкачки динамического объёма, следует оставлять достаточно свободного места для размещения файла подкачки максимального размера. Если у вас ноутбук, который вы отправляете в гибернацию (hibernation), вам потребуется достаточно свободного места для сохранения файла состояния гибернации. Такие вот вещи.
  • Для оптимальной надёжности (и в меньшей степени производительности) на SSD должно быть некоторое свободное пространство, которое, не вдаваясь в детали, используется для равномерного распределения данных по диску, чтобы избежать постоянной записи в одно и то же место (что приводит к истощению ресурса). Концепция резервирования свободного места называется перезакладывание (over-provisionning). Это важно, но во многих SSD обязательное резервное пространство уже выделено. То есть, у дисков часто есть на несколько десятков гигабайт больше места, чем они демонстрируют операционной системе. Более дешёвые диски часто требуют, чтобы вы оставили неразмеченным часть пространства. Но при работе с дисками, у которых есть принудительное резервирование, этого не требуется. Важно отметить, что дополнительное место часто берётся только из неразмеченных областей. Поэтому не всегда будет работать вариант, когда ваш раздел занимает весь диск, а вы оставляете немного свободного места на нём. Ручное перезакладывание требует чтобы вы сделали ваш раздел меньше, чем размер диска. Сверьтесь с руководством пользователя вашего SSD. TRIM и сбор мусора (garbage collection) и подобные вещи тоже оказывают влияние, но они лежат за рамками этого текста.

  Лично я обычно покупаю новый диск большего размера, когда у меня остаётся примерно 20-25% свободного пространства. Это не связано с производительностью, просто, когда я дохожу до этой точки — это означает, что скоро место закончится, а значит, пора купить новый диск.

  Более важным делом, нежели слежение за свободным местом, является проверить, что запланированная дефрагментация включена там, где надо (не на SSD), так что вы никогда не придёте к моменту, когда она достаточно велика чтобы оказать заметное воздействие.

  Послесловие

  Любое блокирование, которое может произойти будет связано с конкуренцией за физические ресурсы, что обычно компенсируется большими объёмами кэша. Дуплексный режим SATA не имеет почти никакого отношения к данному случаю.

  Многие пользователи Windows сталкивались с предложением об очистке дисков, чтобы повысить производительность своей системы. Кто-то шел очищать систему, а кто-то задавался вопросом «Как именно количество свободного места на диске влияет на производительность компьютера?» И это на самом деле правильный вопрос, о котором я и хотел бы сегодня рассказать более детально.

  Начнем с того, что чистка дисков напрямую вообще никак не влияет на производительность операционной системы. Ничего не изменится в работе компьютера, если вы удалите несколько сотен мегабайт ненужных файлов. Более того, эффект от чистки дисков в ряде случаев может быть абсолютно противоположным – система на какое-то время может замедлиться (об этом ниже).

  
  

  На что влияет свободное место на диске?

  Когда вы работаете за компьютером и у вас не хватает места, то вам приходиться тратить время и придумывать способы поместить на диск данные, которые туда не влезают. Это замедляет выполнение ваших задач, снижает вашу производительность.

  Для программы дефрагментации также необходимо определенное количество свободного места, чтобы временно размещать там фрагменты файлов, которые в настоящий момент объединяются. Размер свободного пространства в первую очередь это зависит от объема самых больших файлов на диске.

  Если вы используете режим гибернации, то вам также нужно свободное место, чтобы разместить там данные о состоянии системы в момент выключения.

  Если у вашего компьютера недостаточно оперативной памяти, то можно использовать дисковое пространство для кэширования данных в файле подкачки. Для этого также требуется место. Как правило, размер файла подкачки сопоставим с общим количеством оперативной памяти.

  Удаление ненужной программы, которая занимает место на диске, а также оперативную память и процессорное время, безусловно положительно повлияет на производительность компьютера. Но не за счет освобождения места, а за счет освобождения оперативной памяти и снижения нагрузки на процессор.

  Если программа лежит на диске и не запущена, то она никак не будет влиять на производительность. Соответственно, ее удаление никак не повлияет на скорость работы системы.

  Если система не сообщает вам о нехватке места, то вам не о чем беспокоиться и удаление нескольких сотен мегабайт не даст никакого эффекта.

  В каких случаях чистка дисков замедляет работу системы?

  Как я уже отмечал выше, чистка дисков может замедлять работу системы. Многие автоматические программы для чистки дисков удаляют кэш браузеров и ряда других программ. Они просто обожают это делать. Связано это в том числе с тем, что пользователю можно практически при каждом запуске показывать «горы мусора». Но на деле это не мусор, а очень даже нужные данные, которые наоборот ускоряют работу программ. И эти данные будут созданы снова при первом же запуске той программы, к которой они относятся. На создание этих данных нужно время и ресурсы. А это замедление работы программ. Но в то же время это позволит программе для чистки снова показать «гору мусора» и показать свою «эффективность» пользователю.

  Для чего на самом деле нужна чистка дисков?

  Банально, но чистка дисков нужна для освобождения свободного места для других данных. Если вы хотите записать новую коллекцию музыки, но у вас не хватает места, то вы либо покупаете новый диск большего объема, либо удаляете что-то ненужное и записываете новые данные на их место. Ни о каком ускорении за счет чистки дисков речи быть не может.

  Размер жесткого диска практически не влияет на то, как быстро может работать ваш процессор или как насколько быстро компьютер может получить доступ и подключиться к Интернету. Однако размер жёсткого диска играет роль в общей производительности компьютера, но второстепенную роль. Современные жёсткие диски имеют такой высокий потенциал, что размер не влияет на производительность.

  p, blockquote 1,0,1,0,0 -->

  p, blockquote 2,0,0,0,0 -->

  Жесткий диск

  Жесткий диск не влияет, насколько быстро процессор выполняет задачи. Так как жёсткий диск является одним из самых медленных компонентов компьютера и на самом деле оставляет процессор в ожидании получения дополнительной информации. Жесткий диск-это узкое место данных: он является членом команды, которая замедляет всю работу. Размер жесткого диска не имеет значения, но более быстрый жесткий диск занимает меньше времени для отправки данных на процессор. Кроме того, жёсткий диск может быть использован для хранения файла подкачки, также известный как виртуальная память, которая действует как расширение системной памяти компьютера, в оперативной памяти. Больший размер жёсткого диска может поддерживать файл подкачки большего размера. По данным Microsoft, максимальный размер файла подкачки составляет 16 ТБ, однако большинство компьютеров используют только одну цифру Гб пространства. Например, с 8 Гб памяти файл подкачки будет работать одинаково на 20ГБ жёстком диске и жестком диске на 500 Гб.

  p, blockquote 3,1,0,0,0 -->

  Жесткий диск и Интернет

  p, blockquote 4,0,0,0,0 -->

  Роль жёсткого диска

  p, blockquote 5,0,0,1,0 -->

  Процессор

  Процессор компьютера является самой быстрой частью системы. Его работа состоит в том, чтобы обрабатывать данные и обычно не заставляет ждать остальную компьютерную информацию для работы. Жесткие диски являются одним из источников, из которых процессор получает данные, но обе части работают независимо.

  p, blockquote 6,0,0,0,0 -->

  
  

  SSD - также известен как твердотельный накопитель. Намного быстрее и будет оказывать положительное влияние на игры, особенно с точки зрения времени загрузки. С другой стороны, жесткие диски имеют более длительный срок службы и намного экономичны в качестве решения для хранения больших объемов. В последние годы твердотельные носители, стали особенно популярными благодаря высокой скорости чтения/записи, которые полностью вытеснили традиционные механические винчестеры.

  Это было не без уважительной причины, что геймеры по всему миру все чаще используют твердотельный накопитель для компьютера в играх. Но действительно ли они намного лучше?

  Здесь будем сравнивать SSD и HDD накопитель по всем пунктам, обсуждать преимущества и недостатки использования, а также решать, какой из них в конечном итоге является лучшим игровым решением.

  Нужен SSD диск или HDD накопитель?

  На изображении можете увидеть, насколько быстрее время загрузки современного накопителя. Скорость будет отражать время загрузки в играх, а также общую производительность системы.

  Скорость накопителей

  
  Средние показатели открытия приложений на HDD и SSD накопителях

  Как уже было описано, соверменные носители превосходят жесткие диски, когда дело доходит до скорости, и в этом нет никаких сомнений. Скорость передачи данных твердотельного накопителя может несколько раз превосходить скорость винчестеров, хотя при практическом применении современного носителя примерно в 2 - 3 раза быстрее, чем жесткого диска.

  Долговечность носителей

  Жесткие диски имеют тенденцию прослужить дольше, чем современный носитель. В то время как отсутствие долголетия определенно существует, это едва заметно. Даже при интенсивном использовании твердотельного носителя, время эксплуатации может длиться более 5 лет.

  Жесткие диски могут продержаться более 10 лет, хотя их скорость неизбежно ухудшается с течением времени.

  Нельзя отрицать, что твердотельные накопители более прочны из-за отсутствия движущихся частей. С другой стороны, механические винчестеры подвержены сбоям в работе и физическому повреждению просто из-за механизмов, на которые опирается функционирование.

  Вместимость SSD и HDD

  На рынке сегодня можно найти как твердотельный носитель, так и жесткий диск, достигающие 8 ТБ или даже выше. Более важным фактором является соотношение цены и мощности.

  HDD примерно в 4 раза дешевле теврдотельного носителя, когда речь идет о хранении. Например, HDD на 50 $ будет иметь 1 ТБ дискового пространства, в то время как накопитель нового поколения с аналогичной стоимостью будет иметь около 250 ГБ. Ситуация аналогична с другой стороны: 8-теробайтный HDD обойдется примерно в 300 долларов, а SSD 4+ TB будет стоить тысячи.

  Механический шум дисков

  Современный накопитель не имеет движущихся частей. Таким образом, он работает совершенно бесшумно. И наоборот, HDD должен создавать определенный шум, но не каждый HDD громче другого.

  В конечном итоге громкость жесткого диска сводится к следующим факторам: Сегодня жесткие диски нижнего уровня начинаются со скоростью 5400 оборотов в минуту, тогда как более ориентированные на производительность варианты могут превышать 10000 оборотов. Чем быстрее будет вращаться жесткий диск, тем громче.

  Возраст/повреждения HDD

  Увидев, что движущиеся части имеют решающее значение для их функционирования, HDD может становиться все громче со временем из-за износа механизмов или из-за физического повреждения. Подробнее про возникновение шума, вы можете узнать в этой статье.

  SSD намного лучше подходит для игр, чем HDD. Последний просто не может конкурировать со скоростью, предлагаемой твердотельными дисками, поэтому для тех, кто ценит производительность выше всего, это не проблема. Однако не без проблем. Действительно, они не так хороши, как долгосрочные решения для хранения данных, как из-за их более короткого срока службы, так и из-за того, что цены на твердотельные накопители большой емкости дороже.

  Влияет ли SSD диск на FPS в играх?

  
  Средние показатели характеристик скорости HDD и SSD накопителей

  Все зависит от того, что подразумеваете под «скоростью». Если возникли проблемы с FPS, твердотельный носитель - это не то что нужно. GPU является ключевым компонентом, и обновление до сверхбыстрого устройства не изменит ситуацию. Точка установки игр на твердотельный носитель - это резкое сокращение времени загрузки, что происходит из-за того, что скорость передачи данных (более 400 МБ/с) значительно выше, чем у жестких дисков, которые обычно обеспечивают скорость до 170 МБ/с.

  Нужно ли устанавливать игры на SSD

  Твердотельные накопители могут уменьшить «сцепление» в играх открытого мира. Как выяснилось, задержки - при прохождении на новые локации карты, возможно подтормаживание игрового процесса на долю секунд. Запуск игр на современном носителе повлияет лишь на быстроту ее загрузки.

  Какой диск ставить? Установите оба.

  Многие любители игр используют такой подход. Просто используйте SSD диск объемом 500 ГБ в качестве системного, где вы держите все свои игры в установленном виде, используя гораздо более доступный 1 ТБ или более винчестер для хранения ваших данных. В конечном счете, это положительно повлияет на скорость загрузки не только игр, но и всего компьютера.

  Читайте также:

    
  • Какая резина на киа спортейдж 2013
    
  • Какой подшипник стоит в колесе мотоцикла урал
    
  • Можно ли поставить 24 камеру на 26 колесо
    
  • Из чего состоит колесо мотоцикла
    
  • Вибрация передних колес на скорости 120 километров причины