В чем разница между производительностью последовательного и случайного чтения / записи?

Эшма / Shutterstock.com

При покупке нового жесткого диска или твердотельного накопителя для вашего ПК мы часто учитываем только емкость. Однако, если производительность важна для вас, есть несколько показателей, на которые вы можете обратить внимание: производительность последовательного и произвольного чтения и записи.

Но каковы эти показатели производительности, и должны ли вы придавать им такое же значение, как и производители?

Основы хранения: что такое чтение и запись?

Любой носитель данных, будь то внутренний SSD, внешний жесткий диск или флэш-накопитель на 8 ГБ, используется для двух основных целей: для хранения данных на диске или для доступа к данным на диске.

Когда вы помещаете новые данные на диск, это называется записью. Это когда вы выполняете такие операции, как сохранение нового файла или изменение старого. Таким образом, чтение — это когда вы получаете доступ к этим данным. Это может быть открытие текстового документа, фотографии, программы или чего-либо еще, хранящегося на вашем диске.

luchschenF/Shutterstock.com

Принцип работы этих операций зависит от того, жесткий это диск или твердотельный накопитель. Жесткие диски имеют механические части, включая головку чтения/записи и вращающийся диск, на котором хранится информация. Для извлечения данных головка должна располагаться в том месте пластины, где хранятся данные, подобно тому, как проигрыватель должен падать в нужное место на пластинке, чтобы воспроизвести нужную песню. Разница в том, что винчестер работает гораздо быстрее и точнее, чем проигрыватель.

У SSD нет механических частей. Вместо этого эти диски состоят из пространства для хранения данных, называемого ячейками, которые сгруппированы вместе для создания страниц, которые затем снова объединяются в блоки. Хотя твердотельные накопители очень быстро читают и записывают данные на новые диски, они могут быть немного медленнее при перезаписи данных – замене старых данных новыми. Это потому, что SSD может записывать данные только на доступные страницы, то есть страницы, на которых нет данных. Если на вашем диске недостаточно свободного места, SSD должен стирать данные блоками. Поскольку ему необходимо стереть на уровне блока, возможно, потребуется скопировать весь блок, а затем переписать весь блок, включая новые данные, которые вы просили сохранить. Все это происходит за доли секунды, но причина такого обходного процесса заключается в том, что если SSD попытается стереть данные на нижнем уровне страницы, это может привести к повреждению ближайших данных, не поставленных в очередь на удаление.

Что мы делаем с нашими накопителями

Интел

Идея показателей последовательного и произвольного чтения/записи состоит в том, чтобы отразить то, как мы используем наши накопители на ежедневной основе. Если вы передаете большой файл на свой диск или обращаетесь к этому большому файлу, мы говорим о последовательных операциях чтения и записи.

Когда вы используете жесткий диск, последовательное чтение или запись упрощают жизнь. Головка чтения/записи диска попадает в ту часть диска, где файл сохраняется или будет записываться, и приступает к работе. Если у вас есть SSD, последовательные операции также могут выполняться немного быстрее, поскольку вы записываете или читаете набор блоков.

С другой стороны, производительность произвольного чтения/записи связана с чтением или записью небольших файлов, разбросанных по всему диску. Это может отражать то, что происходит, когда вы открываете документ Word и электронную таблицу при запуске Chrome. Жестким дискам труднее, чем твердотельным накопителям, выполнять случайные операции, поскольку это увеличивает время поиска, когда головка чтения/записи должна позиционировать себя для получения запрошенных данных.

Последовательный против случайного

Итак, теперь мы понимаем разницу между последовательным и случайным чтением и записью. Как это применимо к вам и вашим решениям о покупке? Как и во всем, что связано с ПК, все зависит от того, что вы делаете.

Если вы используете ПК в основном для чтения и записи больших файлов для одного пользователя, тогда становится важна последовательная производительность. Для большинства из нас, однако, будет более полезным уделять больше внимания случайной производительности (когда метрика доступна), поскольку она часто больше отражает то, как мы используем наши компьютеры в повседневной жизни.

Проблема в том, что не каждый диск на рынке покажет вам случайные метрики чтения/записи, поскольку последовательные метрики часто выглядят более впечатляющими. Если вы не можете найти случайные показатели для интересующего вас диска, вы можете прочитать сторонние обзоры, посмотреть альтернативные диски или просто купить его и надеяться на лучшее. Если вы выберете последнюю стратегию, настоятельно рекомендуется использовать известный бренд, особенно когда мы говорим о твердотельных накопителях.

Когда вы находите случайные метрики, они обычно выражаются в операциях ввода-вывода в секунду (IOPS). Основная идея заключается в том, что чем больше операций в секунду может выполнять накопитель, тем лучше он будет работать. Проблема в том, что существует ряд тестов, которые могут дать существенные цифры IOP, которые могут не отражать то, что вы увидите дома. В общем, вы хотите взглянуть на тесты IOP, которые имеют так называемую глубину очереди (QD) 1 или, самое большее, 8. Глубина очереди — это количество операций, выстроенных в очередь и ожидающих обработки диском. Прошивка накопителя работает следующим образом: чем больше глубина очереди, тем эффективнее становится накопитель. Проблема в том, что большинству домашних пользователей будет сложно достичь глубины очереди 8, не говоря уже о 32. Так что такой эффективности вы никогда не увидите, поэтому показатель от 1 до 8 часто дает лучшее понимание того, какая производительность. вы можете ожидать увидеть.

Итак, что мне купить?

Итак, что мы выносим из всего этого? Как мы всегда понимали, SSD работает лучше, чем жесткий диск. Таким образом, первый шаг — купить SSD, когда производительность является наиболее важным фактором. Если вам нужно найти различия в производительности твердотельных накопителей, обратитесь к эталонным тестам произвольного и последовательного чтения/записи, чтобы сравнить твердотельные накопители и сосредоточиться на случайной производительности для повседневного использования. Единственное предостережение, если вы используете свой компьютер для постоянного перемещения и обработки больших файлов.

В конечном счете, однако, большинству людей не нужно все это переживать. Просто купите твердотельный накопитель необходимой емкости у известного производителя по доступной цене. Если емкость более важна, приобретите жесткий диск, поскольку они обеспечивают более высокую ценность для хранилища большей емкости – по крайней мере, на следующие несколько лет.

Чтобы узнать, какие именно твердотельные накопители мы рекомендуем, ознакомьтесь с нашим руководством по покупке твердотельных накопителей для PS5. Хотя мы выбрали их, имея в виду PS5, они также отлично подходят для ПК, поскольку скорость является основным фактором в обоих случаях.