硬盘的缓存影响硬盘的读写速度么?

硬盘的缓存影响硬盘的读写速度么?

硬盘的缓存影响硬盘的读写速度么?

日期：2007-7-26

在 PC 的磁盘系统中，高速缓存也得到了广泛应用。为提高内存对硬盘的读写速度，就要建立磁盘高速缓存，不过硬盘高速缓存不必使用昂贵的 SRAM ，使用普通的 DRAM 即可，因为 DRAM 内存的存取速度对 CPU 来说较慢，但对磁盘的存取速度却是很快的。这是因为磁盘存储系统包含有磁头的机械运动，而机械运动无法跟传送电信号的电子速度相比。以前硬盘内部集成的高速缓存只有 512K 左右，而现在硬盘普遍将高速缓存的容量提升到 2M 以上，个别产品甚至达到了 8M 。由于硬盘 Cache 无需使用高速的 SRAM ，除了内部集成的 SDRAM ，我们还可以在系统主内存中划出一个区域，作为专用的磁盘缓冲区，采用一定的数据结构，即可实现磁盘存取的二级 Cache 技术。硬盘高速缓存的工作过程及原理与 CPU 高速缓存类似，也是把即将访问的数据整块地拷贝到高速缓存区中，然后内存再到高速缓存中去逐个读取数据。由于数据在 RAM 空间内部传送要比在 RAM 与磁盘间传送快得多，从而系统由此提高了存取速度。

硬盘缓存（Cache memory）是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度，它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同，缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素，能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据，如果有大缓存，则可以将那些零碎数据暂存在缓存中，减小外系统的负荷，也提高了数据的传输速度。

硬盘的缓存主要起三种作用：
一是预读取。当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时，硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中（由于硬盘上数据存储时是比较连续的，所以读取命中率较高），当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候，硬盘则不需要再次读取数据，直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了，由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度，所以能够达到明显改善性能的目的；
二是对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后，并不会马上将数据写入到盘片上，而是先暂时存储在缓存里，然后发送一个“数据已写入”的信号给系统，这时系统就会认为数据已经写入，并继续执行下面的工作，而硬盘则在空闲（不进行读取或写入的时候）时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升，但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电，那么这些数据就会丢失。对于这个问题，硬盘厂商们自然也有解决办法：掉电时，磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域，等到下次启动时再将这些数据写入目的地；
第三个作用就是临时存储最近访问过的数据。有时候，某些数据是会经常需要访问的，硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中，再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。

缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同，早期的硬盘缓存基本都很小，只有几百KB，已无法满足用户的需求。2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用，而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品，甚至达到了16MB、64MB等。

大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下，让更多的数据存储在缓存中，以提高硬盘的访问速度，但并不意味着缓存越大就越出众。缓存的应用存在一个算法的问题，即便缓存容量很大，而没有一个高效率的算法，那将导致应用中缓存数据的命中率偏低，无法有效发挥出大容量缓存的优势。算法是和缓存容量相辅相成，大容量的缓存需要更为有效率的算法，否则性能会大大折扣，从技术角度上说，高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。

硬盘的缓存当然影响硬盘读取资料的速度了。

我说个比较通俗的例子，比如最快的我们在处理一个1G的文件，CPU的1及缓存肯定不够，然后他会把一部分的文件交给CPU的2及缓存，2及缓存当然也不够，这个时候CPU就会把文件交给内存，假如现在的内存是256MB吧，当然这个时候内存也不够了，这个时候，内存会把一部分的文件交给硬盘处理，因为硬盘的转速相对来说比较满，所以设计了一个硬盘缓存，其实这个缓存约等于高速内存，如果文件到达这里就被处理完毕，就不用在硬盘里读写“因为硬盘读写的速度很满”所以说，硬盘缓存越大，能处理的文件越多。所以说这样就可以提高整体机器性能！

因为现在我们处理的文件容量越来越大，动不动就1G，所以大缓存的硬盘还是有存在的价值的。

从技术角度上说.
高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素.
更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势.
所以16M和8M的缓存是有差异的.
效果是否明显要看你如何应用你的计算机.