Tại sao làm trống không gian đĩa tăng tốc máy tính?

Tôi đã xem một loạt các video và bây giờ hiểu rõ hơn một chút về cách máy tính hoạt động. Tôi hiểu rõ hơn về RAM là gì, bộ nhớ dễ bay hơi và không bay hơi và quá trình hoán đổi. Tôi cũng hiểu tại sao tăng RAM tăng tốc máy tính.

Tôi không hiểu tại sao làm sạch không gian đĩa tăng tốc máy tính. Phải không? Tại sao lại như vậy? Nó có phải làm với việc tìm kiếm không gian có sẵn để tiết kiệm mọi thứ? Hoặc với việc di chuyển mọi thứ xung quanh để tạo ra một không gian đủ dài liên tục để tiết kiệm một cái gì đó? Tôi nên để trống bao nhiêu dung lượng trống trên đĩa cứng?

Ở đây, tôi đã viết một cuốn sách một cách tình cờ. Lấy một ít cà phê trước.

Tại sao làm trống không gian đĩa tăng tốc máy tính?

Nó không, ít nhất là không phải của riêng mình. Đây là một huyền thoại thực sự phổ biến. Lý do nó là một huyền thoại phổ biến là bởi vì làm đầy ổ cứng của bạn thường xảy ra cùng lúc như những thứ khác mà theo truyền thống có thể làm chậm ^† máy tính của bạn. Hiệu suất SSD không có xu hướng giảm khi ổ đĩa đầy , nhưng đây là một vấn đề tương đối mới, chỉ có ở SSD và không thực sự đáng chú ý đối với người dùng thông thường. Nói chung, không gian đĩa trống thấp chỉ là một cá trích đỏ .

Ví dụ: những thứ như:

• Phân mảnh tập tin. Tập tin phân mảnh là một vấn đề ^†† , nhưng thiếu không gian tự do, trong khi chắc chắn là một trong nhiều yếu tố góp phần, không phải là duy nhất nguyên nhân của nó. Một số điểm chính ở đây:

  • Khả năng tệp bị phân mảnh không liên quan đến dung lượng trống còn lại trên ổ đĩa. Chúng có liên quan đến kích thước của khối không gian trống tiếp giáp lớn nhất trên ổ đĩa (ví dụ: "lỗ" không gian trống), mà lượng không gian trống xảy ra để đặt giới hạn trên . Chúng cũng liên quan đến cách hệ thống tệp xử lý phân bổ tệp (nhiều hơn bên dưới). Xem xét: Một ổ đĩa đó là 95% đầy đủ với tất cả các không gian trống trong một khối liền kề duy nhất có 0% cơ hội phân mảnh một tập tin mới ^††† (và nguy cơ phân mảnh một tập tin nối không phụ thuộc vào không gian miễn phí). Một ổ đĩa đã đầy 5% nhưng với dữ liệu trải đều trên ổ đĩa có khả năng bị phân mảnh rất cao.

  • Hãy nhớ rằng phân mảnh tệp chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất khi các tệp bị phân mảnh đang được truy cập . Hãy xem xét: Bạn có một ổ đĩa phân mảnh đẹp, vẫn còn nhiều "lỗ hổng" miễn phí trong đó. Một kịch bản phổ biến. Mọi thứ đang chạy trơn tru. Cuối cùng, mặc dù, bạn đến một điểm không còn khối không gian trống lớn nữa. Bạn tải xuống một bộ phim lớn, tập tin cuối cùng bị phân mảnh nghiêm trọng. Điều này sẽ không làm chậm máy tính của bạn. Tất cả các tệp ứng dụng của bạn và như vậy trước đây đều ổn sẽ không bị phân mảnh. Điều này có thể làm cho bộ phimmất nhiều thời gian hơn để tải (mặc dù tốc độ bit phim thông thường rất thấp so với tốc độ đọc ổ cứng mà rất có thể sẽ không được chú ý) và nó có thể ảnh hưởng đến hiệu suất giới hạn I / O trong khi phim đang tải, nhưng ngoài ra, không có gì thay đổi.

  • Mặc dù phân mảnh tập tin chắc chắn là một vấn đề, nhưng thường thì các hiệu ứng được giảm thiểu bằng hệ điều hành và bộ đệm ở mức phần cứng và bộ đệm. Viết chậm, đọc trước, các chiến lược như trình tải trước trong Windows, v.v., tất cả đều giúp giảm tác động của phân mảnh. Nói chung, bạn không thực sự trải qua tác động đáng kể cho đến khi sự phân mảnh trở nên nghiêm trọng (tôi thậm chí còn mạo hiểm nói rằng miễn là tệp hoán đổi của bạn không bị phân mảnh, có lẽ bạn sẽ không bao giờ nhận thấy).

• Tìm kiếm chỉ mục là một ví dụ khác. Giả sử bạn đã bật tính năng lập chỉ mục tự động và một hệ điều hành không xử lý việc này một cách duyên dáng. Khi bạn lưu ngày càng nhiều nội dung có thể lập chỉ mục vào máy tính của mình (tài liệu và những thứ khác), việc lập chỉ mục có thể mất nhiều thời gian hơn và có thể bắt đầu ảnh hưởng đến tốc độ nhận biết của máy tính của bạn khi máy đang chạy, cả trong việc sử dụng I / O và CPU . Điều này không liên quan đến không gian trống, nó liên quan đến lượng nội dung có thể lập chỉ mục mà bạn có. Tuy nhiên, việc hết dung lượng trống đi đôi với việc lưu trữ nhiều nội dung hơn, do đó kết nối sai được rút ra.

• Phần mềm diệt virus. Tương tự như ví dụ lập chỉ mục tìm kiếm. Giả sử bạn có phần mềm chống vi-rút được thiết lập để quét nền ổ đĩa của bạn. Khi bạn có càng nhiều nội dung có thể quét được, việc tìm kiếm sẽ chiếm nhiều tài nguyên I / O và CPU hơn, có thể gây trở ngại cho công việc của bạn. Một lần nữa, điều này có liên quan đến số lượng nội dung có thể quét được mà bạn có. Nhiều nội dung thường bằng không gian trống ít hơn, nhưng thiếu không gian trống không phải là nguyên nhân.

• Đã cài đặt phần mềm. Giả sử bạn có rất nhiều phần mềm được cài đặt tải khi máy tính khởi động, do đó làm chậm thời gian khởi động. Điều này chậm xảy ra vì rất nhiều phần mềm đang được tải. Tuy nhiên, phần mềm được cài đặt chiếm không gian ổ cứng. Do đó, dung lượng trống của ổ cứng giảm cùng lúc với điều này xảy ra và một lần nữa kết nối sai có thể được thực hiện.

• Nhiều ví dụ khác dọc theo các dòng đó, khi được kết hợp với nhau, dường như liên kết chặt chẽ việc thiếu không gian trống với hiệu suất thấp hơn.

Những điều trên minh họa một lý do khác cho rằng đây là một huyền thoại phổ biến: Mặc dù thiếu không gian trống không phải là nguyên nhân trực tiếp làm chậm, gỡ cài đặt các ứng dụng khác nhau, xóa nội dung được lập chỉ mục hoặc quét, v.v., đôi khi (nhưng không phải lúc nào cũng nằm ngoài phạm vi của điều này Trả lời) tăng hiệu suất một lần nữa vì lý do không liên quan đến lượng không gian trống còn lại. Nhưng điều này cũng tự nhiên giải phóng không gian ổ cứng. Do đó, một lần nữa, một kết nối rõ ràng (nhưng sai) giữa "không gian trống nhiều hơn" và "máy tính nhanh hơn" có thể được thực hiện.

Xem xét: Nếu bạn có một máy chạy chậm do nhiều phần mềm được cài đặt, v.v. và bạn sao chép chính xác, ổ cứng của bạn sang một ổ cứng lớn hơn sau đó mở rộng các phân vùng của bạn để có thêm dung lượng trống, máy sẽ không tăng tốc một cách kỳ diệu lên. Tải cùng một phần mềm, các tệp giống nhau vẫn bị phân mảnh theo cùng một cách, cùng một trình chỉ mục tìm kiếm vẫn chạy, không có gì thay đổi mặc dù có nhiều không gian trống hơn.

Nó có liên quan gì đến việc tìm kiếm một không gian bộ nhớ để lưu mọi thứ không?

Không nó không. Có hai điều rất quan trọng đáng chú ý ở đây:

1. Ổ cứng của bạn không tìm kiếm xung quanh để tìm địa điểm để đặt mọi thứ. Ổ cứng của bạn là ngu ngốc. Không có gì. Đó là một khối lưu trữ lớn được đánh địa chỉ đặt những thứ mà hệ điều hành của bạn nói với nó và đọc bất cứ thứ gì được yêu cầu. Các ổ đĩa hiện đại có các cơ chế bộ đệm và bộ đệm tinh vi được thiết kế để dự đoán những gì HĐH sẽ yêu cầu dựa trên trải nghiệm chúng ta có được qua thời gian (một số ổ đĩa thậm chí còn biết về hệ thống tệp trên chúng), nhưng về cơ bản, hãy nghĩ về ổ đĩa của bạn chỉ là một cục gạch lưu trữ lớn với các tính năng hiệu suất thưởng thường xuyên.

2. Hệ điều hành của bạn cũng không tìm kiếm địa điểm để đặt mọi thứ. Không có "tìm kiếm". Nhiều nỗ lực đã đi vào giải quyết vấn đề này, vì nó rất quan trọng đối với hiệu năng hệ thống tập tin. Cách thức dữ liệu được tổ chức trên ổ đĩa của bạn được xác định bởi hệ thống tệp của bạn. Ví dụ: FAT32 (máy tính cũ của DOS và Windows), NTFS (Windows sau này), HFS + (Mac), ext4 (một số Linux) và nhiều thứ khác. Ngay cả khái niệm "tập tin" và "thư mục" chỉ là sản phẩm của các hệ thống tập tin điển hình - ổ cứng không biết về những con thú bí ẩn được gọi là "tập tin". Chi tiết nằm ngoài phạm vi của câu trả lời này. Nhưng về cơ bản, tất cả các hệ thống tệp phổ biến đều có cách theo dõi nơi có dung lượng trống trên ổ đĩa để tìm kiếm không gian trống trong các trường hợp thông thường (ví dụ: hệ thống tệp có sức khỏe tốt), không cần thiết. Ví dụ:

   • NTFS có bảng tệp chính , bao gồm các tệp đặc biệt $Bitmap, v.v. và nhiều dữ liệu meta mô tả ổ đĩa. Về cơ bản, nó theo dõi vị trí của các khối miễn phí tiếp theo, để các tệp mới có thể được ghi trực tiếp vào các khối miễn phí mà không phải quét ổ đĩa mỗi lần.

   • Một ví dụ khác, ext4 có cái gọi là "phân bổ bitmap" , một cải tiến so với ext2 và ext3 về cơ bản giúp nó xác định trực tiếp các khối miễn phí ở đâu thay vì quét danh sách các khối miễn phí. Ext4 cũng hỗ trợ "phân bổ chậm", nghĩa là, việc đệm dữ liệu trong RAM của HĐH trước khi ghi ra ổ đĩa để đưa ra quyết định tốt hơn về việc đặt nó ở đâu để giảm phân mảnh.

   • Nhiều ví dụ khác.

hoặc với việc di chuyển mọi thứ xung quanh để tạo ra một không gian đủ dài liên tục để tiết kiệm một cái gì đó?

Không. Điều này không xảy ra, ít nhất là với bất kỳ hệ thống tập tin nào tôi biết. Tập tin chỉ bị phân mảnh.

Quá trình "di chuyển mọi thứ xung quanh để tạo ra một không gian tiếp giáp đủ dài để tiết kiệm một thứ gì đó" được gọi là phân mảnh . Điều này không xảy ra khi các tập tin được viết. Điều này xảy ra khi bạn chạy trình chống phân mảnh đĩa của bạn. Trên Windows mới hơn, ít nhất, điều này tự động xảy ra theo lịch, nhưng nó không bao giờ được kích hoạt bằng cách viết một tệp.

Có thể tránh di chuyển mọi thứ xung quanh như thế này là chìa khóa để thực hiện hệ thống và là lý do tại sao sự phân mảnh xảy ra và tại sao phân mảnh tồn tại như một bước riêng biệt.

Tôi nên để trống bao nhiêu dung lượng trống trên đĩa cứng?

Đây là một câu hỏi khó hơn để trả lời, và câu trả lời này đã biến thành một cuốn sách nhỏ.

Quy tắc của ngón tay cái:

• Đối với tất cả các loại ổ đĩa:

  • Quan trọng nhất, hãy để đủ không gian trống để bạn sử dụng máy tính của mình một cách hiệu quả . Nếu bạn sắp hết dung lượng để làm việc, bạn sẽ muốn một ổ đĩa lớn hơn.
  • Nhiều công cụ chống phân mảnh đĩa yêu cầu dung lượng trống tối thiểu (tôi nghĩ rằng công cụ có Windows yêu cầu 15% trường hợp xấu nhất) để hoạt động. Chúng sử dụng không gian trống này để tạm thời giữ các tệp bị phân mảnh khi những thứ khác được sắp xếp lại.
  • Để lại không gian cho các chức năng HĐH khác. Ví dụ: nếu máy của bạn không có nhiều RAM vật lý và bạn có bộ nhớ ảo được kích hoạt với tệp trang có kích thước động, bạn sẽ muốn chừa đủ dung lượng cho kích thước tối đa của tệp trang. Hoặc nếu bạn có một máy tính xách tay mà bạn đặt ở chế độ ngủ đông, bạn sẽ cần đủ không gian trống cho tệp trạng thái ngủ đông. Đại loại như thế.

• SSD cụ thể:

  • Để có độ tin cậy tối ưu (và ở mức độ thấp hơn, hiệu năng), SSD yêu cầu một số không gian trống, mà không đi sâu vào chi tiết, chúng sử dụng để truyền bá dữ liệu xung quanh ổ đĩa để tránh liên tục ghi vào cùng một vị trí (làm hao mòn chúng). Khái niệm về không gian trống này được gọi là cung cấp quá mức . Điều này rất quan trọng, nhưng trong nhiều ổ SSD, không gian được cung cấp quá mức bắt buộc đã tồn tại . Đó là, các ổ đĩa thường có nhiều hơn vài chục GB so với báo cáo cho HĐH. Các ổ đĩa cấp thấp hơn thường yêu cầu bạn để lại không gian trống theo cách thủ công , nhưng đối với các ổ đĩa có OP bắt buộc, bạn không cần phải để lại bất kỳ dung lượng trống nào . Một điều quan trọng cần lưu ý ở đây làkhông gian được cung cấp quá mức thường chỉ được lấy từ không gian không liên kết . Vì vậy, nếu phân vùng của bạn chiếm toàn bộ ổ đĩa của bạn và bạn để lại một khoảng trống trên đó, điều đó không phải lúc nào cũng được tính. Nhiều lần, việc cung cấp quá mức thủ công yêu cầu bạn thu nhỏ phân vùng của mình nhỏ hơn kích thước của ổ đĩa. Kiểm tra hướng dẫn sử dụng SSD của bạn để biết chi tiết. TRIM và bộ sưu tập rác và những thứ đó cũng có tác dụng nhưng những thứ đó nằm ngoài phạm vi của câu trả lời này.

Cá nhân tôi thường lấy một ổ đĩa lớn hơn khi tôi còn khoảng 20-25% dung lượng trống. Điều này không liên quan đến hiệu suất, chỉ là khi tôi đạt đến điểm đó, tôi hy vọng rằng tôi có thể sẽ hết dung lượng dữ liệu sớm và đã đến lúc có một ổ đĩa lớn hơn.

Quan trọng hơn việc xem không gian trống là đảm bảo chống phân mảnh theo lịch được bật khi thích hợp (không phải trên SSD), để bạn không bao giờ đến điểm mà nó trở nên đủ nghiêm trọng để ảnh hưởng đến bạn. Điều quan trọng không kém là tránh các chỉnh sửa sai và để hệ điều hành của bạn thực hiện công việc của mình, ví dụ: không vô hiệu hóa trình tải trước Windows ( ngoại trừ SSD ), v.v.

Có một điều cuối cùng đáng nói. Một trong những câu trả lời khác ở đây đã đề cập rằng chế độ bán song công của SATA ngăn chặn việc đọc và viết cùng một lúc. Mặc dù đúng, điều này rất đơn giản và hầu như không liên quan đến các vấn đề hiệu suất đang được thảo luận ở đây. Điều này có nghĩa là, đơn giản, là dữ liệu không thể được truyền theo cả hai hướng trên dây cùng một lúc. Tuy nhiên, SATA có một đặc điểm kỹ thuật khá phức tạp liên quan đến kích thước khối tối đa nhỏ (khoảng 8kB mỗi khối trên dây, tôi nghĩ vậy), đọc và ghi hàng đợi hoạt động, v.v., và không loại trừ việc ghi vào bộ đệm xảy ra trong khi đọc đang diễn ra, xen kẽ hoạt động, vv

Bất kỳ sự ngăn chặn nào xảy ra sẽ là do cạnh tranh tài nguyên vật lý, thường được giảm nhẹ bởi nhiều bộ đệm. Chế độ song công của SATA gần như không liên quan ở đây.

^† "chậm lại" là một khái niệm rộng. Ở đây tôi sử dụng nó để chỉ những thứ bị ràng buộc I / O (ví dụ: nếu máy tính của bạn đang ngồi ở đó giòn giã, nội dung của ổ cứng không có tác động), hoặc bị ràng buộc bởi CPU và cạnh tranh với những thứ liên quan đến tiếp tuyến sử dụng CPU cao (ví dụ: phần mềm chống vi-rút quét hàng tấn tệp).

^†† SSD đang bị ảnh hưởng bởi sự phân mảnh trong đó truy cập tuần tự tốc độ nói chung là nhanh hơn so với truy cập ngẫu nhiên, mặc dù ổ SSD không phải đối mặt với những hạn chế giống như một thiết bị cơ khí (thậm chí sau đó, thiếu sự phân mảnh không đảm bảo truy cập tuần tự, do mặc san lấp mặt bằng, vv , như James Snell ghi chú trong các bình luận). Tuy nhiên, trong hầu hết mọi kịch bản sử dụng chung, đây không phải là vấn đề. Sự khác biệt về hiệu năng do phân mảnh trên SSD thường không đáng kể đối với những thứ như tải ứng dụng, khởi động máy tính, v.v.

^††† Giả sử một hệ thống tập tin lành mạnh mà không được phân mảnh các tập tin trên mục đích.

Ngoài lời giải thích của Nathanial Meek cho ổ cứng, còn có một kịch bản khác cho SSD.

SSD không nhạy cảm với dữ liệu phân tán vì thời gian truy cập vào bất kỳ nơi nào trên SSD là như nhau. Thời gian truy cập SSD thông thường là 0,1ms so với thời gian truy cập ổ cứng thông thường là 10 đến 15ms. Tuy nhiên, nó nhạy cảm với dữ liệu đã được ghi trên SSD

Không giống như các ổ cứng truyền thống có thể ghi đè lên dữ liệu hiện có, SSD cần không gian trống hoàn toàn để ghi dữ liệu. Điều đó được thực hiện bởi các chức năng gọi là Trim và Garbage Collection để lọc dữ liệu được đánh dấu là đã xóa. Bộ sưu tập rác hoạt động tốt nhất khi kết hợp với một lượng không gian trống nhất định trên SSD. Thông thường nên sử dụng 15% đến 25% dung lượng trống.

Nếu bộ sưu tập rác không thể hoàn thành công việc kịp thời, thì mỗi thao tác ghi được đi trước bằng cách dọn sạch không gian đến nơi dữ liệu được cho là được ghi. Điều đó làm tăng gấp đôi thời gian cho mỗi thao tác ghi và làm giảm hiệu suất tổng thể.

Dưới đây là một bài viết tuyệt vời giải thích chức năng của Trim and Garbage Collection

Ở đâu đó bên trong một đĩa cứng truyền thống là một đĩa kim loại quay trong đó các bit và byte riêng lẻ thực sự được mã hóa. Khi dữ liệu được thêm vào đĩa, bộ điều khiển đĩa sẽ lưu nó ở bên ngoài đĩa trước. Khi dữ liệu mới được thêm vào, không gian được sử dụng di chuyển vào bên trong đĩa cuối cùng.

Với ý nghĩ này, có hai hiệu ứng khiến hiệu suất đĩa giảm khi đĩa đầy: Tìm kiếm Thời gian và Tốc độ quay .

Tìm kiếm thời gian

Để truy cập dữ liệu, một đĩa cứng truyền thống phải di chuyển vật lý đầu đọc / ghi vào đúng vị trí. Điều này cần có thời gian, được gọi là "tìm kiếm thời gian". Các nhà sản xuất xuất bản thời gian tìm kiếm cho đĩa của họ và thường chỉ mất vài mili giây. Nghe có vẻ không nhiều, nhưng với máy tính thì đó là một sự vĩnh cửu. Nếu bạn phải đọc hoặc ghi vào nhiều vị trí đĩa khác nhau để hoàn thành một tác vụ (thường gặp), những lần tìm kiếm này có thể tăng thêm độ trễ hoặc độ trễ đáng chú ý.

Một ổ đĩa gần như trống sẽ có hầu hết dữ liệu của nó trong hoặc gần cùng một vị trí, thường là ở cạnh ngoài gần vị trí còn lại của đầu đọc / ghi. Điều này làm giảm nhu cầu tìm kiếm trên đĩa, giảm đáng kể thời gian tìm kiếm. Một ổ đĩa gần như đầy đủ sẽ không chỉ cần tìm kiếm trên đĩa thường xuyên hơn và với các chuyển động tìm kiếm lớn hơn / dài hơn, mà có thể gặp khó khăn khi giữ dữ liệu liên quan trong cùng một khu vực, tăng thêm tìm kiếm đĩa. Đây được gọi là dữ liệu phân mảnh .

Giải phóng không gian đĩa có thể cải thiện thời gian tìm kiếm bằng cách cho phép dịch vụ chống phân mảnh không chỉ nhanh chóng dọn sạch các tệp bị phân mảnh mà còn di chuyển các tệp ra bên ngoài đĩa, do đó thời gian tìm kiếm trung bình ngắn hơn.

Vận tốc quay

Ổ cứng quay với tốc độ cố định (thường là 5400 vòng / phút hoặc 7200 vòng / phút cho máy tính của bạn và 10000 vòng / phút hoặc thậm chí 15000 vòng / phút trên máy chủ). Nó cũng mất một lượng không gian cố định trên ổ đĩa (nhiều hơn hoặc ít hơn) để lưu trữ một bit. Đối với một đĩa quay với tốc độ quay cố định, bên ngoài đĩa sẽ có tốc độ tuyến tính nhanh hơn bên trong đĩa. Điều này có nghĩa là các bit gần mép ngoài của đĩa di chuyển qua đầu đọc với tốc độ nhanh hơn các bit gần trung tâm của đĩa và do đó, đầu đọc / ghi có thể đọc hoặc ghi các bit nhanh hơn gần mép ngoài của đĩa so với bên trong.

Một ổ đĩa gần như trống sẽ dành phần lớn thời gian để truy cập các bit gần mép ngoài nhanh hơn của đĩa. Một ổ đĩa gần đầy sẽ dành nhiều thời gian hơn để truy cập các bit gần phần bên trong chậm hơn của đĩa.

Một lần nữa, làm trống không gian đĩa có thể làm cho máy tính nhanh hơn bằng cách cho phép dịch vụ chống phân mảnh di chuyển dữ liệu ra bên ngoài đĩa, nơi đọc và ghi nhanh hơn.

Đôi khi một đĩa thực sự sẽ di chuyển quá nhanh so với đầu đọc và hiệu ứng này bị giảm đi vì các khu vực gần rìa ngoài sẽ được đặt so le ... được viết không theo thứ tự để đầu đọc có thể theo kịp. Nhưng nói chung, điều này giữ.

Cả hai hiệu ứng này đều được đưa xuống bộ điều khiển đĩa để nhóm dữ liệu lại với nhau trong phần nhanh hơn của đĩa trước và không sử dụng các phần chậm hơn của đĩa cho đến khi nó phải. Khi đĩa đầy lên, ngày càng nhiều thời gian dành cho phần chậm hơn của đĩa.

Các hiệu ứng cũng áp dụng cho các ổ đĩa mới. Tất cả những thứ khác đều bằng nhau, ổ 1TB mới nhanh hơn ổ 200 GB mới, vì 1TB đang lưu trữ các bit gần nhau hơn và sẽ không điền vào các rãnh bên trong nhanh như vậy. Tuy nhiên, việc cố gắng sử dụng điều này để thông báo quyết định mua hàng hiếm khi hữu ích, vì các nhà sản xuất có thể sử dụng nhiều đĩa để đạt kích thước 1TB, các đĩa nhỏ hơn để giới hạn hệ thống 1TB xuống 200 GB, hạn chế bộ điều khiển phần mềm / đĩa để giới hạn đĩa 1TB chỉ còn 200 GB dung lượng, hoặc bán một ổ đĩa với các đĩa hoàn thành một phần / thiếu sót từ ổ 1TB với nhiều thành phần xấu là ổ 200 GB.

Các yếu tố khác

Điều đáng chú ý ở đây là các hiệu ứng trên khá nhỏ. Các kỹ sư phần cứng máy tính dành nhiều thời gian để nghiên cứu cách giảm thiểu các vấn đề này và những thứ như bộ đệm ổ cứng, bộ nhớ đệm Superfetch và các hệ thống khác đều hoạt động để giảm thiểu sự cố. Trên một hệ thống lành mạnh với nhiều không gian trống, bạn thậm chí không nhận thấy. Ngoài ra, SSD có các đặc tính hiệu suất hoàn toàn khác nhau. Tuy nhiên, các hiệu ứng tồn tại và một máy tính thực sự trở nên chậm hơn khi ổ đĩa đầy. Trên một hệ thống không lành mạnh , nơi không gian đĩa rất thấp, các hiệu ứng này có thể tạo ra tình huống đập đĩa, trong đó đĩa liên tục tìm kiếm qua lại trên dữ liệu bị phân mảnh và giải phóng không gian đĩa có thể khắc phục điều này, dẫn đến những cải tiến rõ rệt và đáng chú ý hơn .

Ngoài ra, việc thêm dữ liệu vào đĩa có nghĩa là một số hoạt động khác, như lập chỉ mục hoặc quét AV và các quy trình chống phân mảnh chỉ làm nhiều việc hơn trong nền, ngay cả khi nó thực hiện ở cùng hoặc gần tốc độ như trước.

Cuối cùng, hiệu suất đĩa là chỉ số rất lớn về hiệu suất tổng thể của PC hiện nay ... một chỉ số thậm chí còn lớn hơn tốc độ CPU. Ngay cả một sự sụt giảm nhỏ trong thông lượng đĩa sẽ rất thường tương đương với sự sụt giảm thực sự về hiệu suất của PC. Điều này đặc biệt đúng khi hiệu năng đĩa cứng không thực sự theo kịp với cải tiến CPU và bộ nhớ; đĩa 7200 RPM đã trở thành tiêu chuẩn cho máy tính để bàn trong hơn một thập kỷ nay. Hơn bao giờ hết, đĩa quay truyền thống đó là nút cổ chai trong máy tính của bạn.

Tất cả các câu trả lời khác đều đúng về mặt kỹ thuật - tuy nhiên tôi luôn thấy rằng ví dụ đơn giản này giải thích nó tốt nhất.

Sắp xếp mọi thứ thực sự dễ dàng nếu bạn có nhiều không gian ... nhưng khó khăn nếu bạn không có không gian ... máy tính cũng cần không gian !

" 15 câu đố " kinh điển này rất khó / tốn thời gian vì bạn chỉ có 1 ô vuông miễn phí để xáo trộn các viên gạch xung quanh để có được chúng theo đúng thứ tự 1-15.

Tuy nhiên, nếu không gian rộng hơn nhiều, bạn có thể giải câu đố này trong vòng dưới 10 giây.

Đối với bất cứ ai đã từng chơi với câu đố này ... hiểu được sự tương tự dường như đến một cách tự nhiên. ;-)

Một máy tính có rất ít dung lượng đĩa, trên ổ cứng cơ quay, trong một khoảng thời gian đáng kể, thường sẽ trở nên chậm hơn khi phân mảnh tệp phát triển. Phân mảnh tăng có nghĩa là đọc chậm - rất chậm trong trường hợp cực đoan.

Khi một máy tính ở trạng thái này, việc giải phóng không gian đĩa sẽ không thực sự khắc phục được sự cố. Bạn cũng cần chống phân mảnh đĩa. Trước khi máy tính ở trạng thái này, giải phóng không gian sẽ không tăng tốc; nó chỉ đơn giản sẽ làm giảm cơ hội phân mảnh trở thành một vấn đề.

Điều này chỉ áp dụng cho các máy tính có ổ cứng cơ quay, vì sự phân mảnh có ảnh hưởng không đáng kể đến tốc độ đọc của SSD.

Các ổ đĩa flash chắc chắn có thể trở nên chậm hơn khi chúng đầy hoặc bị phân mảnh, mặc dù các cơ chế làm chậm không giống như bất kỳ điều gì sẽ xảy ra với một ổ cứng vật lý. Một chip bộ nhớ flash thông thường sẽ được chia thành một số khối xóa, mỗi khối bao gồm một số lượng lớn (hàng trăm, nếu không phải hàng nghìn) trang ghi và sẽ hỗ trợ ba thao tác chính:

1. Đọc một trang flash.
2. Viết vào một trang flash trước đây trống.
3. Xóa tất cả các trang flash trên một khối.

Về mặt lý thuyết, có thể để mỗi lần ghi vào ổ flash đọc tất cả các trang từ một khối, thay đổi một trong bộ đệm, xóa khối và sau đó ghi lại bộ đệm vào thiết bị flash, cách tiếp cận như vậy sẽ cực kỳ chậm; nó cũng có khả năng gây mất dữ liệu nếu mất điện giữa thời điểm xóa và bắt đầu hoàn thành. Hơn nữa, các phần thường được ghi của đĩa sẽ bị hao mòn cực kỳ nhanh chóng. Ví dụ, nếu 128 khu vực đầu tiên của FAT được lưu trữ trong một khối flash, ổ đĩa sẽ bị chết sau khi tổng số lần ghi vào tất cả các lĩnh vực đó đạt khoảng 100.000, điều đó không nhiều, đặc biệt là với 128 lĩnh vực sẽ giữ khoảng 16.384 mục FAT.

Bởi vì cách tiếp cận trên sẽ hoạt động khủng khiếp, ổ đĩa sẽ khiến nó xác định một số trang trống, ghi dữ liệu ở đó và bằng cách nào đó ghi lại thực tế rằng khu vực logic trong câu hỏi được lưu trữ tại vị trí đó. Miễn là có đủ các trang trống, thao tác này có thể tiến hành nhanh chóng. Tuy nhiên, nếu các trang trống bị thiếu nguồn, ổ đĩa có thể cần tìm các khối chứa tương đối ít trang "sống", di chuyển bất kỳ trang trực tiếp nào trong các khối đó sang một số các trang trống còn lại và đánh dấu các bản sao cũ là " đã chết"; đã làm điều đó, ổ đĩa sau đó sẽ có thể xóa các khối chỉ chứa các trang "chết".

Nếu một ổ đĩa chỉ đầy một nửa, thì chắc chắn sẽ có ít nhất một khối chứa nhiều nhất một nửa trang trực tiếp (và rất có thể sẽ có một số khối chứa ít hoặc không có khối nào). Nếu mỗi khối chứa 256 trang và các khối ít nhất chứa 64 trang trực tiếp (trường hợp xấu vừa phải), thì cứ 192 khu vực được yêu cầu ghi, ổ đĩa sẽ phải thực hiện 64 bản sao ngành bổ sung và xóa một khối (vì vậy chi phí trung bình của mỗi khu vực viết sẽ có khoảng 1,34 trang viết và 0,005 xóa khối). Ngay cả trong trường hợp xấu nhất, cứ 128 lần ghi sẽ yêu cầu 128 bản sao bổ sung và xóa khối (chi phí trung bình cho mỗi lần viết 2 trang và xóa 0,01 khối)

Nếu một ổ đĩa đầy 99% và các khối ít đầy đủ nhất có 248/256 trang trực tiếp, thì mỗi 8 khu vực ghi sẽ yêu cầu thêm 248 trang ghi và xóa khối, do đó, chi phí cho mỗi lần ghi là 32 trang ghi và 0,125 khối xóa - một sự chậm lại rất nghiêm trọng.

Tùy thuộc vào dung lượng lưu trữ "thêm" của ổ đĩa, nó có thể không cho phép mọi thứ trở nên tồi tệ như vậy. Tuy nhiên, ngay cả tại thời điểm ổ đĩa đầy 75%, hiệu suất trong trường hợp xấu nhất có thể tệ hơn gấp đôi so với hiệu suất trong trường hợp xấu nhất khi nó đầy 50%.

Bạn đóng đinh khá nhiều. Bạn có thể nghĩ về một ổ cứng SATA như một phương tiện truyền thông song công một nửa (Nghĩa là, nó chỉ có thể chấp nhận hoặc truyền dữ liệu tại một thời điểm. Không phải cả hai.) Vì vậy khi ổ đĩa được giữ trong một thời gian dài để tìm một vị trí miễn phí để ghi đến, nó không thể đọc bất kỳ dữ liệu nào cho bạn. Theo nguyên tắc thông thường, bạn không nên tải ổ đĩa của mình lên hơn 80% dung lượng vì lý do này. Càng đầy đủ thì càng có nhiều khả năng phân mảnh các tệp khiến ổ đĩa bị ràng buộc trong các yêu cầu đọc (do đó chặn các yêu cầu ghi).

Có một số điều bạn có thể làm để giúp giải quyết những vấn đề này:

• Giảm lượng dữ liệu bạn đã lưu trữ và thường xuyên chống phân mảnh ổ đĩa của bạn.
• Chuyển sang lưu trữ dựa trên flash.
• Giữ dữ liệu số lượng lớn được lưu trữ trên một ổ đĩa riêng biệt từ HĐH của bạn.
• Vv và Vv...

Theo cách tiếp cận ngắn & ngọt ngào, câu trả lời đơn giản của tôi (bị hạn chế nghiêm ngặt đối với sự nhầm lẫn chính của bạn) là:

Miễn là của bạn

1. HĐH có đủ không gian (cho các trường hợp xấu nhất) để hoàn thành các nhiệm vụ của nó như phân trang / hoán đổi / v.v.
2. Các phần mềm khác cũng có đủ không gian cho nhu cầu tương ứng của họ.
3. Đĩa cứng bị phân mảnh.

Sau đó, bạn không thể phân biệt hiệu suất của đĩa trống 80% so với đĩa trống 30% và không nên lo lắng về bất cứ điều gì khác ngoài việc lưu trữ ngày càng nhiều dữ liệu mới.

Bất cứ điều gì khác cần lưu trữ nhiều hơn sẽ dẫn đến hiệu suất kém vì bây giờ có thể thiếu không gian có sẵn.

Tất nhiên làm sạch đĩa thông qua một công cụ là tốt như:

1. Các tập tin tạm thời nên được làm sạch thường xuyên để có được không gian đĩa có giá trị.
2. Các tệp nhật ký cũ không có gì ngoài sự lãng phí không gian.
3. Phần còn lại của phần mềm Đã cài đặt / Gỡ cài đặt rất khó chịu.
4. Cookies phải được xóa nếu bạn coi trọng sự riêng tư trực tuyến của bạn.
5. Phím tắt không hợp lệ, v.v.

Tất cả những lý do này (và nhiều lý do khác) dẫn đến hiệu năng kém hơn vì tất cả những lý do này tiếp tục gây nhầm lẫn cho hệ điều hành khi tìm tập hợp bit phù hợp để làm việc.

Một ảnh hưởng đến các ổ đĩa quay mà tôi chưa thấy đề cập: Tốc độ truy cập và tốc độ truyền dữ liệu khác nhau trên các phần khác nhau của đĩa.

Một đĩa quay với tốc độ cố định. Các rãnh ở bên ngoài đĩa dài hơn và do đó có thể chứa nhiều dữ liệu trên mỗi rãnh hơn các rãnh ở bên trong. Nếu ổ đĩa của bạn có thể đọc 100 MB / giây từ các rãnh ngoài cùng, tốc độ trên các rãnh trong cùng sẽ dưới 50 MB / giây.

Đồng thời, có ít bản nhạc hơn giữa 1 GB dữ liệu trên các rãnh ngoài của đĩa so với giữa 1 GB dữ liệu trên các rãnh trong cùng. Vì vậy, trung bình, đối với dữ liệu được lưu trữ bên ngoài sẽ cần ít chuyển động đầu hơn so với dữ liệu trên các rãnh trong cùng.

HĐH sẽ cố gắng sử dụng các rãnh ngoài cùng, nếu có thể. Tất nhiên là không thể nếu đĩa đầy. Xóa dữ liệu sẽ giúp không gian có sẵn trong đó tốc độ truyền cao hơn và khiến mọi thứ chạy nhanh hơn. Vì lý do tương tự, bạn nên mua ổ cứng quay lớn hơn mức cần thiết nếu bạn muốn tốc độ (miễn là giá cả phải chăng), vì cuối cùng bạn sẽ chỉ sử dụng các phần nhanh nhất của ổ đĩa.