Производительность жестких дисков зависит

Что влияет на скорость работы компьютера? 6 основных факторов

Главная ≫ Основы компьютера ≫ Аппаратное обеспечение ≫ Что влияет на скорость работы компьютера? 6 основных факторов

Опубликовано: 26 октября 2016 г.
0 комментариев

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.

Содержание:

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.

ХОТИТЕ СКАЗАТЬ СПАСИБО? ⇒ Поделитесь статьей

ХОТИТЕ СКАЗАТЬ БОЛЬШОЕ СПАСИБО? ⇒ Поддержите наш проект

Параметры, влияющие на быстродействие жесткого диска

Скорость передачи данных по шине дискового интерфейса — это далеко не единственный параметр, влияющий на быстродействие винчестера в целом. Наоборот, производительность жестких дисков с одинаковым типом интерфейса иногда очень существенно различается. В чем же причина?

Дело в том, что жесткий диск является совокупностью большого количества разнообразных электронных и электромеханических устройств. Быстродействие же механических компонентов винчестера существенно уступает быстродействию электроники, в состав которой входит и шинный интерфейс. Общая производительность диска, к сожалению, определяется по скорости работы самых медленных компонентов. «Горлышком бутылки» при передаче данных между накопителем и компьютером является именно внутренняя скорость передачи — параметр, определяемый быстродействием механики винчестера, что является одной из причин ремонта ноутбуков. Поэтому в самых современных режимах обмена PIO 4 и UltraDMA максимально возможная пропускная способность интерфейса в ходе реальной работы с накопителем почти никогда не достигается. Для определения быстродействия механических компонентов, а также всего накопителя необходимо знать следующие параметры.

Частота вращения дисков — количество оборотов, совершаемых пластинами (отдельными дисками) винчестера в минуту. Чем выше частота вращения, тем быстрее происходит запись или считывание данных. Типичное значение этого параметра для большинства современных EIDE-дисков — 5400 об/мин. В некоторых новейших накопителях диски вращаются с частотой 7200 об/мин. Технический предел, достигнутый на сегодняшний день, — 10000 об/мин — реализован в SCSI-накопителях серии Seagate Cheetah.

Среднее время поиска — среднестатистическое время, необходимое для позиционирования блока головок из произвольного положения на заданную дорожку для чтения или записи данных. Типичное значение этого параметра для новых винчестеров составляет от 10 до 18 мс, причем хорошим можно считать время доступа 11-13 мс. В наиболее быстродействующих SCSI-моделях значение времени доступа — меньше 10 мс.

Среднее время доступа — среднестатистический отрезок времени от выдачи команды на операцию с диском до начала обмена данными. Это — составной параметр, включающий в себя среднее время поиска, а также половину периода вращения диска (с учетом того, что данные могут находиться в произвольном секторе на нужной дорожке). Параметр определяет величину задержки до начала считывания нужного блока данных, а также общую производительность при работе с большим количеством мелких файлов.

Внутренняя скорость передачи-скорость обмена данными между интерфейсом диска и носителями (пластинами). Значения этого параметра существенно различаются для чтения и записи. Они определяются частотой вращения дисков, плотностью записи, характеристиками механизма позиционирования и другими параметрами накопителя. Именно эта скорость имеет решающее влияние на быстродействие накопителя в установившемся режиме (при чтении большого цельного блока данных). Превышение общей скорости передачи над внутренней достигается только при обмене данными между интерфейсом и кэш-памятью винчестера без немедленного обращения к пластинам. Поэтому на быстродействие накопителя влияет еще один параметр, а именно…

…объем кэш-памяти. Кэш-память — обычное электронное ОЗУ, установленное на винчестере. Данные после считывания с винчестера одновременно с передачей их в память компьютера попадают и в кэш-память. Если эти данные потребуются снова, они будут считаны не с пластин, а из кэш-буфера. Это позволяет значительно ускорить обмен данными. Для повышения эффективности кэш-памяти разработаны специальные алгоритмы, выявляющие наиболее часто используемые данные и помещающие в кэш именно их, что повышает вероятность того, что при следующем обращении будут затребованы данные именно из электронного ОЗУ — произойдет так называемое «попадание в кэш». Естественно, чем больше объем кэш-памяти, тем быстрее обычно работает диск.

Ликбез по жёстким дискам: рекомендации по выбору накопителя

На первый взгляд кажется, что рынок жёстких дисков не так динамичен, как рынок процессоров или видеокарт. Большинство потребителей считают, что жёсткие диски не развиваются так быстро, как другие комплектующие современного персонального компьютера. Однако на практике всё далеко не так – производители жёстких дисков находятся в постоянном поиске эффективных решений для улучшения характеристик винчестеров. Все эти заблуждения от недостатка информации, у большого количества среднестатистических пользователей ПК знания о жёстком диске – на уровне строчки из прайс-листа: «Samsung 160 Гбайт 7200 об./мин.». В сегодняшнем материале мы хотим восполнить этот пробел и рассказать вам, дорогие читатели, что такое винчестер.

Жёсткий диск Western Digital

Жёсткий диск Western Digital

Немного теории

Жёсткий диск представляет собой сложное устройство для хранения данных, в основу которого положен принцип магнитной записи электрических сигналов.

Винчестеры используют одну или несколько магнитных пластин, на которые нанесены концентрические дорожки. Запись и хранение информации на этих пластинах происходит за счёт преобразования электрических сигналов в определённые изменения магнитного поля с последующим воздействием этим полем на магнитную пластину. Благодаря явлению остаточного магнетизма следы от этих воздействий сохраняются в магнитном материале на длительный срок. Считывание информации, то есть воспроизведение электрических сигналов, происходит точно так же, только в обратном направлении.

Магнитные домены или битовые ячейки представляют собой чередующиеся участки с различным направлением намагниченности. Плотность магнитной пластины определяется размерами ячеек: чем они меньше, тем выше плотность записи информации.

Битовые ячейки формируют секторы, которые впоследствии определяют минимальную логическую единицу хранения данных – кластер. Размер кластера меняется в зависимости от использования файловой системы – NTFS или FAT32. В конечном итоге кластеры образуют те самые пресловутые мегабайты, которые определяют ёмкость жёсткого диска.

Для считывания и записи информации используются так называемые головки, которые собраны на механическом перемещающемся приводе, предназначенном для позиционирования. Количество головок зависит от количества пластин. Для каждой магнитной пластины применяется по две головки – при условии, что используются обе её стороны. Визуально процесс позиционирования головок напоминает виниловый проигрыватель.

Ёмкость жёсткого диска напрямую связана с плотностью и количеством пластин. Всё достаточно просто: чем больше плотность и количество пластин – тем больше объём жёсткого диска. Однако повышать ёмкость исключительно за счёт увеличения количества пластин бессмысленно. Во-первых, корпус обыкновенного 3,5-дюймового винчестера способен уместить максимум 5 пластин и 10 головок. Во-вторых, большое количество пластин и головок увеличивает энергопотребление и тепловыделение, что повышает риск аппаратного сбоя из-за большого числа подвижных элементов.

Таким образом, для развития жёстких дисков производителю очень важно работать над увеличением плотности применяемых пластин. Для увеличения линейной плотности записи информации необходимо максимально уменьшать длину битовых ячеек и делать переходы между ними максимально резкими. На первый взгляд в теории кажется, что всё достаточно просто: уменьшай себе длину битовых ячеек и клепай пластины. Однако на практике всё немного иначе, и с уменьшением длины у битовой ячейки снижается устойчивость к внешним магнитным полям, в результате чего возникает так называемый супермагнитизм. Длина битовой ячейки уменьшается до критической отметки, и размагничивающиеся поля становятся настолько большими, что ячейка саморазмагничивается и исчезает. Говоря простым языком, происходит самопроизвольное стирание данных.

Основные игроки рынка винчестеров смогли решить эту проблему. Благодаря технологии перпендикулярной магнитной записи PMR (Perpendicular Magnetic Recording) производителям жёстких дисков удалось получить плотность в 200 Гбайт для одной пластины. Перпендикулярное расположение магнитных доменов позволило достигнуть высокой плотности без проявления суперпарамагнитного эффекта.

Формфактор, интерфейс и кэш-память жёстких дисков

Винчестеры получили очень широкое применение в различных устройствах: персональные компьютеры, ноутбуки, КПК, MP3-плееры и пр. Одним из основополагающих моментов типа жёсткого диска является его формфактор, который, в свою очередь, определяется диаметром пластин. Обычные десктопные жёсткие диски используют 3,5-дюймовые пластины и предназначены для установки в соответствующие отсеки корпусов настольных ПК.

Магнитные пластины диаметром 2,5 дюйма используются в мобильных жёстких дисках, которые широко применяются в ноутбуках и внешних портативных накопителях.

Есть и устройства, использующие пластины диаметром 1,8″, 1″ и 0,8″. Как правило, такие жёсткие диски используются в ультрапортативных ноутбуках, MP3-плеерах и других ультрамобильных девайсах.

Большинство жёстких дисков выпускается для двух интерфейсов – SATA и PATA. Их пропускная способность составляет 300 Мбит/с (Serial ATA II) и 133 Мбит/с соотвественно. На первый взгляд Serial ATA выглядит куда привлекательнее. Как говорится, многомегабайтная разница налицо, однако где преимущество от использования интерфейса с пропускной способностью 300 Мб/с, если стандартный жёсткий диск со скоростью вращения шпинделя 7 200 об./мин. имеет скорость чтения с пластин до 90 Мбит/с. Очередной маркетинг с точки зрения производительности. И всё же Serial ATA имеет конструктивное преимущество в виде тонкого шлейфа, который удобнее прокладывать в корпусе, чтобы он не мешал циркуляции воздушных потоков.

Может ли жесткий диск повлиять на производительность в играх?

Здравствуйте! Рад приветствовать постоянных читателей моего блога, а также тех, кто попал сюда впервые! Подпишитесь на новостную рассылку — и вы своевременно будете получать уведомления о новых публикациях.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

Сегодня давайте обсудим, влияет ли жесткий диск на производительность в играх, и как именно. Спойлер: влияет, но не так ощутимо, как мощность видеокарты и процессора. Все, дальше можете не читать, а уже заказывайте новый HDD для вашего ПК.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Для тех, кому интересно, может ли влиять модель и параметры жесткого диска, насколько важен этот компонент при сборке мощного игрового компьютера и что можно сделать, если вы замечаете лаги, эта статья будет чертовски полезной. Гарантирую!

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

Как устроены видеоигры

Давайте возьмем сферический пример «в вакууме» — клиентская игра, которая требует предварительной установки на винчестере. Почти все современные игры состоят из 3D объектов, которые по-всякому взаимодействуют между собой. Рендерятся они с помощью видеокарты.

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

Состояние и взаимное положение этих объектов запоминает оперативная память, а процессор просчитывает все эти взаимодействия — например, траекторию полета снаряда, стрелы или пули, шанс нанести критический урон, влияние защиты цели. В общем, все то, что незаметно глазу игрока — «шевеление» пикселей внутри игры.

p, blockquote 5,0,1,0,0 —>

В онлайн играх часть этих функций берет на себя серверный процессор, но часть остается и вашему ПК. И мы переходим непосредственно к теме сегодняшней публикации — в чем роль жесткого диска во всем этом процессе.

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

Именно он хранит все те объекты, которые созданы разработчиками — модели оружия, персонажей, техники, игровые локации, загрузочные и прочие меню, а также текстуры. По сути, любая 3D модель — собранная из множества полигонов сложная пространственная фигура, на которую натянута текстура. Как перчатка на руку.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

Почему жесткий диск важен для комфортного гейминга

Скорость чтения данных с жесткого диска почти не влияет на ФПС, однако может стать причиной лагов. Особенно это заметно, когда вы запускаете современную игру на морально устаревшем компьютере с винчестером стандарта SATA. В этом случае текстуры окружения или персонажей попросту не успевают загрузиться во время.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Проявляться это может по-разному:

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

• Если резко приблизиться к другому персонажу, сначала отображается базовая модель, потом отрисовывается одетая на нем броня, затем внешка (из игрового магазина, а как же!) и лишь потом ее покраска. Занимать этот процесс может всего несколько секунд, но заметен для глаза.
• При быстром перемещении между разными локациями в игре с открытым миром транспорт замирает на месте, терпеливо дожидаясь, пока прорисуются текстуры на окружающих объектах.
• Загрузочная заставка отображается гораздо дольше, чем предусмотрели разработчики, так как на ее чтение с медленного винчестера требуется больше времени.

FPS при этом может проседать, однако вовсе не обязательно: ваш персонаж гоняет с той же скоростью на тех же недогруженных локациях, а счетчик кадров в секунду отображает одну и ту же цифру.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Многое зависит уже от кода, написанного разработчиками — медленная работа жесткого диска может проявляться иначе, я просто привел наиболее типичные случаи.

p, blockquote 11,1,0,0,0 —>

Закономерный вопрос — повысит ли фрейм количество кадров? Увы, но нет. Запуск игры в оконном режиме, при меньшем разрешении, может снизить нагрузку на слабую видеокарту.

На скорость чтения текстур и объектов такой режим отображения вообще не влияет.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Отдельным абзацем хочу упомянуть браузерные игры, в том числе многопользовательские. В них все «шевеление» пикселей происходит на стороне сервера и отображается с помощью Flash плеера, поэтому винчестер компьютера не задействован. Лагов, описанных выше, в таких играх не замечено.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Что можно сделать

Если у вас устаревший ПК, рекомендую провести апгрейд при первой же возможности. Иногда переход на более позднюю версию САТА требует замены материнской платы, а это уже тянет за собой новый процессор и оперативную память.

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

Но искусство (а видеоигры уже несколько лет признаны одним из направлений искусства, вы знали об этом?) требует жертв. В рассматриваемом нами случае — определенных затрат на апгрейд.

p, blockquote 16,0,0,1,0 —>

Также не могу молчать о том, что даже SATA III в некоторых случаях не сильно поможет: ряд игр оптимизирован настолько «шикарно», что для нормальной работы требуется накопитель ССД. Про отличие ssd от ssd m2 вы можете почитать здесь.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Навскидку вот так сразу могу вспомнить ММОРПГ Black Desert. Хотя релиз этой игры и произошел 4 года назад, она остается довольно «кусачей» в плане системных требований — быстрое перемещение по игровому миру требует быстрой загрузки текстур игрового мира.

Рекомендую ССД для комфортного запуска и последних частей Final Fantasy. Размер и качество текстур там такие, что игровой клиент занимает около 100 Гб, а для нормального чтения требуется именно SSD.

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

Также для вас окажется полезной статья «Лучшие производители жестких дисков». Буду очень признателен всем, кто поделится этой публикацией в социальных сетях. До завтра!

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

p, blockquote 21,0,0,0,0 —> p, blockquote 22,0,0,0,1 —>