Что такое основное и вторичное хранилище?

Большинство сайтов, посвященных компьютерам, и вводные компьютерные курсы скажут вам, что существует разница между оперативной памятью и хранилищем. Оперативная память — это рабочее пространство вашего компьютера, скажут вам, а хранилище — обычно ваш жесткий диск — это место, где хранятся вещи до тех пор, пока они не потребуются. В данном контексте это верно, но инженеры и программисты также говорят о первичной и вторичной памяти. В этом смысле оперативная память также является хранилищем.

Все где-то происходит

Основной частью вашего компьютера является его ЦП или центральный процессор. Это настоящий процессорный чип, который выполняет всю работу, будь то высокопроизводительный чип от Intel или AMD или процессор ARM с более низким энергопотреблением в вашем планшете или мобильном телефоне. Его работа состоит в том, чтобы получать инструкции от программ, которые вы запускаете, а затем выполнять эти инструкции для манипулирования информацией. Чипу процессора нужно где-то выполнять свою работу и где-то хранить информацию, над которой он работает. Вот где ваши устройства хранения входят в картину.

Первичные и вторичные устройства хранения

Ваш компьютер содержит два вида информации. . Одна — это информация, которая активно используется процессором в данный момент, а другая — информация, которую вы просто храните до тех пор, пока она не понадобится. Вот как вы определяете первичное и вторичное хранилище:если информация активно используется, она находится в вашем первичном хранилище. Если он в настоящее время не используется, а просто сохранен на будущее, он находится во вторичном хранилище.

ОЗУ — это место хранения

Вы можете не думать об этом так, но рабочая память вашей системы — ее ОЗУ — на самом деле является местом хранения в этом смысле. Здесь ваш компьютер хранит информацию и инструкции, которые он использует прямо сейчас. Существует также специальная форма высокоскоростной памяти, называемая кэш-памятью, которая встроена прямо в сам чип процессора. Когда процессор загружает заданный набор инструкций или данных, он также считывает следующую часть и помещает ее в эту область для быстрого доступа. Извлечение информации из кеша выполняется быстрее, чем возврат на жесткий диск, что ускоряет обработку.

Первичное хранилище и вторичное хранилище

Если первичным хранилищем является оперативная память вашей системы и ее кеш, вы не удивитесь, узнав, что любое другое используемое вами хранилище считается вторичным. Основным дополнительным хранилищем, используемым вашим компьютером, является его жесткий диск, но USB-накопители, DVD-ROM и даже онлайн-сервисы, такие как Dropbox или Google Drive, работают одинаково. Две важные вещи, которые следует помнить о вторичном хранилище, это то, что оно дает вам намного больше места, чем основное хранилище, и работает намного медленнее.

Комната для хранения вещей

Объем оперативной памяти в системе продолжает расти, но в настоящее время большинство новых компьютеров содержат 16 ГБ или меньше. Кэш еще меньше, например, всего несколько мегабайт для чипов Intel i5 и i7 восьмого поколения. Вторичное хранилище, для сравнения, может быть настолько большим, насколько вам нужно . Обычные жесткие диски емкостью от 1 до 3 терабайт (террабайт равен 1000 ГБ) достаточно недороги, чтобы их мог купить любой энтузиаст, а сетевое и онлайн-хранилище ограничено только вашим бюджетом.

Разница в скорости огромна

Есть две причины, по которым основная память работает так быстро. Во-первых, это собственная скорость работы, которая измеряется миллионными долями секунды. Во-вторых, у него есть прямой высокоскоростной путь данных к процессору. . У дисков нет прямого пути, поэтому они должны передавать информацию процессору через материнскую плату. Это все равно, что ездить по наземным улицам, а не по широкой многополосной автостраде. Там не так много полос, меньше ограничение скорости, и как бы ни была хороша твоя машина и как хорошо ты водишь, ты не доедешь так быстро.

Еще пара аналогий

Может быть полезна пара других аналогий из реального мира.

• Если вы делаете небольшой ремонт в своем доме, рука, которая держит инструмент, похожа на оперативную память вашего компьютера, а ваш пояс с инструментами — на тайник. Если вам придется вернуться к своему ящику с инструментами или, что еще хуже, рыться в сарае, чтобы найти что-то, это определенно замедлит ваш ремонт.
  
• Если вы готовите, ингредиенты на вашей сковороде подобны информации в оперативной памяти, а те, что лежат рядом с плитой, уже нарезанные на разделочной доске, находятся в кэше. В этом примере ингредиенты в вашем холодильнике или шкафах будут находиться во вторичном хранилище.
  

Не все вторичные хранилища созданы одинаковыми

Если вы пытаетесь собрать хорошо работающую систему, выбор вторичного хранилища может иметь большое значение. Помимо потери производительности, которую вы платите за отсутствие прямого пути к ОЗУ, диски могут сильно различаться по исходной производительности. . Некоторые обычные жесткие диски работают намного быстрее, чем другие, а современные твердотельные накопители или твердотельные накопители еще быстрее. Самые быстрые диски стоят дороже, поэтому вам нужно сбалансировать свой бюджет и потребность в производительности.

Скорость вращения жестких дисков

При использовании обычных жестких дисков ваши данные хранятся на физических пластинках. , или диски из металла, вращающиеся с большой скоростью. Чем выше скорость, тем выше производительность . Диски с самой низкой производительностью вращаются со скоростью 5400 об/мин, лучшие — с 7200 об/мин, а модели высокого класса могут достигать 10 000 или 15 000 об/мин. Это означает, что они могут быстрее считывать данные после их обнаружения. Кроме того, время, необходимое для поиска данных в первую очередь — показатель, называемый задержка. - идет вниз. Это повышает производительность, но не так сильно, как переход на SSD.

Преимущество твердотельных накопителей

Твердотельные накопители не имеют движущихся частей, поэтому физические пластины для чтения отсутствуют. Вместо этого они используют энергонезависимую форму оперативной памяти. , что означает, что он не теряет свои данные при отключении питания. Это намного быстрее, чем чтение с диска, поэтому задержка у твердотельных накопителей меньше, чем у обычных жестких дисков. . Они по-прежнему должны передавать данные вашему процессору через материнскую плату, поэтому это медленнее, чем основное хранилище, но это существенное улучшение по сравнению с обычным диском.

Облачное хранилище и автономное хранилище

Ваш жесткий диск является основным дополнительным хранилищем на вашем компьютере, но вы, вероятно, используете и другие. Это могут быть физические вещи, такие как DVD-диски и флэш-накопители, или сетевое хранилище, которое размещает ваши данные на серверах вашей компании или на облачных серверах где-то в Интернете. Обычно они медленнее , ограничено такими факторами, как скорость вашего интернет-соединения или порты USB. Флэш-накопители и DVD-диски также иногда называют автономными хранилищами. потому что вы должны физически вставить их, прежде чем компьютер сможет использовать их данные. Их лучше всего использовать для информации, к которой вы не обращаетесь ежедневно, поэтому иногда термины "основное хранилище" и "вторичное хранилище" используются в разных значениях.

Еще один взгляд на первичные и вторичные устройства хранения

В этой альтернативной интерпретации терминов основным хранилищем является жесткий диск вашего компьютера, а дополнительным хранилищем — все более медленное, например облачное хранилище или флэш-накопители, которые используются для хранения архивной или редко используемой информации . У вас также может быть высокопроизводительный твердотельный накопитель в качестве основного устройства хранения на вашем компьютере и большой недорогой жесткий диск в качестве дополнительного устройства. Предприятия делают то же самое в большем масштабе, используя сетевые устройства хранения данных с более высокой и низкой производительностью, которые заменяют отдельные жесткие диски в системе домашнего пользователя.