Wat is primaire opslag en secundaire opslag?

De meeste computergerelateerde sites en inleidende computercursussen zullen u vertellen dat er een verschil is tussen RAM en opslag. RAM is de werkruimte van je computer, zullen ze je vertellen, en opslag - meestal je harde schijf - is waar dingen worden bewaard totdat ze nodig zijn. Dat klopt in die context, maar ingenieurs en computerwetenschappers spreken ook in termen van primaire en secundaire opslag. In die zin is RAM ook opslag.

Het kernstuk van uw computer is de CPU of centrale verwerkingseenheid. Dat is de eigenlijke processorchip die het werk doet, of het nu een high-end chip van Intel of AMD is of de koeler draaiende, energiezuinigere ARM-processor in uw tablet of mobiele telefoon. Het is zijn taak om instructies op te nemen van de programma's die u uitvoert en deze instructies vervolgens uit te voeren om informatie te manipuleren. De processorchip heeft een plaats nodig om zijn werk te doen en ergens om de informatie te bewaren waaraan hij werkt. Dat is waar je opslagapparaten in beeld komen.

Uw computer bevat twee soorten informatie:. De ene is informatie die op een bepaald moment actief door de processor wordt gebruikt, en de andere is informatie die je bijhoudt totdat het nodig is. Zo definieert u primaire en secundaire opslag: als de informatie actief in gebruik is, bevindt deze zich in uw primaire opslag. Als het momenteel niet wordt gebruikt, maar alleen wordt opgeslagen voor later, bevindt het zich in de secundaire opslag.

Je denkt er misschien niet zo over, maar het werkgeheugen van je systeem – het RAM – is eigenlijk een opslaglocatie in deze betekenis. Hier bewaart uw computer de informatie en instructies die hij op dit moment gebruikt. Er is ook een gespecialiseerde vorm van snel geheugen, een cache genaamd, dat rechtstreeks in de processorchip zelf is ingebouwd. Wanneer de processor een bepaalde set instructies of gegevens laadt, leest hij ook het volgende gedeelte en plaatst het in dit gebied voor snelle toegang. Informatie uit de cache halen is sneller dan teruggaan naar uw harde schijf, dus het versnelt de verwerking.

Als de primaire opslag het RAM-geheugen en de cache van uw systeem is, zal het u niet verbazen dat elke andere vorm van opslag die u gebruikt als secundair wordt beschouwd. Het belangrijkste deel van de secundaire opslag dat uw computer gebruikt, is de harde schijf, maar USB-thumbdrives, dvd-roms en zelfs online services zoals Dropbox of Google Drive werken op dezelfde manier. De twee belangrijke dingen om te onthouden over secundaire opslag is dat: het geeft je veel meer ruimte dan je primaire opslag, en het is veel, veel langzamer.

De hoeveelheid RAM in een systeem blijft stijgen, maar momenteel bevatten de meeste nieuwe computers 16 GB of minder. De cache is zelfs nog kleiner, met slechts een paar megabytes elk voor bijvoorbeeld Intel i5- en i7-chips van de achtste generatie. Secundaire opslag, in vergelijking, kan zo groot zijn als je nodig hebt. Conventionele harde schijven van 1 tot 3 terabyte – een terabyte is 1.000 GB – zijn goedkoop genoeg voor: elke liefhebber om te kopen, en netwerkgebonden opslag en online opslag worden alleen beperkt door uw begroting.

Er zijn twee redenen waarom primaire opslag zo snel is. De eerste is de eigen snelheid van werken, die wordt gemeten in miljoensten van een seconde. De tweede is dat het heeft een directe, snelle gegevensroute naar de processor. Schijven hebben dat directe pad niet, dus moeten ze informatie via het moederbord naar de processor verplaatsen. Dat is net als woon-werkverkeer over straten aan de oppervlakte, in plaats van over een brede snelweg met meerdere rijstroken. Er zijn niet zoveel rijstroken, de snelheidslimieten zijn lager, en hoe goed je auto en je rijstijl ook zijn, je komt er niet zo snel.

Een paar andere real-world analogieën kunnen nuttig zijn.

• Als u een kleine reparatie in uw huis uitvoert, is de hand die een gereedschap vasthoudt het RAM-geheugen van uw computer en is uw gereedschapsriem de cache. Als je terug moet naar je gereedschapskist, of - erger nog - in je schuur moet snuffelen om iets te vinden, zal het je reparatie zeker vertragen.
  
• Als je aan het koken bent, zijn de ingrediënten in je pan zoals de informatie in het RAM-geheugen, en degenen die naast je fornuis zitten, al gesneden op de snijplank, bevinden zich in de cache. In dit voorbeeld zouden ingrediënten in je koelkast of kasten in secundaire opslag zijn.
  

Als u een systeem probeert samen te stellen dat goed presteert, kan uw keuze voor secundaire opslag er veel toe doen. Afgezien van de prestatieboete die u betaalt omdat u geen direct pad naar RAM hebt, schijven kunnen veel variëren in hun onbewerkte prestaties. Sommige conventionele harde schijven zijn veel sneller dan andere, en moderne solid-state schijven of SSD's zijn zelfs nog sneller. De snelste schijven kosten meer, dus u moet een evenwicht vinden tussen uw budget en uw behoefte aan prestaties.

Met conventionele harde schijven worden uw gegevens fysiek bewaard schotels, of schijven van metaal, die met hoge snelheid ronddraaien. Hoe sneller de snelheid, hoe beter de prestaties. De slechtst presterende schijven draaien bij 5.400 tpm, betere bij 7.200 tpm, en high-end modellen kunnen 10.000 of 15.000 tpm bereiken. Dat betekent dat ze gegevens sneller kunnen lezen zodra ze deze hebben gevonden. Ook de tijd die nodig is om de gegevens in de eerste plaats te vinden - een meting genaamd latentie - daalt. Dat verbetert de prestaties, maar niet zoveel als het overstappen naar een SSD.

Solid State-schijven hebben geen bewegende delen, dus er zijn geen fysieke schijven om te lezen. In plaats daarvan gebruiken ze een vorm van RAM die niet-vluchtig, wat betekent dat het zijn gegevens niet verliest wanneer de stroom wordt uitgeschakeld. Dat is veel sneller dan lezen vanaf een schijf, dus SSD's hebben een lagere latentie dan conventionele harde schijven. Ze moeten nog steeds gegevens doorgeven aan je processor via het moederbord, dus het is langzamer dan primaire opslag, maar het is een grote verbetering ten opzichte van een gewone schijf.

Uw harde schijf is de belangrijkste vorm van secundaire opslag op uw computer, maar u gebruikt waarschijnlijk andere. Dit kunnen fysieke dingen zijn zoals dvd's en USB-sticks, of netwerkopslag die uw gegevens op de servers van uw bedrijf of op cloudservers ergens op internet zet. Deze zijn meestal langzamer, beperkt door factoren zoals de snelheid van uw internetverbinding of de USB-poorten. Thumbdrives en dvd's worden ook wel eens genoemd als offline opslag omdat je ze fysiek moet inbrengen voordat de computer gebruik kan maken van hun gegevens. Ze kunnen het beste worden gebruikt voor informatie waartoe u niet dagelijks toegang heeft. Daarom worden de termen 'primaire opslag' en 'secundaire opslag' soms in een andere betekenis gebruikt.

In deze alternatieve interpretatie van de termen is de primaire opslageenheid de harde schijf in uw computer en secundaire opslag is alles langzamer, zoals cloudopslag of thumbdrives, die u gebruikt voor gearchiveerde of minder gebruikte informatie. Mogelijk hebt u ook een krachtige SSD als uw primaire opslagapparaat in uw computer en een grote, goedkope harde schijf als secundaire eenheid. Bedrijven doen hetzelfde op grotere schaal, waarbij op het netwerk aangesloten opslageenheden met hogere en lagere prestaties de plaats innemen van de afzonderlijke harde schijven in het systeem van een thuisgebruiker.