Hva er primær lagring og sekundær lagring?

De fleste datarelaterte nettsteder og innledende datakurs vil fortelle deg at det er en forskjell mellom RAM og lagring. RAM er datamaskinens arbeidsplass, vil de fortelle deg, og lagring – vanligvis harddisken – er der ting oppbevares til de trengs. Det er sant i den sammenhengen, men ingeniører og datavitere snakker også om primær og sekundær lagring. I den forstand er RAM også lagring.

Kjernen i datamaskinen er dens CPU, eller den sentrale prosessorenheten. Det er selve prosessorbrikken som gjør jobben, enten det er en avansert brikke fra Intel eller AMD eller den kjøligere ARM-prosessoren med lav effekt i nettbrettet eller mobiltelefonen. Dens jobb er å ta instruksjoner fra programmene du kjører og deretter utføre disse instruksjonene for å manipulere informasjon. Prosessorbrikken trenger et sted å gjøre arbeidet sitt og et sted for å beholde informasjonen den jobber med. Det er der lagringsenhetene dine kommer inn i bildet.

Datamaskinen din inneholder to typer informasjon. Den ene er informasjon som brukes aktivt av prosessoren på et gitt øyeblikk, og den andre er informasjon du bare oppbevarer til den er nødvendig. Det er slik du definerer primær og sekundær lagring: Hvis informasjonen er aktivt i bruk, er den i din primære lagring. Hvis den ikke brukes for øyeblikket, men bare lagres for senere, er den i sekundær lagring.

Du tenker kanskje ikke på det på den måten, men systemets arbeidsminne – dets RAM – er faktisk en lagringsplass i denne forstand. Det er der datamaskinen din oppbevarer informasjon og instruksjoner som den bruker akkurat nå. Det er også en spesialisert form for høyhastighetsminne, kalt en cache, som er innebygd rett inn i selve prosessorbrikken. Når prosessoren laster inn et gitt sett med instruksjoner eller data, leser den også neste del og legger den inn i dette området for rask tilgang. Å hente informasjon fra hurtigbufferen er raskere enn å gå tilbake til harddisken din, så det øker hastigheten på behandlingen.

Hvis primærlagring er systemets RAM og hurtigbuffer, vil du ikke bli overrasket over å høre at alle andre lagringsformer du bruker anses som sekundære. Hoveddelen av sekundærlagringen datamaskinen din bruker er harddisken, men USB-minnestasjoner, DVD-ROM-er og til og med nettjenester som Dropbox eller Google Drive fungerer på samme måte. De to viktige tingene å huske om sekundær lagring er det den gir deg mye mer plass enn den primære lagringen gjør, og den er mye, mye tregere.

Mengden RAM i et system fortsetter å øke, men for øyeblikket inneholder de fleste nye datamaskiner 16 GB eller mindre. Cachen er enda mindre, på bare noen få megabyte hver for åttende generasjons Intel i5- og i7-brikker, for eksempel. Sekundær lagring, til sammenligning, kan være så stor som du trenger den. Konvensjonelle harddisker på 1 til 3 terabyte – en terabyte er 1000 GB – er rimelige nok for enhver entusiast å kjøpe, og nettverkstilkoblet lagring og nettlagring er kun begrenset av din budsjett.

Det er to grunner til at primærlagring er så rask. Først er dens egen driftshastighet, som måles i milliondeler av et sekund. Det andre er det den har en direkte, høyhastighets datavei til prosessoren. Disker har ikke den direkte banen, så de må flytte informasjon til prosessoren gjennom hovedkortet. Det er som å pendle langs overflategater, i stedet for en bred, flerfelts motorvei. Det er ikke så mange kjørefelt, fartsgrensene er lavere, og uansett hvor god bilen din og kjøringen din er, kommer du ikke frem like raskt.

Et par andre analogier fra den virkelige verden kan være nyttige.

• Hvis du gjør en liten reparasjon rundt huset ditt, er hånden som holder et verktøy som datamaskinens RAM, og verktøybeltet er cachen. Hvis du må gå tilbake til verktøykassen din, eller – enda verre – rote i skuret ditt for å finne noe, vil det definitivt bremse reparasjonen.
  
• Hvis du lager mat, er ingrediensene i pannen din som informasjonen i RAM, og de som sitter ved siden av komfyren, som allerede er skåret opp på skjærebrettet, ligger i cache. I dette eksemplet vil ingrediensene i kjøleskapet eller skapene være i sekundærlagring.
  

Hvis du prøver å sette sammen et system som gir gode resultater, kan ditt valg av sekundær lagring ha stor betydning. Bortsett fra ytelsesstraffen du betaler for å ikke ha en direkte vei til RAM, stasjoner kan variere mye i deres rå ytelse. Noen konvensjonelle harddisker er mye raskere enn andre, og moderne solid-state-stasjoner, eller SSD-er, er enda raskere. De raskeste stasjonene koster mer, så du må balansere budsjettet og behovet for ytelse.

Med konvensjonelle harddisker holdes dataene dine fysiske fat, eller skiver av metall, som spinner i høy hastighet. Jo høyere hastighet, jo bedre ytelse. Diskene med lavest ytelse spinner ved 5400 rpm, bedre ved 7200 rpm, og avanserte modeller kan nå 10 000 eller 15 000 rpm. Det betyr at de kan lese data raskere når de har funnet dem. Også tiden som kreves for å finne dataene i utgangspunktet – en måling kalt ventetid - går ned. Det forbedrer ytelsen, men ikke så mye som å bytte til en SSD.

Solid state-stasjoner har ingen bevegelige deler, så det er ingen fysiske tallerkener å lese. I stedet bruker de en form for RAM som er ikke-flyktig, noe som betyr at den ikke mister data når strømmen slås av. Det er mye raskere enn å lese fra en disk, så SSD-er har lavere ventetid enn konvensjonelle harddisker. De må fortsatt sende data til prosessoren din gjennom hovedkortet, så det er tregere enn primærlagring, men det er en stor forbedring i forhold til en vanlig stasjon.

Harddisken din er hovedformen for sekundær lagring på datamaskinen din, men du bruker sannsynligvis andre. Dette kan være fysiske ting som DVDer og minnepinner, eller nettverkslagring som plasserer dataene dine på bedriftens servere eller på skyservere et sted ute på internett. Disse er vanligvis tregere, begrenset av faktorer som hastigheten på Internett-tilkoblingen eller USB-portene. Minnestasjoner og DVD-er blir også noen ganger omtalt som frakoblet lagring fordi du må fysisk sette dem inn før datamaskinen kan bruke dataene deres. De brukes best for informasjon du ikke får tilgang til på daglig basis, og det er derfor noen ganger begrepene "primær lagring" og "sekundær lagring" brukes i en annen betydning.

I denne alternative tolkningen av begrepene er den primære lagringsenheten harddisken i datamaskinen din og sekundær lagring er alt tregere, for eksempel skylagring eller minnepinner, som du bruker for arkivert eller mindre brukt informasjon. Du kan også ha en høyytelses SSD som din primære lagringsenhet i datamaskinen, og en stor, rimelig harddisk som sekundær enhet. Bedrifter gjør det samme i større skala, med nettverkstilkoblede lagringsenheter med høyere og lavere ytelse som tar plassen til de individuelle harddiskene i hjemmebrukerens system.