O que é armazenamento primário e armazenamento secundário?

A maioria dos sites relacionados a computadores e cursos introdutórios de informática dirão que há uma diferença entre RAM e armazenamento. RAM é o espaço de trabalho do seu computador, eles dirão, e o armazenamento - geralmente o seu disco rígido - é onde as coisas são mantidas até que sejam necessárias. Isso é verdade nesse contexto, mas engenheiros e cientistas da computação também falam em termos de armazenamento primário e secundário. Nesse sentido, a RAM também é armazenamento.

A peça central do seu computador é a CPU, ou unidade de processamento central. Esse é o chip do processador real que faz o trabalho, seja um chip topo de linha da Intel ou AMD ou o processador ARM de menor potência e funcionamento em seu tablet ou celular. Sua função é receber instruções dos programas que você executa e, em seguida, executar essas instruções para manipular as informações. O chip do processador precisa de um lugar para fazer seu trabalho e um lugar para manter as informações nas quais está trabalhando. É aí que seus dispositivos de armazenamento entram em cena.

Seu computador contém dois tipos de informação. Uma é a informação que está sendo ativamente usada pelo processador em um determinado momento, e a outra é a informação que você apenas mantém até que seja necessária. É assim que você define o armazenamento primário e secundário: se as informações estão ativamente em uso, estão em seu armazenamento primário. Se não estiver sendo usado no momento, mas apenas armazenado para uso posterior, está no armazenamento secundário.

Você pode não pensar dessa forma, mas a memória de trabalho do seu sistema - sua RAM - é na verdade um local de armazenamento nesse sentido. É onde seu computador mantém as informações e instruções que está usando neste minuto. Também existe uma forma especializada de memória de alta velocidade, chamada cache, que está embutida no próprio chip do processador. Quando o processador carrega um determinado conjunto de instruções ou dados, ele também lê a próxima parte e a coloca nesta área para acesso rápido. Extrair informações do cache é mais rápido do que voltar para o disco rígido, portanto, acelera o processamento.

Se o armazenamento primário for a RAM e o cache do seu sistema, você não ficará surpreso ao saber que todas as outras formas de armazenamento que você usa são consideradas secundárias. A peça principal de armazenamento secundário que seu computador usa é o disco rígido, mas pen drives USB, DVD-ROMs e até mesmo serviços online como Dropbox ou Google Drive funcionam da mesma maneira. As duas coisas importantes a lembrar sobre o armazenamento secundário é que ele oferece muito mais espaço do que o seu armazenamento primário e é muito, muito mais lento.

A quantidade de RAM em um sistema continua aumentando, mas, atualmente, a maioria dos novos computadores contém 16 GB ou menos. O cache é ainda menor, com apenas alguns megabytes cada para chips Intel i5 e i7 de oitava geração, por exemplo. Armazenamento secundário, em comparação, pode ser tão grande quanto você precisa que seja. Discos rígidos convencionais de 1 a 3 terabytes - um terabyte equivale a 1.000 GB - são baratos o suficiente para qualquer entusiasta para comprar, e o armazenamento conectado à rede e o armazenamento online são limitados apenas por seu despesas.

Existem dois motivos pelos quais o armazenamento primário é tão rápido. O primeiro é sua própria velocidade de operação, que é medida em milionésimos de segundo. O segundo é aquele tem um caminho de dados direto e de alta velocidade para o processador. As unidades não têm esse caminho direto, portanto, precisam mover as informações para o processador através da placa-mãe. Isso é como se locomover ao longo de ruas de superfície, em vez de uma ampla rodovia com várias faixas. Não há tantas pistas, os limites de velocidade são mais baixos e, por melhor que seja seu carro e sua direção, você não chegará lá tão rápido.

Algumas outras analogias do mundo real podem ser úteis.

• Se você estiver fazendo um pequeno conserto em sua casa, a mão que está segurando uma ferramenta é como a RAM do seu computador, e seu cinto de ferramentas é o cache. Se você tiver que voltar para sua caixa de ferramentas, ou - pior ainda - vasculhar seu galpão para encontrar algo, isso certamente tornará seu reparo mais lento.
  
• Se você estiver cozinhando, os ingredientes da panela são como as informações da RAM e os que estão ao lado do fogão, já cortados na tábua, ficam no cache. Neste exemplo, os ingredientes em sua geladeira ou armários estariam em um armazenamento secundário.
  

Se você está tentando montar um sistema com bom desempenho, a escolha do armazenamento secundário pode ser muito importante. Além da penalidade de desempenho que você paga por não ter um caminho direto para a RAM, drives podem variar muito em seu desempenho bruto. Alguns discos rígidos convencionais são muito mais rápidos do que outros, e os drives de estado sólido modernos, ou SSDs, são ainda mais rápidos. Os drives mais rápidos custam mais, então você precisa equilibrar seu orçamento e sua necessidade de desempenho.

Com discos rígidos convencionais, seus dados são mantidos físicos travessas, ou discos de metal, girando em alta velocidade. Quanto mais rápida for a velocidade, melhor será o desempenho. Os discos de menor desempenho giram a 5.400 rpm, os melhores a 7.200 rpm e os modelos de última geração podem chegar a 10.000 ou 15.000 rpm. Isso significa que eles podem ler os dados mais rapidamente assim que os encontrarem. Além disso, o tempo necessário para encontrar os dados em primeiro lugar - uma medição chamada latência - vai para baixo. Isso melhora o desempenho, mas não tanto quanto mudar para um SSD.

As unidades de estado sólido não têm peças móveis, portanto, não há pratos físicos para ler. Em vez disso, eles usam uma forma de RAM que é não volátil, o que significa que não perde seus dados quando a alimentação é desligada. Isso é muito mais rápido do que ler de um disco, então SSDs têm menor latência do que discos rígidos convencionais. Eles ainda precisam passar os dados para o processador através da placa-mãe, por isso é mais lento do que o armazenamento primário, mas é uma grande melhoria em relação a uma unidade normal.

Seu disco rígido é a principal forma de armazenamento secundário em seu computador, mas provavelmente você usa outros. Podem ser coisas físicas, como DVDs e pen drives, ou armazenamento de rede que coloca seus dados nos servidores da sua empresa ou em servidores em nuvem em algum lugar da Internet. Geralmente são mais lentos, limitado por fatores como a velocidade da sua conexão com a Internet ou as portas USB. Unidades e DVDs às vezes também são chamados de armazenamento offline porque você tem que inseri-los fisicamente antes que o computador possa fazer uso de seus dados. Eles são mais usados ​​para informações que você não acessa diariamente, e é por isso que às vezes os termos "armazenamento primário" e "armazenamento secundário" são usados ​​em um sentido diferente.

Nesta interpretação alternativa dos termos, a unidade de armazenamento primário é o disco rígido do seu computador e o armazenamento secundário é tudo mais lento, como armazenamento em nuvem ou pen drives, que você usa para informações arquivadas ou menos usadas. Você também pode ter um SSD de alto desempenho como dispositivo de armazenamento primário no computador e um disco rígido grande e barato como unidade secundária. As empresas fazem a mesma coisa em uma escala maior, com unidades de armazenamento conectadas à rede de desempenho superior e inferior tomando o lugar dos discos rígidos individuais no sistema de um usuário doméstico.