Что такое первичное хранилище и вторичное хранилище?

Большинство сайтов, посвященных компьютерам, и вводных компьютерных курсов расскажут вам, что есть разница между ОЗУ и хранилищем. Они скажут вам, что оперативная память - это рабочее пространство вашего компьютера, а хранилище - обычно ваш жесткий диск - это место, где хранятся вещи до тех пор, пока они не понадобятся. Это верно в этом контексте, но инженеры и компьютерные специалисты также говорят о первичной и вторичной памяти. В этом смысле оперативная память - это тоже хранилище.

Ядром вашего компьютера является его ЦП или центральный процессор. Это реальный процессор, который выполняет свою работу, будь то высокопроизводительный чип от Intel или AMD или менее мощный процессор ARM в вашем планшете или мобильном телефоне. Его задача - получать инструкции от программ, которые вы запускаете, а затем выполнять эти инструкции для управления информацией. Микросхему процессора необходимо место для работы и место для хранения информации, над которой он работает. Вот где ваши устройства хранения вступают в игру.

Ваш компьютер содержит два вида информации. Один - это информация, которая активно используется процессором в данный момент, а другой - информация, которую вы просто храните, 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.

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. Также существует специализированная форма высокоскоростной памяти, называемая кеш-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. Получение информации из кеша происходит быстрее, чем возврат на жесткий диск, поэтому обработка ускоряется.

Если первичным хранилищем является оперативная память вашей системы и ее кеш, вы не удивитесь, узнав, что все остальные формы хранилища, которые вы используете, считаются вторичными. Основным дополнительным хранилищем, используемым вашим компьютером, является его жесткий диск, но USB-накопители, DVD-диски и даже онлайн-сервисы, такие как Dropbox или Google Drive, работают точно так же. О вторичном хранилище следует помнить две важные вещи: он дает вам намного больше места, чем ваше основное хранилище, и он намного, намного медленнее.

Объем оперативной памяти в системе продолжает расти, но в настоящее время большинство новых компьютеров содержат 16 ГБ или меньше. Кэш-память 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 (терабайт составляет 1000 ГБ) достаточно недороги для любой энтузиаст, а сетевое хранилище и онлайн-хранилище ограничены только вашим бюджет.

Есть две причины, по которым основное хранилище работает так быстро. Во-первых, это собственная скорость работы, которая измеряется миллионными долями секунды. Во-вторых, что у него есть прямой высокоскоростной путь данных к процессору. У накопителей нет такого прямого пути, поэтому они должны передавать информацию процессору через материнскую плату. Это похоже на движение по наземным улицам, а не по широкой многополосной автостраде. Не так много полос, ограничения скорости ниже, и независимо от того, насколько хороша ваша машина и насколько хороша ваша вождение, вы не доберетесь туда так быстро.

Может быть полезна пара других аналогий из реального мира.

• Если вы делаете небольшой ремонт в своем доме, рука, держащая инструмент, подобна оперативной памяти вашего компьютера, а ваш пояс для инструментов - это тайник. Если вам придется вернуться к своему ящику с инструментами или, что еще хуже, порыться в своем сарае, чтобы что-то найти, это определенно замедлит ваш ремонт.
  
• Если вы готовите, ингредиенты на вашей сковороде похожи на информацию в оперативной памяти, а те, что лежат у вашей плиты, уже разрезанные на разделочной доске, находятся в кеше. В этом примере ингредиенты в вашем холодильнике или шкафах будут находиться на вторичном складе.
  

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

На обычных жестких дисках ваши данные хранятся на физических тарелки, или диски из металла, вращающиеся с большой скоростью. Чем выше скорость, тем лучше производительность. Диски с наименьшей производительностью вращаются со скоростью 5400 об / мин, лучшие - с 7200 об / мин, а высокопроизводительные модели могут достигать 10 000 или 15 000 об / мин. Это означает, что они могут быстрее читать данные, как только они их найдут. Кроме того, время, необходимое для поиска данных в первую очередь - измерение, называемое задержка - идет вниз. Это улучшает производительность, но не так сильно, как переход на SSD.

У твердотельных накопителей нет движущихся частей, поэтому нет физических пластин для чтения. Вместо этого они используют форму оперативной памяти, которая энергонезависимый, что означает, что он не теряет свои данные при отключении питания. Это намного быстрее, чем чтение с диска, поэтому SSD-диски имеют меньшую задержку, чем обычные жесткие диски. Они по-прежнему должны передавать данные на ваш процессор через материнскую плату, поэтому он медленнее, чем основное хранилище, но это большое улучшение по сравнению с обычным диском.

Ваш жесткий диск - это основная форма вторичного хранилища на вашем компьютере, но вы, вероятно, используете другие. Это могут быть физические вещи, такие как DVD-диски и флэш-накопители, или сетевое хранилище, которое помещает ваши данные на серверы вашей компании или на облачные серверы где-то в Интернете. Обычно они медленнее, ограниченный такими факторами, как скорость вашего интернет-соединения или USB-порты. Флеш-накопители и DVD также иногда называют автономное хранилище потому что вам нужно 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 «первичное хранилище» и «вторичное хранилище» используются в другом смысле.

В этой альтернативной интерпретации терминов основной единицей хранения является жесткий диск на вашем компьютере, а вторичной памятью - все, что работает медленнее, например облачное хранилище или флэш-накопители, которые вы используете для архивной или менее 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. Компании делают то же самое в более крупном масштабе, с более или менее производительными сетевыми хранилищами, заменяющими отдельные жесткие диски в системе домашнего пользователя.