Що таке первинне та вторинне сховище?

Більшість сайтів, пов’язаних із комп’ютером, та вступних комп’ютерних курсів розкажуть вам, що існує різниця між оперативною пам’яттю та сховищем. Вони скажуть вам, що оперативна пам’ять — це робочий простір вашого комп’ютера, а сховище — зазвичай ваш жорсткий диск — це місце, де зберігаються речі, поки вони не знадобляться. У цьому контексті це правда, але інженери та комп’ютерні вчені також говорять про первинне та вторинне сховище. У цьому сенсі оперативна пам’ять також є сховищем.

Основною частиною вашого комп'ютера є його центральний процесор, або центральний процесор. Це фактичний чіп процесора, який виконує свою роботу, незалежно від того, чи це чіп високого класу від Intel чи AMD або процесор ARM з меншою потужністю, що працює з кулером, у вашому планшеті чи мобільному телефоні. Його робота полягає в тому, щоб приймати інструкції від програм, які ви запускаєте, а потім виконувати ці інструкції для маніпулювання інформацією. Мікросхемі процесора потрібне місце, щоб виконувати свою роботу, і місце, де зберігатиметься інформація, над якою він працює. Ось тут і з’являються ваші пристрої зберігання даних.

Ваш комп’ютер містить два види інформації. Одна — це інформація, яка активно використовується процесором у певний момент, а інша — інформація, яку ви просто зберігаєте, доки вона не знадобиться. Ось як ви визначаєте основне та додаткове сховище: якщо інформація активно використовується, вона знаходиться у вашому основному сховищі. Якщо він наразі не використовується, а просто зберігається на потім, він знаходиться у вторинному сховищі.

Ви можете не думати про це так, але робоча пам'ять вашої системи – її оперативна пам'ять – насправді є місцем зберігання У цьому сенсі. Саме тут ваш комп’ютер зберігає інформацію та інструкції, які він використовує саме в цю хвилину. Існує також спеціалізована форма високошвидкісної пам’яті, яка називається кеш-пам’яттю, яка вбудована прямо в сам чіп процесора. Коли процесор завантажує заданий набір інструкцій або даних, він також зчитує наступну частину і поміщає її в цю область для швидкого доступу. Витяг інформації з кешу відбувається швидше, ніж повернення на жорсткий диск, тому це прискорює обробку.

Якщо основним сховищем є оперативна пам’ять вашої системи та її кеш, ви не здивуєтеся, дізнавшись, що будь-яка інша форма сховища, яку ви використовуєте, вважається вторинною. Основною частиною вторинної пам’яті, яку використовує ваш комп’ютер, є жорсткий диск, але флеш-накопичувачі USB, DVD-ROM і навіть онлайн-сервіси, такі як Dropbox або Google Drive, працюють так само. Про вторинне сховище потрібно пам’ятати дві важливі речі це дає вам набагато більше місця, ніж основне сховище, і це набагато, набагато повільніше.

Обсяг оперативної пам’яті в системі постійно збільшується, але в даний час більшість нових комп’ютерів містять 16 ГБ або менше. Кеш-пам’ять ще менше, наприклад, для чіпів Intel i5 та i7 восьмого покоління – всього кілька мегабайт кожен. Вторинне сховище, у порівнянні, може бути настільки великим, наскільки вам потрібно. Звичайні жорсткі диски від 1 до 3 терабайт – терабайт – це 1000 ГБ – досить недорогі для будь-який ентузіаст може купити, а мережеве сховище та онлайн-сховище обмежені лише вашими бюджет.

Є дві причини, чому первинне сховище працює так швидко. По-перше, це власна швидкість роботи, яка вимірюється мільйонними частками секунди. Друге це те він має прямий високошвидкісний шлях передачі даних до процесора. Диски не мають такого прямого шляху, тому вони повинні переміщувати інформацію до процесора через материнську плату. Це все одно, що їздити на роботу по вулицях із покриттям, а не по широкому багатосмуговому шосе. Не так багато смуг, швидкісні обмеження нижчі, і як би якісна машина та кермування не були, ви не доїдете туди так швидко.

Кілька інших аналогій реального світу можуть бути корисними.

• Якщо ви робите невеликий ремонт у своєму будинку, рука, яка тримає інструмент, схожа на оперативну пам’ять вашого комп’ютера, а ваш ремінь інструментів — це кеш. Якщо вам доведеться повернутися до свого ящика з інструментами або, що ще гірше, поритися в сараї, щоб щось знайти, це напевно сповільнить ваш ремонт.
  
• Якщо ви готуєте, інгредієнти у вашій сковороді подібні до інформації в ОЗП, а ті, що сидять біля вашої плити, вже нарізані на обробній дошці, знаходяться в кеші. У цьому прикладі інгредієнти у вашому холодильнику чи шафах будуть у вторинному сховищі.
  

Якщо ви намагаєтеся зібрати систему, яка працює добре, ваш вибір вторинного сховища може мати велике значення. Крім штрафу за продуктивність, який ви сплачуєте за відсутність прямого шляху до оперативної пам’яті, диски можуть сильно відрізнятися за своєю вихідною продуктивністю. Деякі звичайні жорсткі диски набагато швидше інших, а сучасні твердотільні накопичувачі, або SSD, ще швидше. Найшвидші диски коштують дорожче, тому вам потрібно збалансувати свій бюджет і потребу в продуктивності.

За допомогою звичайних жорстких дисків ваші дані зберігаються на фізичному рівні тарілки, або металеві диски, що обертаються на великій швидкості. Чим швидше швидкість, тим краще продуктивність. Найнижчі диски обертаються зі швидкістю 5400 об/хв, кращі зі 7200 об/хв, а високоякісні моделі можуть досягати 10 000 або 15 000 об/хв. Це означає, що вони можуть швидше читати дані, знайшовши їх. Крім того, час, необхідний для пошуку даних в першу чергу – це вимірювання затримка - рухається вниз. Це покращує продуктивність, але не настільки, як перехід на SSD.

Твердотільні накопичувачі не мають рухомих частин, тому немає фізичних пластин для читання. Замість цього вони використовують оперативну пам'ять енергонезалежний, що означає, що він не втрачає свої дані при вимкненні живлення. Це набагато швидше, ніж читання з диска SSD мають меншу затримку, ніж звичайні жорсткі диски. Вони все одно повинні передавати дані до вашого процесора через материнську плату, тому це повільніше, ніж основне сховище, але це велике покращення порівняно зі звичайним накопичувачем.

Ваш жорсткий диск є основною формою вторинного сховища на вашому комп’ютері, але ви, ймовірно, використовуєте інші. Це можуть бути фізичні речі, як-от DVD-диски та флеш-накопичувачі, або мережеве сховище, яке розміщує ваші дані на серверах вашої компанії чи на хмарних серверах десь в Інтернеті. Зазвичай вони повільніші, обмежений такими факторами, як швидкість вашого інтернет-з’єднання або порти USB. Інколи називаються накопичувачі та DVD-диски автономне сховище тому що ви повинні фізично вставити їх, перш ніж комп’ютер зможе використати їхні дані. Їх найкраще використовувати для інформації, до якої ви не маєте доступу щодня, тому іноді терміни «основне сховище» та «вторинне сховище» використовуються в іншому значенні.

У цьому альтернативному тлумаченні термінів основним сховищем є жорсткий диск у вашому комп’ютері, а вторинним сховищем є все повільніше, наприклад хмарне сховище або флеш-накопичувачі, що ви використовуєте для архівної або менш використовуваної інформації. Ви також можете мати високопродуктивний SSD як основний пристрій зберігання даних у вашому комп’ютері та великий недорогий жорсткий диск як додатковий пристрій. Підприємства роблять те ж саме у більших масштабах, при цьому високопродуктивні мережеві накопичувачі замінюють окремі жорсткі диски в системі домашнього користувача.