Prečo vyprázdnenie miesta na disku zrýchli počítače?

Keď sa dozviete viac o počítačoch a ako fungujú, príležitostne narazíte na niečo, čo zrejme nemá zmysel. S tým na mysli, vyprázdňuje miesto na disku skutočne zrýchli počítače? Dnešný príspevok typu SuperUser Q & A má odpoveď na otázku čitateľov.

Dnešná relácia otázok a odpovedí sa k nám pridelí zdvorilosťou SuperUser - podskupiny Stack Exchange, zoskupenia webových stránok typu Q & A.

Snímka s námetom nchenga (Flickr).

Otázka

Čítačka SuperUser Remi.b chce vedieť, prečo sa zdá, že vyprázdnenie miesta na disku zrýchli počítač:

Sledoval som veľa videí a teraz chápem, ako fungujú počítače o niečo lepšie. Chápem, čo je pamäť RAM, o volatilnej a neprchavej pamäti a procese výmeny. Chápem aj to, prečo zvyšuje rýchlosť RAM počítača.

Čo nerozumiem, je dôvod, prečo vyčistenie miesta na disku zrejme zrýchli počítač. Je to naozaj rýchlo počítač? Ak áno, prečo to robí?

Má to niečo spoločné s hľadaním pamäťového priestoru na záchranu vecí alebo s pohybujúcimi sa vecimi, aby vytvorili dostatočne dlhý nepretržitý priestor na to, aby niečo zachránili? Koľko prázdneho miesta by som mal nechať zadarmo na pevnom disku?

Prečo sa zdá, že vyprázdnenie miesta na disku zrýchli počítač?

Odpoveď

Sponzor SuperUser Jason C má pre nás odpoveď:

"Prečo vyprázdňovanie miesta na disku urýchli počítače?"

Nie je to, aspoň nie sama o sebe. To je naozaj bežný mýtus. Dôvodom, prečo je to bežný mýtus, je to, že naplnenie vášho pevného disku sa často deje v rovnakom čase ako iné veci, ktoré by tradične mohli spomaliť váš počítač (A). Výkonnosť SSD má tendenciu k zhoršovaniu, pretože sa naplní, ale je to relatívne nová otázka, jedinečná pre SSD a nie je naozaj viditeľná pre bežných používateľov. Všeobecne platí, že nízky voľný priestor na disku je len červený sleď.

Napríklad veci ako:

1. Fragmentácia súborov. Roztrieštenosť súborov je problém (B), ale nedostatok voľného priestoru, hoci určite je jedným z mnohých faktorov, nie je jediným príčinou. Niektoré kľúčové body tu:

Šance na fragmentáciu súboru sú nie súvisiace s množstvom voľného miesta na disku. Sú vztiahnuté k veľkosti najväčšieho priľahlého bloku voľného priestoru na jednotke (t.j. "otvory" voľného priestoru), pričom množstvo voľného priestoru stane sa horná hranica. Tiež súvisia s tým, ako súborový systém zvládne prideľovanie súborov (nižšie). brať do úvahy: Jednotka, ktorá je 95 percent plná, s celým voľným priestorom v jednom kontinuálnom bloku, má nulovú šancu fragmentovať nový súbor (C) (a šanca fragmentácie priloženého súboru nezávisí od voľného miesta). Jednotka, ktorá je päť percent plná, ale s dátami rovnomerne rozmiestnenými na disku, má veľmi vysokú šancu na fragmentáciu.

Majte na pamäti, že fragmentácia súborov ovplyvňuje výkon iba pri sprístupnení fragmentovaných súborov. brať do úvahy: Máte pekný, defragmentovaný disk, ktorý má stále veľa voľných "otvorov" v ňom. Bežný scenár. Všetko beží hladko. Nakoniec sa však dostanete až k bodu, v ktorom ešte nezostanú väčšie bloky voľného priestoru. Stiahnete si obrovský film, súbor skončí veľmi roztrieštený. Toto nespomalí váš počítač. Všetky vaše súbory aplikácií a také, ktoré boli predtým v poriadku, sa zrazu nezlomia. To môže spôsobiť, že film bude trvať dlhšie na načítanie (aj keď typické rýchlosti prenosu videa sú tak nízke v porovnaní s rýchlosťou čítania pevného disku, že bude s najväčšou pravdepodobnosťou nepozorovateľné) a môže ovplyvniť vstupno-výstupné väzby počas nahrávania filmu, ale inak, nič sa nemení.

Zatiaľ čo fragmentácia súborov je určite problémom, často dôsledky sú zmiernené vyrovnávaním a ukladaním do vyrovnávacej pamäte operačného systému a hardvéru. Odložené zápisy, čítanie dopredu, stratégie ako prefetcher v systéme Windows atď. Pomáhajú znižovať účinky fragmentácie. Všeobecne to nie je vlastne zažijete značný vplyv, kým sa fragmentácia nestane vážnou (dokonca by som chcela povedať, že pokiaľ váš výmenný súbor nie je roztrieštený, pravdepodobne si nikdy nevšimnete).

2. Iným príkladom je indexovanie vyhľadávania. Povedzte, že máte zapnuté automatické indexovanie a operačný systém, ktorý s touto grafikou nerobí. Keď uložíte viac a viac indexovateľného obsahu do počítača (dokumenty a také), indexovanie môže trvať dlhšie a dlhšie a môže začať mať vplyv na vnímanú rýchlosť vášho počítača počas jeho spustenia, a to ako pri používaní I / O a procesora , Toto nesúvisí s voľným priestorom, súvisí s množstvom indexovateľného obsahu, ktorý máte. Avšak vyčerpanie voľného priestoru ide ruka v ruke s ukladaním väčšieho množstva obsahu, a preto sa nakreslí falošné spojenie.

3. Antivírusový softvér (podobný príkladu indexovania vyhľadávania). Povedzme, že máte nastavený antivírusový softvér na vykonanie prehliadania disku na pozadí. Keďže máte čoraz viac skenovateľného obsahu, vyhľadávanie vyžaduje viac vstupno-výstupných zdrojov a zdrojov procesora, čo môže mať vplyv na vašu prácu. Opäť platí, že to súvisí s množstvom obsahu, ktorý máte skenovať. Viac obsahu sa často rovná menej voľného miesta, ale nedostatok voľného miesta nie je príčinou.

4. Inštalovaný softvér. Povedzme, že máte nainštalovaný veľa softvéru, ktorý sa načíta pri zavádzaní počítača, čo spomaľuje časy spustenia. Toto spomalenie nastáva, pretože sa načítava veľa softvéru. Inštalovaný softvér však zaberá miesto na pevnom disku. Preto sa voľné miesto na pevnom disku znižuje súčasne, kým sa to stane, a znova sa môže ľahko vykonať falošné pripojenie.

5. Mnoho ďalších príkladov v tomto smere, ktoré, keď sú vzaté dohromady, javí aby úzko spájali nedostatok voľného miesta s nižším výkonom.

Vyššie uvedené je ďalší dôvod, prečo je to taký bežný mýtus: Zatiaľ čo nedostatok voľného miesta nie je priamou príčinou spomalenia, odinštalovaním rôznych aplikácií, odstránením indexovaného alebo naskenovaného obsahu atď. Niekedy (ale nie vždy, mimo rozsahu táto odpoveď) znova zvyšuje výkon z dôvodov, ktoré nesúvisia s množstvom voľného priestoru. Ale to tiež prirodzene uvoľňuje priestor na pevnom disku. Preto je opäť možné zjavné (ale falošné) spojenie medzi "viac voľným priestorom" a "rýchlejším počítačom".

brať do úvahy: Ak máte stroj pomaly spustený kvôli množstvu nainštalovaného softvéru atď., Presuňte pevný disk (presne) na väčší pevný disk a potom roztiahnite svoje oddiely, aby ste získali viac voľného miesta, stroj sa nebude magicky zrýchľovať. Rovnaké načítavanie softvéru, rovnaké súbory sú stále fragmentované rovnakým spôsobom, ten istý indexový prehľadávač stále beží, nič sa nezmení napriek tomu, že má viac voľného miesta.

"Má to niečo spoločné s hľadaním pamäťového priestoru na záchranu vecí?"

Nie. Existujú dve veľmi dôležité veci, ktoré je potrebné poznamenať tu:

1. Váš pevný disk sa nepozerá, aby našiel miesta, kde by mohol dať veci. Váš pevný disk je hlúpy. To je nič. Je to veľký blok adresovaného ukladacieho priestoru, ktorý naslepo kladie veci, na ktoré ho váš operačný systém hovorí, a číta bez ohľadu na to, čo sa od neho pýta. Moderné jednotky majú sofistikované mechanizmy ukladania do vyrovnávacej pamäte a vyrovnávacie pamäťové systémy navrhnuté tak, že predpovedajú, čo bude systém OS požadovať na základe skúseností, ktoré sme získali v priebehu času (niektoré jednotky si dokonca uvedomujú súborový systém, ktorý je na nich), ale v podstate myslíte na svoje pohon ako veľká hlúpa tehla skladovania s príležitostnými bonusovými funkciami.

2. Váš operačný systém tiež nehľadá miesta, na ktoré by sa mali dať veci. Neexistuje žiadne vyhľadávanie. Veľké úsilie vynaložilo na riešenie tohto problému, pretože je rozhodujúce pre výkon súborového systému. Spôsob, akým sú údaje na vašej jednotke skutočne organizované, závisí od súborového systému. Napríklad FAT32 (staré DOS a Windows PC), NTFS (neskoršie vydania Windows), HFS + (Mac), ext4 (niektoré systémy Linux) a mnoho ďalších. Dokonca aj pojem "súbor" a "adresár" sú len produkty typických súborových systémov - pevné disky nevedia nič o tajomných zverách nazývaných súbory. Podrobnosti sú mimo rozsah tejto odpovede. V podstate však všetky bežné systémy súborov majú spôsoby sledovania, kde je dostupný priestor na jednotke, takže vyhľadávanie voľného miesta je za normálnych okolností (to znamená súborových systémov v dobrom zdravotnom stave) zbytočné. Príklady:

NTFS má hlavnú tabuľku súborov, ktorá obsahuje špeciálne súbory $ Bitmap, atď., a veľa meta údajov opisujúcich jednotku. V podstate vedie, kde sú ďalšie voľné bloky tak, aby nové súbory mohli byť napísané priamo na voľné bloky bez toho, aby museli skenovať jednotku vždy.

Iný príklad: Ext4 má to, čo sa nazýva bitmapový alokátor, zlepšenie v porovnaní s ext2 a ext3, ktoré v podstate pomáhajú priamo určiť, kde sú voľné bloky namiesto skenovania zoznamu voľných blokov. Ext4 tiež podporuje oneskorené rozdelenie, to znamená vyrovnávanie dát v pamäti RAM operačným systémom pred zápisom do jednotky, aby sa mohli lepšie rozhodnúť o tom, kam ho dať znížiť roztrieštenosť.

Mnoho ďalších príkladov.

"Alebo s pohybujúcimi sa vecimi, aby ste vytvorili dostatočne dlhý nepretržitý priestor, aby ste niečo zachránili?"

Nie. To sa nestane, aspoň nie s žiadnym súborovým systémom, o ktorom som si vedomý. Súbory jednoducho skončia roztrieštené.

Začal sa proces "pohybovať veci okolo, aby vytvorili dostatočne dlhý priľahlý priestor na záchranu niečoho" defragmentácie. Toto sa nestane, ak sú súbory zapísané. K tomu dochádza, keď spustíte defragmentáciu disku. V prípade novších verzií systému Windows sa to stane automaticky v rozvrhu, ale nikdy sa nespustí písaním súboru.

Byť schopný vyhnúť sa pohybujú sa veci tak, ako to je kľúčom k výkonnosti súborového systému, a preto sa stáva fragmentácia a prečo defragmentácia existuje ako samostatný krok.

"Koľko prázdneho miesta by som mal nechať zadarmo na pevnom disku?"

Toto je oveľa zložitejšia odpoveď (a táto odpoveď sa už zmenila na malú knihu).

Pravidlo pravej ruky:

1. Pre všetky typy jednotiek:

Čo je najdôležitejšie, ponechajte dostatok voľného miesta môžete efektívne používať počítač. Ak máte nedostatok priestoru na prácu, budete chcieť väčšiu jazdu.

Mnohé nástroje na defragmentáciu disku vyžadujú minimálne množstvo voľného miesta (myslím, že ten s operačným systémom Windows vyžaduje 15%, najhorší prípad), aby pracoval. Používajú tento voľný priestor na dočasné uchovávanie roztrieštených súborov, pretože iné veci sú usporiadané.

Nechajte miesto pre iné funkcie systému OS. Ak napríklad vaše zariadenie nemá veľa fyzickej pamäte RAM a máte aktivovanú virtuálnu pamäť s súborom stránok s dynamickou veľkosťou, budete chcieť ponechať dostatok miesta na maximálnu veľkosť súboru stránok. Alebo ak máte laptop, ktorý ste vložili do režimu hibernácie, budete potrebovať dostatok voľného miesta pre súbor stavu režimu hibernácie. Takéto veci.

2. SSD špecifické:

Pre dosiahnutie optimálnej spoľahlivosti (av menšej miere výkonu) vyžadujú SSD voľný priestor, ktorý bez toho, aby sa dostal do detailov, používa na šírenie dát okolo jednotky, aby sa neustále písalo na to isté miesto (ktoré ich vyčerpáva) , Tento koncept opustenia voľného priestoru sa nazýva nadmerná tvorba rezerv. To je dôležité, ale v mnohých SSD už existuje povinný nadbytočný priestor. To znamená, že disky majú často niekoľko desiatok GB viac než hlásia OS. Jednotky nižšieho konca často vyžadujú ručné opustenie nerozdelený priestor, ale pre pohony s povinným OP, nemusíte ponechať voľný priestor. Dôležitá vec, ktorú je potrebné si všimnúť, je to nadbytočný priestor sa často čerpá len z priestoru, ktorý nie je rozdelený. Takže ak váš oddiel zaberá celú vašu jednotku a necháte na nej nejaký voľný priestor, nie vždy počítať. Manuálne nadmerné poskytovanie služieb vyžaduje, aby ste zmenili svoj oddiel tak, aby bol menší ako veľkosť jednotky. Viac informácií nájdete v používateľskej príručke k zariadeniu SSD. TRIM, zber odpadu a také majú účinky, ale tieto sú mimo rozsah tejto odpovede.

Osobne som zvyčajne chytiť väčšiu jazdu, keď mám asi 20-25 percent voľného miesta. To nesúvisí s výkonom, je to len to, že keď sa dostanem k tomuto bodu, očakávam, že pravdepodobne budem mať čas na uvoľnenie priestoru pre dáta a je načase získať väčšiu jazdu.

Dôležitejšie ako sledovanie voľného miesta je zabezpečiť, aby naplánovaná defragmentácia bola povolená tam, kde je to vhodné (nie na SSD), aby ste sa nikdy nedostali do bodu,.

Je tu posledné, čo stojí za zmienku. Jedna z ďalších odpovedí uviedla, že poloduplexný režim SATA zabraňuje čítaniu a písaniu súčasne. Aj keď je to pravda, je to značne zjednodušené a väčšinou nesúvisí s problémami výkonnosti, ktoré sa tu diskutujú. Čo to jednoducho znamená, že údaje nemožno preniesť v oboch smeroch na kábli v rovnakom čase. SATA však má pomerne zložitú špecifikáciu zahŕňajúcu drobné maximálne veľkosti blokov (asi 8kB na blok na drôte, myslím), čítať a zapisovať fronty prevádzky atď. A nevylučuje, že sa píše do vyrovnávacej pamäti, kým sa čítajú, prevádzky atď.

Akékoľvek blokovanie, ku ktorému dôjde, bude spôsobené súťažením o fyzické zdroje, zvyčajne zmiernené veľkým množstvom vyrovnávacej pamäte. Režim duplexu SATA je takmer úplne irelevantný.

(A) "Spomalenie" je široký pojem. Tu ju používam na označenie vecí, ktoré sú buď v I / O-viazané (tj ak váš počítač sedí tam chrumkavým číslom, obsah pevného disku nemá žiadny vplyv) alebo procesor viazaný a súťažiť s tangenciálne súvisiacimi vecami, ktoré majú vysokú Použitie procesora (tj antivírusový softvér skenovanie ton súborov).

(B) SSD sú ovplyvnené roztrieštenosťou v tom, že sekvenčné rýchlosti prístupu sú všeobecne rýchlejšie ako náhodný prístup, a to napriek tomu, že SSD nie sú vystavené rovnakým obmedzeniam ako mechanické zariadenie (aj potom nedostatok fragmentácie nezaručuje sekvenčný prístup kvôli vyrovnaniu opotrebenia atď.). Avšak v prakticky každom všeobecnom scenári používania to nie je problém. Výkonové rozdiely spôsobené roztrieštenosťou na SSD sú zvyčajne zanedbateľné pri veciach ako načítavanie aplikácií, bootovanie počítača atď.

(C) Za predpokladu, že ide o rozumný súborový systém, ktorý nie je roztrieštený.

Uistite sa, že ste si prečítali ostatné živé diskusie na serveri SuperUser pomocou nižšie uvedeného odkazu!

Máte niečo doplniť vysvetlenie? Znie to v komentároch. Chcete sa dozvedieť viac odpovedí od iných používateľov technickej úrovne Stack Exchange? Pozrite sa na celý diskusný príspevok tu.