لماذا تفريغ مساحة القرص تسريع أجهزة الكمبيوتر؟
عند معرفة المزيد عن أجهزة الكمبيوتر وطريقة عملها ، ستخوض أحيانًا شيئًا يبدو غير منطقي. مع أخذ ذلك في الاعتبار ، هل يعمل تفريغ مساحة القرص على زيادة سرعة أجهزة الكمبيوتر؟ إن سؤال SuperUser Q & A اليوم لديه إجابة لسؤال القارئ المحير.
تأتي جلسة الأسئلة والأجوبة اليوم مقدمة من SuperUser-a subdivision of Stack Exchange ، وهي مجموعة مجتمعية مدفوعة من مواقع Q & A.
لقطة شاشة مجاملة من nchenga (فليكر).
السؤال
يريد قارئ SuperUser Remi.b أن يعرف لماذا يبدو تفريغ مساحة القرص تسريع جهاز الكمبيوتر:
لقد كنت أشاهد الكثير من مقاطع الفيديو وفهم الآن كيف تعمل أجهزة الكمبيوتر بشكل أفضل. أنا أفهم ما هو ذاكرة الوصول العشوائي ، حول الذاكرة المتقلبة وغير المتطايرة ، وعملية المبادلة. أفهم أيضا لماذا زيادة سرعة ذاكرة الوصول العشوائي جهاز كمبيوتر.
ما لا أفهمه هو أن تنظيف مساحة القرص يبدو أنه يعمل على تسريع جهاز الكمبيوتر. هل حقا تسريع جهاز كمبيوتر حتى؟ إذا كان الأمر كذلك ، فلماذا يفعل ذلك?
هل لها علاقة بالبحث عن مساحة للذاكرة لحفظ الأشياء أو تحريك الأشياء لإتاحة مساحة طويلة كافية لحفظ شيء ما؟ كم مساحة فارغة يجب أن أترك حرة على القرص الثابت?
لماذا يبدو تفريغ مساحة القرص تسريع جهاز الكمبيوتر?
الاجابة
مساهم SuperUser لديه جوابًا لنا:
"لماذا يسرع تفريغ مساحة القرص أجهزة الكمبيوتر؟"
لا ، على الأقل ليس من تلقاء نفسها. هذه أسطورة شائعة حقا. السبب في ذلك هو أن الأسطورة الشائعة هي أن ملء قرصك الصلب غالباً ما يحدث في نفس الوقت الذي يحدث فيه أشياء أخرى يمكن أن تؤدي إلى إبطاء الكمبيوتر (ا). يميل أداء محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة إلى الانحطاط أثناء ملئها ، ولكن هذه مشكلة جديدة نسبيًا ، فريدة من نوعها لمحركات أقراص الحالة الصلبة ، وليست ملحوظة فعلًا للمستخدمين العاديين. عموما ، مساحة القرص منخفضة منخفضة ليست سوى الرنجة الحمراء.
على سبيل المثال ، أشياء مثل:
1. تجزئة الملف. تجزئة الملف مشكلة (ب), ولكن الافتقار إلى المساحة الحرة ، في حين أنه يعد واحدًا من العديد من العوامل المساهمة ، ليس السبب الوحيد لذلك. بعض النقاط الرئيسية هنا:
- فرص تجزئة الملف هي ليس المتعلقة بكمية المساحة الفارغة المتبقية على المحرك. وهي ترتبط بحجم أكبر كتلة متجاورة من المساحة الحرة على محرك الأقراص (أي "ثقوب" الفضاء الحر) ، والتي مقدار المساحة الحرة يحدث لوضع حد أعلى على. ترتبط أيضًا بكيفية معالجة نظام الملفات لتخصيص الملفات (أكثر أدناه). يعتبر: محرك أقراص كامل بنسبة 95 بالمائة مع المساحة الحرة في كتلة واحدة متجاورة له فرصة بنسبة صفر بالمائة في تجزئة ملف جديد (C) (وفرصة تجزئة ملف ملحقة مستقلة عن المساحة الحرة). إن محرك الأقراص الذي يمتلئ بنسبة خمسة بالمائة ولكن مع انتشار البيانات بشكل متساوٍ على محرك الأقراص لديه فرصة كبيرة جدًا للتجزئة.
- ضع في اعتبارك أن تجزئة الملف يؤثر فقط على الأداء عند الوصول إلى الملفات المجزأة. يعتبر: لديك محرك أقراص جميل ، لا يزال يحتوي على الكثير من "الثقوب" الحرة في ذلك. سيناريو شائع. كل شيء يعمل بسلاسة. في نهاية المطاف ، على الرغم من ذلك ، تحصل على نقطة حيث لا توجد كتل كبيرة من المساحة الخالية المتبقية. قمت بتنزيل فيلم ضخم ، وينتهي الملف بالتجزؤ الشديد. هذا لن يبطئ جهاز الكمبيوتر الخاص بك. جميع ملفات التطبيق الخاصة بك والتي كانت على ما يرام في السابق لن تصبح مجزأة فجأة. قد يؤدي هذا إلى جعل الفيلم يستغرق وقتًا أطول للتحميل (على الرغم من أن معدلات بت الفيلم المثالية منخفضة جدًا مقارنة بمعدلات قراءة محرك الأقراص الثابتة والتي من المرجح ألا تكون ملحوظة) ، وقد يؤثر ذلك على أداء I / O-bound أثناء تحميل الفيلم ، بخلاف ذلك ، لا شيء يتغير.
- في حين أن تجزئة الملفات هي بالتأكيد مشكلة ، فغالباً ما يتم تخفيف التأثيرات بواسطة نظام التشغيل والتخزين المؤقت على مستوى الأجهزة والتخزين المؤقت. التأخير في الكتابة ، القراءة ، استراتيجيات مثل prefetcher في Windows ، وما إلى ذلك ، كل ذلك يساعد في تقليل تأثيرات التجزئة. أنت عموما لا تفعل ذلك في الواقع تجربة تأثير كبير حتى تصبح الشظية قاسية (وأود أن أجرؤ على القول أنه طالما لم يتم تجزئة ملف المبادلة ، ربما لن تلاحظ أبدا).
2. فهرسة البحث مثال آخر. لنفترض أن لديك فهرسة تلقائية قيد التشغيل ونظام تشغيل لا يتعامل مع هذا الأمر بأمان. عند حفظ المزيد والمزيد من المحتوى القابل للفهرسة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك (المستندات وما إلى ذلك) ، قد تستغرق الفهرسة وقتًا أطول وأطول وقد تبدأ في التأثير على السرعة المتصورة للكمبيوتر أثناء تشغيله ، في كل من I / O واستخدام وحدة المعالجة المركزية . هذا لا يتعلق بمساحة حرة ، فهو مرتبط بحجم المحتويات القابلة للفهرسة التي لديك. ومع ذلك ، فإن استخدام المساحة الفارغة يسير جنبًا إلى جنب مع تخزين المزيد من المحتوى ، وبالتالي يتم رسم اتصال خاطئ.
3. برنامج مكافحة الفيروسات (على غرار مثال فهرسة البحث). لنفترض أن لديك برنامجًا لمكافحة الفيروسات تم إعداده لإجراء مسح الخلفية في محرك الأقراص. نظرًا لأن لديك المزيد من المحتوى القابل للمسح ، فستحتاج عملية البحث إلى المزيد من موارد I / O و CPU ، وربما تتداخل مع عملك. مرة أخرى ، يرتبط هذا بمقدار المحتوى القابل للعرض لديك. غالبًا ما يساوي المحتوى الإضافي مساحة حرة أقل ، ولكن عدم وجود مساحة خالية ليس هو السبب.
4. البرامج المثبتة. لنفترض أن لديك الكثير من البرامج المثبتة التي يتم تحميلها عند تشغيل الكمبيوتر ، مما يؤدي إلى تباطؤ أوقات البدء. يحدث هذا التباطؤ بسبب تحميل الكثير من البرامج. ومع ذلك ، فإن البرامج المثبتة تشغل مساحة على القرص الصلب. لذلك ، تنخفض المساحة الخالية في القرص الصلب في نفس الوقت الذي يحدث فيه ذلك ، ومرة أخرى يمكن إجراء اتصال خاطئ بسهولة.
5. العديد من الأمثلة الأخرى على طول هذه الخطوط التي ، عندما تؤخذ معا, بدا لربط عدم وجود مساحة حرة مع أداء أقل.
يوضح ما سبق سببًا آخرًا لهذه الأسطورة الشائعة: في حين أن عدم توفر مساحة خالية ليس سببًا مباشرًا للإبطاء ، أو إلغاء تثبيت التطبيقات المختلفة ، أو إزالة المحتوى المفهرسة أو الممسوحة ضوئيًا ، وما إلى ذلك أحيانًا (ولكن ليس دائمًا ؛ خارج نطاق هذه الإجابة) زيادة الأداء مرة أخرى لأسباب غير ذات صلة بمقدار المساحة الحرة المتبقية. ولكن هذا أيضا يحرر مساحة القرص الصلب بشكل طبيعي. لذلك ، مرة أخرى ، يمكن إجراء اتصال ظاهر (لكن خاطئ) بين "مساحة حرة أكبر" و "كمبيوتر أسرع".
يعتبر: إذا كان لديك جهاز يعمل ببطء بسبب الكثير من البرامج المثبتة ، وما إلى ذلك ، قم باستنساخ محرك الأقراص الثابتة (بالضبط) إلى محرك أقراص ثابتة أكبر ، ثم قم بتوسيع أقسامك للحصول على مساحة حرة أكبر ، ولن يتم تسريع الجهاز بشكل ساحر. نفس تحميل البرنامج ، لا تزال الملفات نفسها مجزأة بالطريقة نفسها ، وما زال مفهرس البحث نفسه يعمل ، ولا شيء يتغير بالرغم من وجود مساحة حرة أكبر.
"هل لها علاقة بالبحث عن مساحة ذاكرة لإنقاذ الأشياء؟"
لا، ليس كذلك. هناك أمران مهمان يستحقان الانتباه هنا:
1. لا يبحث محرك الأقراص الثابت الخاص بك للعثور على أماكن لوضع الأشياء. القرص الصلب الخاص بك هو غبي. إنه لا شيء. إنه عبارة عن كتلة كبيرة من التخزين المعالَج التي تضع الأشياء بشكل أعمى حيث يخبرك نظام التشغيل بها ويقرأ ما يطلب منها. تمتلك محركات الأقراص الحديثة آليات متطورة للتخزين المؤقت والتخزين المؤقت مصممة حول التنبؤ بما سيطلبه نظام التشغيل استنادًا إلى الخبرة التي اكتسبناها مع مرور الوقت (بعض محركات الأقراص تدرك حتى نظام الملفات الموجود عليها) ، ولكن بشكل أساسي ، فكر في محرك الأقراص مجرد كتلة كبيرة من التخزين البكم مع ميزات الأداء المكافأة من حين لآخر.
2. لا يبحث نظام التشغيل الخاص بك عن أماكن لوضع الأشياء أيضًا. لا يوجد بحث. لقد تم بذل الكثير من الجهد لحل هذه المشكلة حيث أنه من الأهمية بمكان تقديم أداء النظام. يتم تحديد طريقة تنظيم البيانات على محرك الأقراص بالفعل بواسطة نظام الملفات الخاص بك. على سبيل المثال ، FAT32 (القديم DOS و Windows PCs) ، NTFS (الإصدارات اللاحقة من Windows) ، HFS + (Mac) ، ext4 (بعض أنظمة Linux) ، وغيرها الكثير. حتى مفهوم "الملف" و "الدليل" هما مجرد منتجات من أنظمة الملفات النموذجية - لا تعرف محركات الأقراص الصلبة شيئًا عن الوحوش الغامضة التي تسمى ملفات. التفاصيل خارج نطاق هذه الإجابة. ولكن بشكل أساسي ، تحتوي جميع أنظمة الملفات الشائعة على طرق لتتبع مكان المساحة المتوفرة على محرك أقراص بحيث يكون البحث عن مساحة حرة ، في ظل الظروف العادية (مثل أنظمة الملفات في حالة صحية جيدة) ، غير ضروري. أمثلة:
- يحتوي NTFS على جدول ملف رئيسي يتضمن ملفات خاصة $ نقطية, وما إلى ذلك ، والكثير من البيانات الوصفية التي تصف محرك الأقراص. بشكل أساسي ، يتتبع المكان الذي توجد فيه الكتل الحرة التالية بحيث يمكن كتابة الملفات الجديدة مباشرةً إلى الكتل الحرة دون الحاجة إلى مسح محرك الأقراص في كل مرة.
- مثال آخر: يحتوي Ext4 على ما يسمى بتخصيص الصورة النقطية ، وهو تحسّن على ext2 و ext3 الذي يساعده بشكل أساسي على تحديد الكتل الحرة بدلاً من مسح قائمة الكتل الحرة. يدعم Ext4 أيضا التخصيص المتأخر, أي ، التخزين المؤقت للبيانات في ذاكرة الوصول العشوائي من قبل نظام التشغيل قبل كتابتها إلى محرك الأقراص من أجل اتخاذ قرارات أفضل حول مكان وضعها لتقليل التجزؤ.
- العديد من الأمثلة الأخرى.
"أو مع تحريك الأشياء لتوفير مساحة مستمرة طويلة بما يكفي لإنقاذ شيء ما؟"
لا. هذا لا يحدث ، على الأقل ليس مع أي نظام ملفات أعرفه. الملفات تنتهي في نهاية المطاف مجزأة.
تسمى عملية "تحريك الأشياء لتكوين مساحة متجاورة طويلة بما يكفي لحفظ شيء ما" تجزئة. هذا لا يحدث عند كتابة الملفات. يحدث هذا عند تشغيل أداة إلغاء تجزئة القرص. في الإصدارات الجديدة من Windows ، على الأقل ، يحدث هذا تلقائيًا وفقًا لجدول زمني ، ولكن لا يتم تشغيله أبدًا من خلال كتابة ملف.
تكون قادر على تجنب تحريك الأشياء مثل هذا هو المفتاح لأداء نظام الملفات ، ولماذا يحدث التجزئة ولماذا يوجد إلغاء التجزئة كخطوة منفصلة.
"كم مساحة فارغة يجب أن أترك حرة على القرص الثابت؟"
هذا سؤال أكثر صعوبة للإجابة (وهذه الإجابة تحولت بالفعل إلى كتاب صغير).
من البديهيات:
1. لجميع أنواع محركات الأقراص:
- الأهم من ذلك ، ترك مساحة حرة كافية ل عليك استخدام جهاز الكمبيوتر الخاص بك بفعالية. إذا نفدت مساحة العمل ، فستحتاج إلى محرك أكبر.
- تتطلب العديد من أدوات إلغاء تجزئة القرص الحد الأدنى من المساحة الحرة (على ما أظن أن أحد هذه الأجهزة مع Windows يتطلب 15 بالمائة ، أسوأ حالة) للعمل. يستخدمون هذه المساحة الحرة لإجراء ملفات مجزأة مؤقتًا بينما تتم إعادة ترتيب الأشياء الأخرى.
- اترك مساحة لوظائف نظام التشغيل الأخرى. على سبيل المثال ، إذا لم يكن جهازك يحتوي على الكثير من ذاكرة الوصول العشوائي الفعلية ، وتم تمكين الذاكرة الظاهرية باستخدام ملف صفحة ذو حجم ديناميكي ، فستحتاج إلى ترك مساحة كافية للحد الأقصى لحجم ملف الصفحة. أو إذا كان لديك كمبيوتر محمول تضعه في وضع السبات ، فستحتاج إلى مساحة خالية كافية لملف حالة السبات. أشياء من هذا القبيل.
2. SSD محددة:
- للحصول على اعتمادية مثلى (وبدرجة أقل من الأداء) ، تتطلب محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة بعض المساحة الحرة ، والتي بدون استخدام الكثير من التفاصيل ، فإنها تستخدم لنشر البيانات حول محرك الأقراص لتجنب الكتابة باستمرار إلى نفس المكان (الذي يلفها) . ويطلق على هذا المفهوم المتمثل في ترك مساحة خالية ما يسمى بالتوفير المفرط. انه مهم, ولكن في العديد من محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة ، توجد بالفعل مساحة زائدة بالإمداد الزائد. وهذا يعني أن محركات الأقراص غالباً ما تحتوي على بضع عشرات من جيجابايت أكثر مما تقدمه إلى نظام التشغيل. غالبًا ما تتطلب منك محركات الأقراص المنخفضة المغادرة يدويًا بدون تقسيم الفضاء ، ولكن لمحركات الأقراص مع OP الإلزامي, لا تحتاج إلى ترك أي مساحة حرة. شيء مهم أن نلاحظ هنا هو ذلك غالبًا ما يتم أخذ المساحة الزائدة عن الحاجة فقط من الفضاء غير المقسم. حتى إذا كان القسم الخاص بك يأخذ محرك الأقراص بأكمله وترك بعض المساحة الحرة عليه ، وهذا لا دائما العد. في كثير من الأحيان ، يتطلب التوفير الزائد اليدوي أن تقوم بتقليص قسمك ليكون أصغر من حجم محرك الأقراص. تحقق من دليل مستخدم SSD الخاص بك للحصول على التفاصيل. TRIM ، وجمع القمامة ، ومثل هذه التأثيرات كذلك ، ولكن تلك هي خارج نطاق هذه الإجابة.
أنا شخصياً ، عادةً ما أمسك بمحرك أكبر عندما يكون لدي مساحة حرة تبلغ 20 إلى 25 بالمائة متبقية. هذا لا يرتبط بالأداء ، فقط عندما أذهب إلى هذه النقطة ، أتوقع أنه من المحتمل أن ينفد مساحة البيانات قريباً وحان الوقت للحصول على محرك أكبر.
أكثر أهمية من مشاهدة المساحة الفارغة هو التأكد من تمكين إلغاء التجزئة المجدولة حيثما كان ذلك مناسبًا (وليس على محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة) بحيث لا تصل أبدًا إلى نقطة يصبح فيها مؤلمًا بدرجة كافية للتأثير عليك.
هناك شيء واحد آخر يستحق الذكر. ذكرت واحدة من الإجابات الأخرى هنا أن وضع ثنائية الاتجاه SATA يمنع القراءة والكتابة في نفس الوقت. في حين أن هذا صحيح إلى حد كبير ، إلا أنه لا يرتبط في الغالب بقضايا الأداء التي تتم مناقشتها هنا. ما يعنيه هذا ، ببساطة ، هو أنه لا يمكن نقل البيانات في كلا الاتجاهين على السلك في نفس الوقت. ومع ذلك ، يحتوي SATA على مواصفات معقدة إلى حد ما تتضمن أحجام كتلة صغيرة جدًا (حوالي 8 كيلو بايت لكل كتلة على السلك ، على ما أظن) ، وقراءة قوائم انتظار العملية وكتابتها ، وما إلى ذلك ، ولا يحول دون الكتابة إلى المخازن المؤقتة التي تحدث أثناء عمل القراءات ، متداخلة العمليات ، وما إلى ذلك.
أي حظر يحدث يحدث بسبب التنافس على الموارد المادية ، وعادة ما يتم تخفيفه بواسطة الكثير من ذاكرة التخزين المؤقت. وضع duplex SATA يكاد يكون غير ذي صلة هنا.
(ا) "بطيء" هو مصطلح واسع. هنا يمكنني استخدامه للإشارة إلى أشياء تكون إما مرتبطة بـ I / O (على سبيل المثال ، إذا كان جهاز الكمبيوتر الخاص بك يجلس هناك أرقام الطحن ، فإن محتويات القرص الصلب ليس لها أي تأثير) أو وحدة المعالجة المركزية (CPU) والتنافس مع أشياء ذات صلة عرضية ذات ارتفاع استخدام CPU (على سبيل المثال ، برنامج مكافحة الفيروسات ، فحص عدد كبير من الملفات).
(ب) تتأثر SSDs بالتجزؤ في سرعات الوصول المتسلسلة هذه بشكل عام أسرع من الوصول العشوائي ، على الرغم من أن SSDs لا تواجه نفس القيود كجهاز ميكانيكي (حتى في ذلك الحين ، لا يضمن عدم التجزؤ الوصول التتابعي بسبب مستوى التآكل ، إلخ). ومع ذلك ، في كل سيناريو استخدام عام ، هذا هو غير قضية. فروق الأداء بسبب التجزؤ على محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة لا يمكن إهمالها عادةً لأشياء مثل تطبيقات التحميل ، أو تمهيد الكمبيوتر ، إلخ.
(C) بافتراض نظام ملف عاقل لا يتم تجزئة الملفات عن قصد.
تأكد من قراءة بقية المناقشة الحيوية في SuperUser عبر الرابط أدناه!
هل لديك شيء تضيفه إلى الشرح؟ الصوت قبالة في التعليقات. هل ترغب في قراءة المزيد من الإجابات من مستخدمي Stack Exchange الآخرين المحترفين بالتكنولوجيا؟ تحقق من موضوع المناقشة الكامل هنا.
