تفاوت بین سرعت ترتیبی و تصادفی در هاردهای SSD یا HDD

به طور کلی عملکرد یک هارد بر اساس دو نوع عملیات مختلف داده (عملیات ترتیبی و تصادفی) اندازه گیری می شود. بنابراین با استفاده از سرعت ترتیبی و تصادفی می توانید به راحتی عملکرد هر هاردی را تخمین بزنید و از آن برای مقایسه دو یا چند هارد SSD یا HDD استفاده کنید و تصمیمی عاقلانه بگیرید.

همانطور که اطلاع دارید ما هر داده ای را که در سیستم خود ذخیره می کنیم در بلوک ها نوشته می شوند. سرعت خواندن یا نوشتن ترتیبی به صورت خلاصه بدان معناست که هارد با چه سرعتی می تواند اطلاعات را یک سری از بلوک ها بخواند و یا در آنها بنویسد. از طرف دیگر، وقتی که ما سیستم خود را روشن می کنیم تعدادی از فایل ها از چند مکان مختلف پردازش می شوند و این بدان معناست که هارد از بلوک های تصادفی به اطلاعات یا داده ها دسترسی پیدا کرده است و اینجاست که سرعت خواندن تصادفی وارد ماجرا می شود.

تفاوت بین سرعت ترتیبی و تصادفی در SSD یا HDD

تفاوت بین سرعت ترتیبی و تصادفی در SSD یا HDD

برای درک سرعت نوشتن تصادفی اجازه دهید فرض کنیم که در حال نصب نرم افزار و یا بروزرسانی سیستم عامل خود هستید. همانطور که می دانید بروزرسانی یا نصب نرم افزار مطمئنا مدتی طول خواهد کشید. با این حال یک فیلم 40 گیگابایتی 4K برای پخش یا نمایش به راحتی بارگذاری می شود. به طور کلی بروزرسانی و نصب به زمان نیاز دارد چونکه نرم افزار باید چند فایل را در چند مکان بنویسد که اساسا برای نوشتن فایل های بزرگ در یک سری از بلوک ها به زمان بیشتری نیاز خواهد بود.

بنابراین در عملیات متوالی عمدتا تکه های بزرگی از داده ها به صورت جمعی و بدون جستجوی مکرر بکار گرفته می شوند. عملیات ترتیبی برای بلوک های داده مدیریت شده بزرگتر است که به صورت سریالی کار می کند در حالی که عملیات تصادفی برای بلوک های کوچکی از داده  است که به صورت تصادفی و پراکنده کار می کند و باعث تاخیر بیشتر می شود. برای درک سرعت خواندن یا نوشتن ترتیبی و تصادفی شما باید ابتدا IOPS را درک کنید.

IOPS یک اصلاح مخفف شده است که معمولا به عبارت Input/Output Operations Per Second اشاره دارد و به معنای عملیات ورودی یا خروجی در ثانیه می باشد، از IOPS به عنوان مقیاسی برای اندازه گیری عملکرد شبکه یا دستگاه ذخیره سازی استفاده می شود. مقدار بیشتر IOPS نشان دهنده قابلیت اجرای عملیات بیشتر در هر ثانیه می باشد و به عبارت ساده تر، سرعت عملیات داده متناسب با مقدار IOPS هارد است. عملیات خواندن و نوشتن بیشتر در هر ثانیه امکان اجرای سریعتر و نرم و هموارتر کارها را امکان پذیر می سازد.
در هاردهای درایو حالت جامد که به عنوان SSD شناخته می شود، IOPS همیشه بسیار بالاتر از هارددیسک های مغناطیسی یا HDD است. هارددیسک های HDD بر اساس RPM یا دور در دقیقه کار می کنند (دسیک های مدوری که هد روی آنها در حال حرکت است) که معمولا هارد هایی که دارای سرعت چرخش 7200 دور در دقیقه هستند دارای IOPS=90 هستند اما SSD ها از بانک های حافظه فلش حالت جامد ساخته شده اند و IOPS بیشتر از 400000 را ارائه می دهند.

شما با استفاده از یک معادله ساده می توانید عدد IOPS را به MB/s تبدیل کنید تا درک بهتری داشته باشید:

IOPS = (MB/s Throughput / KB per IO) * 1024

یا

MB/s = (IOPS * KB per IO) / 1024

بیایید فرض کنیم که شما یک هارد SSD دارید که ادعا می کند سرعت نوشتن تصادفی 4K را ارائه می دهد و توان عملیاتی معادل 155 مگابایت در ثانیه است. بنابراین برای تبدیل 155 مگابایت در ثانیه به IOPS ما محاسبات زیر را انجام می دهیم:

  • IOPS = (155 / 4) * 1024
  • IOPS = 38.75 * 1024
  • IOPS = 39680

برای بدست آوردن توان عملیاتی ما می توانیم معادله را به صورت معکوس انجام دهیم:

  • MB/s = (40,000 * 4) / 1024
  • MB/s = 160,000 / 1024
  • MB/s = 156.25

عملیات ترتیبی و تصادفی در SSD ها

در SSD ها عملیات همیشه سریعتر از هاردهای مغناطیسی می باشد و این به دلیل عدم وجود قطعات متحرک در هارد می باشد. تمام سلول های داده در حالت جامد قرار دارند و دارای سرعت بسیار بالایی هستند. در این هاردهای فلش همه چیز به منطق کنترلر داخلی دستگاه و سرعت رابط حافظه بستگی دارد.  در عملیات ترتیبی و تصادفی پکیج NAND اس اس دی، پیدا کردن مکان داده ها و مرتب سازی آنها به صورت سریالی و بدون جستجو انجام می شود که عمدتا عملیات را به دنباله های ترتیبی و نرم تر تبدیل می کند.

عملیات ترتیبی و تصادفی در HDD ها

در هارددیسک های مغناطیسی هر دو عملیات به صورت کندتر انجام می شود و این به دلیل وجود قطعات متحرک می باشد. سریعترین هاردهای HDD می توانند به سرعت چرخش 15K  دور در دقیقه دست پیدا کنند و برای فعالیتهای عملی خواندن و نوشتن این دیسک سرعت چرخش را حفظ می کند. IOPS هاردهای HDD به زمان جستجوی تصادفی وابسته است. در حالی که در عملیات ترتیبی ابتدا مکان ذخیره سازی اطلاعات در دیسک جستجو می شود و بعد بلوک های داده به صورت سریالی به کار گرفته می شوند.

مقایسه عملکرد نهایی

در فعالیت های دنیای واقعی ما این سرعت ها به طور قابل توجهی ظاهر نمی شوند اما SSD ها از بلوک های داده کوچکتر استفاده می کنند و نسبت به HDD ها کارها را به صورت بسیار سریعتری انجام می دهد. برای نوشتن داده ها به صورت ترتیبی SSD ها می توانند تقریبا 3.4 برابر سریعتر عمل کنند در حالیکه در قسمت خواندن سرعت 3.5 تا 5 برابر سریعتر خواهد بود. اما هنگامی که بحث در مورد عملیات تصادفی به میان می آید تنها زمان تاخیر SSD ها به دوباره برنامه نوسی کردن کنترلر بستگی پیدا می کند که برای درخواست های خواندن 50 برابر سریعتر هستند و برای درخواست های نوشتن 100 برابر سریعتر ظاهر می شوند. در عملیات انتقال، SSD ها همیشه خواندن و نوشتن را روی پایه ترین واحد یعنی صفحات انجام می دهند. SSD ها برق کمتری مصرف می کنند و به عنوان یک دستگاه ذخیره سازی کارآمدتر ظاهر شده اند. مدت زمان بوت شدن سیستم عامل می تواند تفاوت سرعت عملکردتصادفی موجود در هاردهای SSD و HDD را به خوبی به کاربران نشان دهد.

مطالب دیگر را بیشتر بخوانید   آیا اس اس دی 128 گیگا بیتی کافی است ؟(قسمت اول)

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست