Miksi levytilan tyhjentäminen nopeuttaa tietokoneita?

Kun ymmärrät lisää tietokoneista ja miten he työskentelevät, satutat joskus jotain sellaista, jolla ei ole merkitystä.Tässä mielessä tyhjennys levytilaa nopeuttavat tietokoneet ylöspäin? Päivän SuperUser Q & A -postilla on vastaus hämmentynyt lukijan kysymykseen.

Päivän kysymys &Vastausistunto tulee meille kohteliaasti SuperUser-osastoon Stack Exchange, yhteisöllinen ryhmittely Q & A verkkosivuilla.

Screenshot courtesy of nchenga( Flickr).

Kysymys

SuperUser-lukija Remi.b haluaa tietää, miksi levytilan tyhjennys näyttää nopeuttavan tietokonetta:

Olen seurannut paljon videoita ja nyt ymmärrä, miten tietokoneet toimivat hieman paremmin. Ymmärrän, mikä RAM on, haihtuvasta ja haihtumattomasta muistista ja vaihtoprosessista. Ymmärrän myös, miksi RAM-muistin lisääminen nopeuttaa tietokonetta.

Mitä en ymmärrä, miksi levytilan puhdistaminen näyttää nopeuttavan tietokonetta. Onko se todella nopeuttaa tietokoneen ylös? Jos on, niin miksi se tekee niin?

Onko sillä jotain tekemistä muistialueen etsimiseen pelien säästämiseksi tai liikkuvien asioiden tekemiseksi riittävän pitkäksi aikaa tallentamaan jotain? Kuinka paljon tyhjää tilaa jätän vapaalle kiintolevylle?

Miksi levytilan tyhjennys näyttää nopeuttavan tietokonetta?

Vastaus

SuperUser-avustaja Jason C on meille vastaus:

"Miksi levytilan tyhjentäminen nopeuttaa tietokoneita?"

Ei ainakaan omaa. Tämä on todella yleinen myytti. Syynä on se, että kiintolevyn täyttäminen tapahtuu usein samaan aikaan kuin muut asiat, jotka perinteisesti voivat hidastaa tietokonetta ( A) .SSD-suorituskyky heikkenee, kun ne täyttävät, mutta tämä on suhteellisen uusi ongelma, joka on ainutlaatuinen SSD-tiedostoille, eikä se ole varsin havaittavissa satunnaisille käyttäjille. Yleensä pieni vapaata levytilaa on vain punainen silakka.

Esimerkiksi

1. Tiedoston fragmentaatio. Tiedoston fragmentaatio on ( B) -ongelma, mutta vapaan tilan puute, joka on varmasti yksi monista tekijöistä, ei ole ainoa syy siihen. Jotkut keskeiset kohdat tässä:

• Hajautetun tiedoston mahdollisuudet ovat eikä , jotka liittyvät aseman jäljellä olevaan vapaaseen tilaan. Ne liittyvät suurimpaan toistuvaan vapaaseen tilaan( eli vapaan tilan "rei'istä"), jonka vapaata tilaa sattuu asettamaan ylärajan : ssä.Ne liittyvät myös siihen, miten tiedostojärjestelmä käsittelee tiedostojen jakamista( alla : n alapuolella). Harkitse: Ajaa, joka on 95 prosenttia täynnä, kun kaikki vapaat tilat yhdellä vierekkäisellä lohkolla on nolla prosenttia mahdollisuus hajottaa uuden tiedoston ( C) ( ja mahdollinen fragmentoitava liitetiedosto on riippumaton vapaasta tilasta).Taajuusmuuttaja, joka on viisi prosenttia täynnä, mutta tiedot levittävät tasaisesti taajuusmuuttajaa vastaan, ovat hyvin suuria hajanaisuuden mahdollisuuksia.
• Muista, että tiedostojen pirstoutuminen vaikuttaa vain suorituskykyyn, kun fragmentoituja tiedostoja käytetään : ssä. Harkitse: Sinulla on mukava, eheytetty asema, jolla on vielä paljon ilmaisia ​​"reikiä".Yhteinen skenaario. Kaikki toimii sujuvasti. Lopulta saat kuitenkin pisteeseen, jossa ei ole enää suuria vapaata tilaa. Ladat valtavan elokuvan, tiedoston loppu on erittäin hajanaista. Tämä ei hidasta tietokoneesi : tä.Kaikki hakemustiedostot ja sellaiset, jotka olivat aikaisemmin hienoja, eivät yhtäkkiä pirstoutuneet. Tämä voi tehdä elokuvan kauempaa ladata( vaikka tyypilliset elokuvien bittinopeudet ovat niin alhaiset kuin kiintolevyn lukumäärät, että se todennäköisesti on huomaamaton), ja se saattaa vaikuttaa I / O-yhteensopivaan suorituskykyyn elokuvan lataamisen aikana.muu kuin tämä, mitään ei muutu.
• Vaikka tiedostojen pirstaloituminen on varmasti ongelma, usein vaikutukset vähenevät OS- ja laitteistotason puskuroinnilla ja välimuistilla. Viivästyneet kirjoitukset, ennakoivat strategiat, kuten prefetcher Windowsissa jne., Kaikki vähentävät pirstoutumisen vaikutuksia. Yleensä : ssä ei ole : n kokemusta merkittävästi, ennen kuin pirstoutuminen tulee vakavaksi( haluan jopa sanoa, että niin kauan kuin swap-tiedosto ei ole hajanaista, et todennäköisesti koskaan huomaa).

2. Hakemistointi on toinen esimerkki. Sano, että automaattinen indeksointi on käytössä ja käyttöjärjestelmä, joka ei käsittele tätä gracefully. Kun tallennat tietokoneellesi yhä enemmän indeksoitavia sisältöjä( asiakirjat ja muut), indeksointi voi kestää kauemmin ja pitempään ja saattaa vaikuttaa tietokoneesi havaittuun nopeuteen sen ollessa käynnissä sekä I / O- että CPU-käyttö.Tämä ei liity vapaaseen tilaan, vaan se liittyy sen indeksoitavan sisällön määrään. Kuitenkin vapaan tilan loppuminen kulkee käsi kädessä tallentamalla enemmän sisältöä, jolloin väärä yhteys muodostetaan.

3. Virustorjuntaohjelma( samanlainen kuin hakumerkintäesimerkki).Sano, että sinulla on virustorjuntaohjelmisto, jonka avulla voit tehdä taustasi skannauksen. Koska sinulla on enemmän ja enemmän skannaavaa sisältöä, haku vie enemmän I / O- ja CPU-resursseja, jotka mahdollisesti häiritsevät työsi. Jälleen, tämä liittyy siihen, kuinka paljon skannaus sisältöä sinulla on. Lisää sisältöä on usein vähemmän vapaata tilaa, mutta vapaan tilan puute ei ole syy.

4. Asennettu ohjelmisto. Sano, että sinulla on paljon ohjelmistoja, jotka latautuvat tietokoneen käynnistyessä, mikä hidastaa aloitusajankohtaa. Tämä hidastuminen tapahtuu, koska paljon ohjelmia ladataan. Asennettu ohjelmisto vie kuitenkin kiintolevytilaa. Siksi kiintolevyn vapaata tilaa vähenee samaan aikaan, kun näin tapahtuu, ja jälleen väärä yhteys voidaan helposti tehdä.

5. Monet muut esimerkit pitkin näitä linjoja, jotka yhdessä näyttää tiiviisti liittää vapaata tilaa ja alhaisempi suorituskyky.

Edellä kuvattu toinen syy on se, että tämä on niin yleinen myytti: Vaikka vapaan tilan puute ei ole suora syy hidastua, poistamalla eri sovelluksia, poistamalla indeksoitu tai skannattu sisältö jne. Joskus( mutta ei aina, soveltamisalan ulkopuolellatästä vastauksesta) lisää suorituskykyä edelleen syistä, jotka eivät liity jäljelle jäävän vapaan tilan määrää.Mutta tämä myös luonnollisesti vapauttaa kiintolevytilaa. Siksi taas voidaan saada aikaan ilmeinen( mutta väärä) yhteys "vapaan tilan" ja "nopeamman tietokoneen" välillä.

Harkitse: Jos sinulla on kone käynnissä hitaasti monien asennettujen ohjelmistojen vuoksi jne., Kloonata kiintolevy( täsmälleen) suuremmalle kiintolevylle, laajenna osioitasi saadaksesi enemmän vapaata tilaa, kone ei mahdu magiaanup. Sama ohjelmisto latautuu, samat tiedostot ovat edelleen hajanoituja samoilla tavoilla, sama hakumerkintä jatkuu, mikään ei muutu huolimatta enemmän vapaata tilaa.

"Onko sillä jotain tekemistä muistialueen etsimiseen pelastamiseksi?"

Ei Ei. Tärkeää on kaksi tärkeää asiaa:

1. Kiintolevy ei etsi ympäriinsä paikkoja, joilla asioita voidaan sijoittaa. Kiintolevy on tyhmä.Se ei ole mitään. Se on iso osoitetun tallennuksen lohko, joka sokeasti asettaa asioita, joissa käyttöjärjestelmäsi kertoo sen ja lukee mitä tahansa. Nykyaikaisilla asemilla on kehittyneitä välimuistinesto- ja puskurointimekanismeja, jotka on suunniteltu ennakoimaan, mitä OS aikoo kysyä saadun kokemuksen perusteella( jotkut asemat ovat jopa tietoisia tiedostojärjestelmästä, joka on heille), mutta lähinnä ajatteleajaa vain suurena tyhmänä varastokerroksena satunnaisilla bonusominaisuuksilla.

2. Käyttöjärjestelmäsi ei etsi paikkoja, joilla asioita voidaan asentaa. Ei ole etsimistä. Tämä ongelma on ratkaistu paljon, koska se on ratkaisevan tärkeää tiedostojärjestelmän suorituskyvylle. Tietojärjestelmä määrittää, miten tiedot todella järjestetään asemaan. Esimerkiksi FAT32( vanhat DOS- ja Windows-tietokoneet), NTFS( myöhemmät Windows-versiot), HFS +( Mac), ext4( jotkut Linux-järjestelmät) ja monet muut. Jopa "tiedoston" ja "hakemiston" käsite ovat vain tyypillisten tiedostojärjestelmien tuotteita - kiintolevyt eivät tiedä salaperäisistä eläimistä -tiedostoja .Tiedot eivät kuulu tämän vastauksen soveltamisalaan. Kaikissa tavallisissa tiedostojärjestelmissä on kuitenkin oleellisesti tapoja seurata, missä käytettävissä oleva tila on asema, joten vapaan tilan etsiminen on normaaleissa olosuhteissa( eli hyvän tiedostojärjestelmän) tarpeeton. Esimerkkejä:

• NTFS: llä on päätiedostataulukko, joka sisältää erikoistiedostot $ bitmap jne., Ja runsaasti metatietoja, jotka kuvaavat asemaa. Pohjimmiltaan se seuraa, missä seuraavat vapaat lohkot ovat, jotta uudet tiedostot voidaan kirjoittaa suoraan vapaisiin lohkoihin ilman, että sinun on tarkistettava asema aina.
• Toinen esimerkki: Ext4: ssä on ns. Bitmap-allokoija, parannus ext2: n ja ext3: n parissa, mikä auttaa sinua suoraan määrittämään, missä vapaat lohkot eivät ole skannaamassa vapaiden lohkojen luetteloa. Ext4 tukee myös : n viivästynyttä allokointia eli puskuroimalla tietoja RAM: ssä, ennen kuin kirjoitat sen asemaan, jotta päästäisiin parempaan päätökseen siitä, mistä se vähentää pirstoutumista.
• Monet muut esimerkit.

"Tai siirrä asioita ympärilläsi, jotta tarpeeksi pitkä tila on säästää jotain?"

Ei. Tämä ei tapahdu, ainakaan minkään tietojärjestelmän kanssa, jonka tiedän. Tiedostot juuri päätyvät hajanaisiin.

Prosessin "siirrä asioita ympärillä tarpeeksi pitkäaikaista tilaa tallentamaan jotain" kutsutaan eheyttämällä .Tämä ei tapahdu, kun tiedostot on kirjoitettu. Tämä tapahtuu, kun suoritat levyn eheyttämisen. Uusimmissa Windows-versioissa tämä tapahtuu ainakin aikataulussa, mutta tiedostoa ei koskaan laukaista.

: n kyvyttömyys välttää : n siirtämistä tällä tavoin on avain tiedostojärjestelmän suorituskykyyn, ja siksi pirstoutuminen tapahtuu ja miksi eheytys on erillinen vaihe.

"Kuinka paljon tyhjää tilaa voin jättää vapaalle kiintolevylle?"

Tämä on vaikeampi kysymys vastaukselle( ja tämä vastaus on jo muuttunut pieneksi kirjaksi).

Peukalosäännöt:

1. Kaikkien asemien tyypit:

• Tärkeää on, että : lle jätetään riittävästi tilaa, jotta voit käyttää tietokonetta tehokkaasti : n avulla. Jos käytät tilaa avaruuteen, tarvitset suuremman aseman.
• Monet levyn eheytystyökalut edellyttävät vähimmäismäärää vapaata tilaa( mielestäni Windows vaatii 15 prosenttia, pahimmassa tapauksessa). He käyttävät tätä vapaata tilaa tilapäisesti pitämään hajanaisia ​​tiedostoja, kun muut asiat järjestetään uudelleen.
• Jätä tilaa muille OS-toiminnoille. Jos esimerkiksi koneessasi ei ole paljon fyysistä RAM-muistia ja sinulla on virtuaalimuistia käytössä dynaamisesti kootulla sivun tiedostolla, haluat jättää tarpeeksi tilaa sivun tiedoston enimmäiskokoon. Jos sinulla on kannettava tietokone, jonka asetat horrostilaan, tarvitset riittävästi tilaa lepotilatiedostoon. Tällaiset asiat.

2. SSD-spesifinen:

• SSD: t edellyttävät optimaalista luotettavuutta( ja vähäisemmässä määrin suorituskykyä) vapaata tilaa, jotka käyttävät liikaa yksityiskohtia liikkumatta levylle levylle, jotta vältetään jatkuvasti kirjoittaminensamassa paikassa( joka kuluttaa niitä).Tätä vapaata tilaa vapauttava käsite kutsutaan ylimääräiseksi varautumiseksi. On tärkeää, , mutta monissa SSD-levyissä on jo olemassa pakollinen ylimääräinen tila .Eli asemilla on usein muutama tusina enemmän GB: ää kuin ne raportoivat käyttöjärjestelmälle. Pienemmät asemat vaativat usein manuaalisesti : n osittaista -tilaa, mutta asemat, joissa on pakollinen OP, , ei tarvitse jättää vapaata tilaa .Tärkeää on huomata, että : n ylimääräinen tila on usein vain osittamattomasta tilasta .Joten jos osio vie koko aseman ja jätä vapaalle tilaa sille, se ei aina lasketa. Monta kertaa, manuaalinen ylitallennus vaatii, että kutistelet osioasi pienemmäksi kuin levyaseman koko. Tarkista lisätietoja SSD: n käyttöohjeesta. TRIM, roskakokoelma, ja tällaisilla on myös vaikutuksia, mutta ne eivät kuulu tämän vastauksen soveltamisalaan.

Henkilökohtaisesti tavallisesti tartuin isompi asema, kun minulla on noin 20-25 prosenttia vapaata tilaa jäljellä.Tämä ei liity suorituskykyyn, vaan juuri silloin, kun pääsen siihen pisteeseen, odotan, että luultavasti loppuu varastotilaa pian ja on aika saada suurempi asema.

Tärkeämpää kuin vapaan tilan katsominen on varmistaa, että aikataulun eheytys on otettu käyttöön, jos se on tarkoituksenmukaista( ei SSD: t), jotta et pääse koskaan siihen pisteeseen, jossa se tulee tarpeeksi kauan vaikuttamaan sinuun.

Vielä yksi asia on mainitsemisen arvoinen. Yksi muista vastauksista kertoi, että SATA: n puoliksi dupleksi-tila estää lukemisen ja kirjoittamisen samanaikaisesti. Vaikka totta, tämä on huomattavasti yksinkertaistunut, eikä se ole läheskään riippuvainen tässä käsitellyistä suorituskykyongelmista. Tämä tarkoittaa yksinkertaisesti sitä, että tietoja ei voida siirtää molemmissa suunnissa langalla samanaikaisesti. Kuitenkin SATA: lla on melko monimutkainen spesifikaatio, johon liittyy pienet maksimikokoiset koot( noin 8 kB per lankarunko, mielestäni), luku- ja kirjoitusjonojen jonoja jne., Ja se ei sulje pois kirjoituksia puskureihin, kun lukemat ovat käynnissä, lomitettuinaoperaatiot jne.

Kaikki esteet, jotka ilmenevät, johtuvat kilpailevista fyysisistä resursseista, joita tavallisesti lieventää runsaasti välimuistia. SATAn duplex-tila on lähes täysin merkityksetön täällä.

( A) "Hitaasti" on laaja käsite. Tässä käytän sitä viittaamaan asioihin, jotka ovat joko I / O-sidottuja( eli jos tietokone istuu siellä rypistyneissä numeroissa, kiintolevyn sisältö ei vaikuta) tai CPU-sidottu ja kilpaileva tangentiaalisesti liittyvien asioiden kanssa, joilla on korkeaCPU: n käyttö( eli anti-virusohjelmiston skannaus tonnia tiedostoja).

( B) SSD: t vaikuttavat sirpaloitumiseen siinä, että peräkkäiset pääsynopeudet ovat yleensä nopeampia kuin satunnaiset liittymät, vaikka SSD: t eivät kohdistu samoihin rajoituksiin kuin mekaaninen laite( vaikka fragmentaatio ei myöskään takaa peräkkäistä pääsyä kulumisen tasoittamisen,jne.).Käytännöllisesti katsoen jokainen yleinen käyttötapahtuma ei ole ongelma. Suoritusdiagnoosista hajanaisen suorituskyvyn eroja ovat tyypillisesti vähäpätöiset esimerkiksi sovellusten lataamiseen, tietokoneen käynnistämiseen jne.

( C) Oletetaan järkevä tiedostojärjestelmä, joka ei hajota tiedostoja tarkoituksella.

Varmista, että lue loput vilkkaasta keskustelusta SuperUserin kautta alla olevasta linkistä!

Onko sinulla jotain lisättävää selitystä?Kuulkaa kommentit. Haluatko lukea lisää vastauksia muilta tech-tajuilta Stack Exchange-käyttäjiltä?Katso koko keskusteluketju täältä.