Основные аппаратные компоненты вашего компьютера - процессор, память и внутренняя память - работают в тандеме, чтобы вы могли получать доступ к файлам и загружать программы. В то время как оперативная память и процессор работают с молниеносной скоростью, внутреннее хранилище, особенно если это жесткий диск, к сожалению, отстает.
Из-за физических ограничений типичный жесткий диск очень медленный и не может поспевать за скоростью процессора. Твердотельные накопители, хотя и намного быстрее механических, все же работают с ползучей скоростью по сравнению с новейшими чипами. В результате чтение и запись данных могут быть мучительно медленными процессами, особенно когда вмешивается процесс естественной фрагментации файлов и ухудшает ситуацию.
Вот почему дефрагментация жесткого диска необходима даже в 2020 году. Она устраняет фрагментацию файлов и помогает повысить производительность компьютера. Если вы ранее сталкивались с этой темой и находили ее сформулированной на загадочном языке и непрозрачной компьютерной речи, вы найдете эту статью как освежающей, так и разъясняющей.
Дело в том, что дефрагментация диска - это не столько сложная тема, сколько плохо объясненная. Чтобы полностью понять, что влечет за собой дефрагментация жесткого диска, необходимо понять некоторые концепции, такие как фрагментация и файловая система Windows. Знание того, как работает традиционный жесткий диск и чем отличаются твердотельные накопители, также поможет вам понять, почему первый должен быть дефрагментирован для достижения оптимальной производительности, а второй отлично справится и без него.
Сначала давайте объясним, как жесткий диск хранит и считывает данные.
Жесткий диск
Жесткий диск прошел долгий путь от механических чудовищ IBM 1960-х годов до компактных запоминающих устройств со скоростью 7200 об / мин, которые мы используем в 2020 году. Однако, несмотря на постоянное улучшение скорости и размера, остается один простой факт о жестких дисках. в 2020 году: медленно.
Он медленный, потому что состоит из движущихся частей, таких как вращающиеся пластины и головка чтения-записи. Эти движущиеся части означают, что существует ограничение на то, насколько быстро запросы, отправленные процессором, могут получить необходимые данные.
Чтобы еще больше замедлить работу, не все данные, которые необходимо получить, будут все время находиться в одном и том же месте. Можно представить себе вращающийся диск как составной диск, состоящий из нескольких концентрических дисков. Скажем, четыре диска вместе составляют пластину. Каждый диск называется дорожкой, и каждая дорожка разделена на части одинаковой длины, называемые секторами. Количество дорожек и секторов зависит от модели, но размер одного сектора обычно составляет 512 байт.
Итак, почему это важно? Есть две основные причины. Во-первых, доступ к данным, хранящимся на внешних дорожках и секторах, осуществляется быстрее, чем к данным, хранящимся на внутренних дорожках и секторах. Вторая причина заключается в том, что каждая единица пространства на жестком диске состоит из определенного количества секторов. Этот блок называется кластером. Кластер - это наименьшая единица пространства на жестком диске, на которой может храниться файл или часть файла.
Это прекрасно подводит нас к тому, как Windows организует и контролирует данные на жестких дисках - файловую систему NTFS.
Файловая система NTFS
Проще говоря, файловая система - это способ, которым операционная система упорядочивает файлы на диске и управляет ими. Все версии Windows, с которыми вы знакомы, используют файловую систему NTFS для организации файлов на жестком или твердотельном диске, чтобы система могла получить доступ к любым запрошенным данным.
Диски, использующие файловую систему NTFS, обычно группируют секторы в кластеры по 8 секторов в каждом. Это означает, что каждый кластер на диске NTFS обычно имеет размер 512 x 8 = 4096 байт. Если вы сохраните файл размером 2 МБ на диске NTFS, он будет сохранен как фрагменты по 4096 байт каждый на диске. (Если вас интересует математика, это означает, что файл размером 2 МБ будет занимать примерно 488 кластеров или фрагментов пространства на жестком диске).
Как происходит дефрагментация
Теперь, когда вы знаете, что каждый файл, который вы помещаете в хранилище компьютера, разбит на части, должно быть легче визуализировать, как происходит фрагментация. Допустим, вы сохраняете файл размером 5 МБ на диск с большим количеством свободного места; файл будет как обычно разбит на части. Чанки, вероятно, будут размещены рядом друг с другом, что сделает их смежными. Это означает, что когда процессор запрашивает этот файл, жесткий диск сможет получить его быстрее.
Теперь подумайте о сохранении того же файла на диск, на котором не так много свободного места. Ваша система сохранит файл в ближайшем доступном месте. Если этого места достаточно для размещения всех фрагментов файла, отлично. Если нет, система поместит некоторые фрагменты в другое место. Теперь части файла отделены друг от друга. Хранение фрагментов, которые вместе составляют файл, в несмежных пространствах жесткого диска - это так называемая фрагментация.
Учитывая, что большинство из нас регулярно сохраняет файлы, некоторые из которых довольно большие, на жестких дисках, фрагментация является неизбежным и естественным последствием.
Дефрагментация диска: зачем она вам?
Чем больше файлов сохранено на жестком диске и чем больше каждый файл, тем больше работы необходимо выполнить системе для чтения и записи данных. Диск, заполненный большими файлами, означает, что будет все меньше и меньше смежных мест для сохранения каждого файла до момента, когда их просто не будет. Когда это происходит, система просто сохраняет разные фрагменты каждого файла в любое место, которое может найти. Чем больше файл, тем больше в нем кусков и тем больше они разбросаны. Таким образом, когда файл запрашивается, головка чтения-записи должна перемещаться по различным местоположениям, чтобы собрать разрозненные и разбросанные фрагменты. Этот процесс требует много работы и, следовательно, занимает больше времени, что приводит к снижению производительности.
Помимо этого, поскольку файлы разбросаны повсюду, доступное пространство на диске также разбросано. Это, в свою очередь, приводит к немедленной фрагментации входящих файлов большого размера, поскольку для их сохранения нет непрерывного фрагмента свободного пространства.
Хотя скорость чтения-записи современных жестких дисков значительно улучшилась по сравнению с предыдущим десятилетием, фрагментация диска означает, что скорость со временем будет уменьшаться, что также медленно приводит к деградации жесткого диска.
Вот почему вам необходимо регулярно дефрагментировать диск.
К счастью для большинства из нас, современные операционные системы, такие как Windows 10, имеют расписание дефрагментации, которое выполняется регулярно и заботится о вашем жестком диске. Однако эта система может перестать работать или выйти из строя, поэтому вам нужно знать, когда вашей системе требуется немедленная дефрагментация.
Есть некоторые контрольные признаки и симптомы сильно фрагментированного жесткого диска:
- Более длительное время загрузки файлов и программ
- Приложения и игры с тяжелой графикой слишком долго загружают новые окна или обрабатывают новые среды
- Звуковой шум от жесткого диска во время работы системы
Когда что-то из этого начинает происходить постоянно, вероятно, пора вызвать кавалерию - под этим мы подразумеваем дефрагментацию вашего компьютера. Итак, как дефрагментировать диск, который действительно в этом нуждается?
Как дефрагментировать ваш компьютер
Дефрагментация компьютера позволяет оптимизировать жесткий диск и освободить место. Однако хороший дефрагментатор сделает гораздо больше. Разрозненные фрагменты файлов необходимо размещать рядом друг с другом, чтобы получить более высокую скорость поиска. Это также освобождает большие участки пространства, в которые могут быть помещены новые файлы, уменьшая вероятность того, что они очень быстро фрагментируются после попадания на жесткий диск. Другой аспект дефрагментации - это умное размещение файлов, которое гарантирует, что файлы, которые больше всего нужны системе, размещаются в местах, которые являются наиболее быстрыми и легкими для доступа.
Короче говоря, есть три основных аспекта дефрагментации диска, которые включают все дефрагментаторы:
- Дефрагментация файлов. Во время этого процесса кластеры, содержащие фрагменты фрагментированного файла, размещаются рядом друг с другом. Все кластеры, составляющие файл, собираются в одном месте и упорядочиваются последовательно.
- Дефрагментация пространства . Свободное пространство также дефрагментируется во время этого процесса. Под этим мы подразумеваем, что отдельные кластеры свободного пространства собираются в сплошной блок, а не разбрасываются по жесткому диску меньшими отдельными секциями.
- Умное размещение файлов. Умное размещение файлов во время дефрагментации означает, что файлы упорядочиваются в соответствии с потребностями системы. Например, системные файлы могут быть размещены на внешних дорожках для более высокой скорости чтения и записи, тем самым сокращая время загрузки вашего ПК. Умное размещение файлов динамическое. Как правило, наиболее часто используемые и важные файлы размещаются на более внешних дорожках, в то время как наименее используемые файлы записываются на внутренние дорожки жесткого диска.
Из вышесказанного вы должны были понять, насколько важна дефрагментация диска для его работоспособности и общей производительности системы. Если ваш компьютер видит много действий и начинает работать медленнее из-за частых установок и удалений, копирования и перемещения, игр и редактирования графики, оптимизация жесткого диска с помощью многофункционального программного обеспечения для дефрагментации, безусловно, приведет к заметному улучшению вашего общая скорость и производительность системы.
Однако вам не нужно верить нам на слово. Вы можете сами попробовать дефрагментатор и проверить результат. Как указывалось ранее, ОС, такая как Windows 10, имеет встроенный инструмент, который автоматически выполняет основные действия, но вы можете попробовать другие с лучшими функциями и более мощным механизмом оптимизации.
Прежде чем мы закончим это руководство, нужно ответить еще на один важный вопрос: как насчет твердотельных накопителей?
Можно ли дефрагментировать SSD?
Твердотельные накопители быстро заменяют жесткие диски в качестве предпочтительного оборудования для хранения данных как на современных ноутбуках, так и на настольных компьютерах. Хотя они остаются дорогими по сравнению со своими механическими аналогами, нельзя отрицать, что разница в скорости между твердотельными накопителями и жесткими дисками - днем и ночью.
Если единственное оборудование для хранения на ПК - это твердотельный накопитель, выполнять дефрагментацию диска в надежде на повышение его скорости не рекомендуется. На самом деле это может иметь противоположный эффект.
SSD-диски, в отличие от жестких дисков, не имеют механических движущихся частей. Таким образом, чтение данных с твердотельного накопителя связано с другим процессом. Поскольку у него нет движущейся механической головки, фрагментация на SSD не приводит к снижению скорости записи, поэтому не имеет значения, как фрагменты файлов разбросаны по диску. Технология NAND гарантирует, что все компоненты файла будут извлечены, как только они будут запрошены.
Вместо дефрагментации типичной операцией оптимизации на твердотельном накопителе является команда TRIM, которая, по сути, дает накопителю возможность стереть те блоки данных, которые были определены как неиспользуемые.
По этой причине у большинства встроенных дефрагментаторов дефрагментация SSD отключена, как и у большинства сторонних инструментов, которые делают то же самое. Однако некоторые из наиболее многофункциональных программ дефрагментации имеют возможность дефрагментировать SSD в любом случае, хотя мы не рекомендуем делать этот шаг - если, возможно, рассматриваемый диск не является SSHD (гибрид технологии SSD и HDD).