Mi az elsődleges és másodlagos tárhely?

A legtöbb számítógéppel kapcsolatos webhely és bevezető számítógépes tanfolyam elmondja, hogy különbség van a RAM és a tárhely között. A RAM a számítógépe munkaterülete, megmondják, és a tárhely – általában a merevlemez – az a hely, ahol a dolgokat addig tárolják, amíg szükség van rájuk. Ebben az összefüggésben ez igaz, de a mérnökök és informatikusok az elsődleges és másodlagos tárolásról is beszélnek. Ebben az értelemben a RAM egyben tárhely is.

Minden történik valahol

A számítógép központi eleme a CPU vagy központi feldolgozó egység. Ez a tényleges processzorchip végzi a munkát, legyen az Intel vagy AMD csúcskategóriás chipje, vagy a táblagépedben vagy mobiltelefonodban hűvösebben működő, alacsonyabb fogyasztású ARM processzor. Feladata az, hogy utasításokat vegyen át a futtatott programoktól, majd végrehajtsa ezeket az utasításokat az információk manipulálására. A processzorchipnek szüksége van egy helyre, ahol elvégezheti a munkáját, és egy helyre, ahol tárolhatja az információkat, amelyeken dolgozik. Itt jönnek a képbe a tárolóeszközök.

Elsődleges és másodlagos tárolóeszközök

Számítógépe kétféle információt tartalmaz . Az egyik olyan információ, amelyet a processzor egy adott pillanatban aktívan használ, a másik pedig az az információ, amelyet csak addig őriz, amíg szükség lesz rá. Így határozza meg az elsődleges és a másodlagos tárolót:Ha az információ aktívan használatban van, akkor az az elsődleges tárhelyen van. Ha jelenleg nem használja, de csak későbbi használatra tárolja, akkor a másodlagos tárolóban van.

A RAM tárolóhely

Lehet, hogy nem így gondolja, de rendszerének munkamemóriája – a RAM-ja – valójában egy tárolóhely Ebben az értelemben. Ez az a hely, ahol számítógépe információkat és utasításokat tárol, amelyeket éppen ebben a percben használ. Létezik a nagy sebességű memóriának egy speciális formája is, az úgynevezett gyorsítótár, amely közvetlenül a processzorchipbe van beépítve. Amikor a processzor betölt egy adott utasításkészletet vagy adatot, a következő részt is beolvassa, és erre a területre helyezi a gyors hozzáférés érdekében. A gyorsítótárból gyorsabban húzza ki az információkat, mintha visszamenne a merevlemezre, így felgyorsítja a feldolgozást.

Elsődleges tárhely és másodlagos tárhely

Ha az elsődleges tárhely a rendszer RAM-ja és gyorsítótára, nem fog meglepődni, ha megtudja, hogy minden más tárolóeszköz másodlagosnak minősül. A számítógépe által használt másodlagos tárhely fő része a merevlemez, de az USB pendrive-ok, DVD-ROM-ok és még az olyan online szolgáltatások is, mint a Dropbox vagy a Google Drive, ugyanúgy működnek. A másodlagos tárolóval kapcsolatban két fontos dologra kell ügyelni, hogy sokkal több helyet biztosít, mint az elsődleges tárhely, és sokkal, de sokkal lassabb is.

Hely a dolgok tárolására

A rendszerben lévő RAM mennyisége folyamatosan növekszik, de jelenleg a legtöbb új számítógép legfeljebb 16 GB-ot tartalmaz. A gyorsítótár még kisebb, például a nyolcadik generációs Intel i5 és i7 chipek esetében mindössze néhány megabájt. Ehhez képest a másodlagos tárhely lehet akkora, amennyire szüksége van . A hagyományos, 1–3 terabájtos merevlemezek – egy terabájt 1000 GB – elég olcsók ahhoz, hogy minden rajongó vásároljon, és a hálózatra csatlakoztatott tárhelynek és az online tárhelynek csak a költségvetése korlátozza.

A sebességkülönbség óriási

Két oka van annak, hogy az elsődleges tárolás ilyen gyors. Az első a saját működési sebessége, amelyet a másodperc milliomod részeiben mérnek. A második az, hogy közvetlen, nagy sebességű adatútvonal van a processzorhoz . A meghajtóknak nincs ilyen közvetlen útvonala, így az információkat az alaplapon keresztül kell továbbítaniuk a processzorhoz. Ez olyan, mint a felszíni utcákon ingázni a széles, többsávos autópálya helyett. Nincs annyi sáv, alacsonyabbak a sebességhatárok, és bármennyire is jó az autód és a vezetésed, nem érsz oda olyan gyorsan.

Még pár analógia

Néhány másik valós analógia hasznos lehet.

• Ha kisebb javítást végez a háza táján, az eszközt tartó kéz olyan, mint a számítógép RAM-ja, a szerszámszíj pedig a gyorsítótár. Ha vissza kell térnie a szerszámosládájához, vagy – ami még rosszabb – a fészerben kell turkálnia, hogy találjon valamit, az biztosan lelassítja a javítást.
  
• Ha főz, a serpenyőben lévő összetevők olyanok, mint a RAM-ban lévő információk, és a tűzhely mellett ülők, amelyek már fel vannak vágva a vágódeszkára, a gyorsítótárban vannak. Ebben a példában a hűtőben vagy a szekrényekben lévő összetevők másodlagos tárolóban vannak.
  

A másodlagos tárhely nem egyenlő

Ha olyan rendszert próbál összeállítani, amely jól teljesít, a másodlagos tároló kiválasztása sokat számíthat. Eltekintve attól a teljesítménybüntetéstől, amelyet azért fizet, mert nincs közvetlen elérési útja a RAM-hoz, a meghajtók nyers teljesítménye nagyon eltérő lehet . Egyes hagyományos merevlemezek sokkal gyorsabbak, mint mások, a modern szilárdtestalapú meghajtók vagy SSD-k pedig még gyorsabbak. A leggyorsabb meghajtók többe kerülnek, így egyensúlyba kell hoznia a költségvetést és a teljesítményigényt.

Forgási sebesség a merevlemezeken

A hagyományos merevlemezekkel az adatokat fizikai tányérokon tárolják , vagy fémlemezek, amelyek nagy sebességgel forognak. Minél nagyobb a sebesség, annál jobb a teljesítmény . A legalacsonyabb teljesítményű lemezek 5400-as, a jobbak 7200-as fordulaton pörögnek, a csúcsmodellek pedig elérhetik a 10-15000-et. Ez azt jelenti, hogy gyorsabban tudják elolvasni az adatokat, miután megtalálták azokat. Továbbá az adatok megtalálásához szükséges idő – a latencia nevű mérés - lemegy. Ez javítja a teljesítményt, de nem annyira, mint az SSD-re váltás.

A szilárdtest-előny

A szilárdtestalapú meghajtóknak nincs mozgó alkatrésze, így nincs fizikai tányér az olvasáshoz. Ehelyett a RAM egy olyan formáját használják, amely nem felejtő , ami azt jelenti, hogy az áramellátás kikapcsolásakor nem veszíti el az adatait. Ez sokkal gyorsabb, mint a lemezről történő olvasás, ezért az SSD-k késleltetése alacsonyabb, mint a hagyományos merevlemezeké . Az adatokat továbbra is az alaplapon keresztül kell továbbítaniuk a processzornak, így az lassabb, mint az elsődleges tárhely, de ez nagy előrelépés egy normál meghajtóhoz képest.

Felhőalapú és offline tárhely

A merevlemez a másodlagos tárhely fő formája a számítógépén, de valószínűleg másokat is használ. Ezek lehetnek fizikai dolgok, például DVD-k és pendrive-ok, vagy hálózati tárolók, amelyek az adatokat a vállalat szerverein vagy felhőszervereken helyezik el valahol az interneten. Ezek általában lassabbak , amelyet olyan tényezők korlátoznak, mint az internetkapcsolat sebessége vagy az USB-portok. A pendrive-okat és a DVD-ket néha offline tárolóként is említik mert fizikailag be kell helyeznie őket, mielőtt a számítógép felhasználhatja adataikat. Leginkább olyan információkra használhatók, amelyekhez napi szinten nem fér hozzá, ezért néha az „elsődleges tárhely” és a „másodlagos tárhely” kifejezéseket más értelemben használják.

Újabb megoldás az elsődleges és másodlagos tárolóeszközökre

A kifejezések ezen alternatív értelmezése szerint az elsődleges tárolóegység a számítógép merevlemeze, a másodlagos tárhely pedig minden lassabb, mint például a felhőalapú tárolás vagy a pendrive-ok, amelyeket archivált vagy kevésbé használt információk tárolására használ> . Előfordulhat, hogy számítógépének elsődleges tárolóeszközeként nagy teljesítményű SSD-t, másodlagos egységként pedig egy nagy, olcsó merevlemezt használhat. A vállalkozások ugyanezt nagyobb léptékben teszik meg, az otthoni felhasználók rendszerében az egyes merevlemezek helyét nagyobb és kisebb teljesítményű, hálózatra csatlakoztatott tárolóegységek veszik át.