Як технологія NCQ підвищує продуктивність жорстких дисків (вінчестерів)?

NCQ – Native Command Queuing (природна чергу команд) – це технологія оптимізації порядку виконання команд в жорстких дисках SATA (Serial ATA і Serial ATA II). Вона дозволяє диску для досягнення максимальної продуктивності міняти порядок надходять від контролера команд (позиціонування головки / читання / запис) з урахуванням поточного положення головок диска і наявності в черзі інших команд очікують виконання. Також NCQ дозволяє активувати операції DMA (прямого доступу до пам'яті) без втручання центрального процесора. Ця функція носить назву first party DMA.

Оптимізації переміщень головок підвищує швидкість роботи додатків, які інтенсивно виконують операції випадкового читання / запису, особливо в багатозадачному режимі. В першу чергу це стосується всіх серверних додатків (бази даних, файлові та web-сервера), причому, чим вище завантаження, тим більше користь від NCQ. Також при цьому економиться механічний ресурс жорсткого диска за рахунок фізично меншої кількості переміщень головки. NCQ не впливає на швидкість виконання послідовного читання / запису в однозадачной режимі (найбільш типова завантаження, наприклад, в іграх, офісних додатках і відеомонтажі), проте якщо на домашньому / офісному комп'ютері декілька програм ведуть інтенсивні дискові операції, то NCQ помітно підвищує сумарну швидкість роботи .

Дія NCQ можна проілюструвати так. Припустимо, в черзі диска коштує дві команди читання: A – сектор на початку диска і B – сектор ближче до кінця диска. Головка наближається до сектору A. У цей момент контролер отримує команду вважати сектор C, що знаходиться в середині диска. Без NCQ ця команда встала б у кінець черги: ABC. Однак технологія NCQ визначає, що сектор C можна вважати "по дорозі" головки до сектора B, і черга команд змінюється: ACB. Тим самим всі три команди можна виконати за один прохід головок над диском, а не за півтора, як було б при послідовному виконанні команд.

Принцип дії NCQ досить простий – це "полегшений" варіант застосовуваної в SCSI-дисках технології TCQ. NCQ готувалася для впровадження в специфікації Serial ATA II. Якщо порівнювати NCQ (Serial ATA) з TCQ (в інтерпретації SCSI), зміни торкнуться наступних характеристик:

  • Глибина черзі скоротиться з 255 команд до 32 команд
  • Число черг скоротиться з трьох до однієї
  • Введений ознака коректного завершення попередньої команди
  • За одне переривання може завершитися кілька команд
  • Визначення оптимальної траєкторії буде здійснюватися тільки на базі адреси шуканого блоку, а не кутового положення диска.

Включати чи не включати?

Так, технологія дійсно працює, однак чи варто обтяжувати, дістаючи з антресолі "флопік" (флоппі-дисковод), щоб рахувати з нього при установці операційної системи необхідні драйвери і включити, таким чином, NCQ? Це швидше залежить від специфіки використання ПК. Результати тестів показали, що при повсякденній роботі сортування черги запитів не дає жодної переваги. Більш того, в ряді випадків продуктивність жорсткого диска може навіть незначно знижуватися. Лінійні операції копіювання не вимагають сортування, в той час як NCQ працює незалежно від цього, ускладнюючи функціонування контролера.

Якщо ж, наприклад, активно використовується локальна мережа, перекачуються великі обсяги інформації або ж частенько доводиться копіювати / переміщати різні файли, при цьому паралельно запускаючи інші програми, то NCQ насправді допоможе прискорити роботу. Правда, розраховувати на дійсно приголомшливий результат варто лише при дефрагментації даних. Поставивши дану процедуру в планувальник завдань для щоденного виконання, можна і справді заощадити багато часу і забути про те, як заважає спати шум системного блоку.

Практична цінність технології сортування команд зростає при використанні багатоядерних процесорів. Застосування таких CPU найчастіше кілька змінює модель використання комп'ютера, дозволяючи власникові ПК безбоязно працювати одночасно з декількома ресурсоємними додатками. При цьому в переважній більшості випадків у подібних системах як і раніше буде один жорсткий диск, що дасть можливість технології NCQ в умовах підвищеного навантаження на HDD в повній мірі реалізувати своє призначення.

Джерела:

  • Технологія сортування команд NCQ – стаття з журналу "Домашній комп'ютер", докладне обговорення і результати тестів
  • Що таке NCQ? – Коротка відповідь на сайті журналу UPGRADE
  • Тести приводів SATA: так важлива чергу команд? – Детальна стаття-тест на сайті Tom's Hardware
  • SATA, NCQ і продуктивність – стаття на сайті OSzone.ru
  • NCQ – на сайті Комп'юмаркет НИКС
  • NCQ – Вікіпедія
  • Диски з NCQ – на форумі групи компаній ТІМ

Category: Медицина і здоров'я

Comments (Прокоментуй!)

There are no comments yet. Why not be the first to speak your mind.

Leave a Reply