В этой публикации, друзья, поговорим о возможностях одной примечательной программы PrimoCache, ускоряющей работу любых устройств информации за счёт оперативной памяти, SSD и флешек. Поговорим в целом о программе, о её методах ускорения дисков, о том, что можно ожидать от такой оптимизации на деле. А в отдельных статьях сайта рассмотрим, как непосредственно работать с программой, как в ней создавать задачи на ускорение дисков за счёт разных ресурсов компьютера:

• «Как пользоваться PrimoCache: ускорение HDD за счёт оперативной памяти»,
• «Как пользоваться PrimoCache: ускорение HDD за счёт SSD».

---

↑ О программе PrimoCache

Программа PrimoCache предназначена для ускорения медленных устройств информации, в частности, винчестеров HDD, за счёт ресурса более производительных устройств информации – оперативной памяти, SSD и флэш-устройств. Ускоряемым носителем информации может быть любой его тип, даже SSD SATA, если его производительность не устраивает. Более того, применять методы программы можно и к SSD NVMe, но уже с иной целью – чтобы сэкономить ресурс накопителя.

Программа PrimoCache платная, предусматривает 30-дневную бесплатную пробную версию без функциональных ограничений. Работает в Windows начиная с XP.

---

Примечание: друзья, если у вас есть SSD SATA от компании Samsung, совместимый с технологией кэширования данных за счёт оперативной памяти Samsung Rapid, вы можете использовать эту технологию бесплатно, в программе Samsung Magician.

---

Обеспечиваемый программой PrimoCache метод ускорения являет собой кэширование данных ускоряемого диска, работающее на более низком уровне, чем кэширование Windows. Для хранения кэша используются оперативная память, SSD или флэш-устройство – более быстрые относительно ускоряемого диска. В результате чего получаем ускоренный доступ к часто используемым данным и, как следствие, повышенную производительность дисковых операций. Но, друзья, акцент: только при обработке данных кэша, обеспечиваемого более быстрым устройством информации.

Такое кэширование может быть применено для всего ускоряемого диска, либо для отдельных его разделов. Возможности PrimoCache можно использовать для системного раздела Windows (логического диска С) с целью улучшения быстродействия операционной системы, установленных программ и игр. Для несистемных разделов — с целью ускорения работы хранящихся проектов, баз данных, виртуальных машин, портативного софта и т.п.

Также возможности PrimoCache можно использовать с целью уменьшения операций перезаписи данных на SSD, дабы продлить срок службы этих устройств. Программы и игры для своей работы записывают огромные объёмы временных файлов и в итоге их удаляют. Эти временные файлы могут храниться в оперативной памяти, у которой ресурс перезаписи данных неограничен.

У PrimoCache гибкие настройки кэширования, можем выбрать размер кэша, метод кэширования, метод записи данных из кэша и т.п. Вообще, друзья, это программа серьёзная, прежде работы с ней лучше ознакомиться с пользовательским мануалом. Перейти на его веб-ресурс можем по кнопке из интерфейса PrimoCache.

Мы же лишь бегло ознакомимся с ключевыми аспектами работы программы – как она кэширует данные, как их сохраняет, какие есть риски, и как эти риски снизить.

↑ Многоуровневое кэширование

PrimoCache предусматривает двухуровневое кэширование:

• Кэш уровня 1 (L1) – это кэш в оперативной памяти. Используется свободная оперативная память, в том числе не обнаруживаемая Windows. Так, Windows может видеть и использовать в своей работе не всю оперативную память компьютера. Содержимое кэша L1 из-за энергозависимости оперативной памяти не сохраняется при перезагрузке компьютера (и новом его включении в условиях неактивного быстрого запуска Windows). Эта проблема решается функцией отложенной записи данных, однако у неё есть свои слабые места. Ускорение за счёт оперативной памяти можно подключить к любому диску или отдельному его разделу без потери данных;
• Кэш уровня 2 (L2) – это вторичный кэш на SSD или флэш-устройстве, предназначенный для ускорения HDD. Поскольку SSD или флэш-устройства — это постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), содержимое кэша L2 сохраняется при перезагрузке компьютера (и новом его включении в условиях неактивного быстрого запуска Windows). Использование кэша L2 закрывает слабые места функции отложенной записи: во время простоя компьютера данные из кэша L1 переносятся в кэш L2 на ПЗУ. Для использования кэша L2 требуется создание на SSD или флэш-устройстве выделенного раздела для хранения индекса кэша и его содержимого. Этот раздел форматируется с потерей данных.

↑ Отложенная запись данных на диск Defer-Write

Функция отложенной записи Defer-Write позволяет временно хранить данные, подлежащие записи на диск, в кэше L1, т.е. в оперативной памяти и записывать их на диск позже, во время простоя диска. При этом данные записываются оптимизировано, с меньшей фрагментацией. Временные данные, удалённые впоследствии, не записываются. Таким образом обеспечивается высокая производительность записи данных.

Но есть риски: при сбое работы Windows или отключении питания данные кэша могут быть утеряны или повреждены. Эту функцию можно использовать только на разделах диска, где хранятся не особо значимые данные, но тогда теряем половину эффективности предлагаемой программой PrimoCache оптимизации – ускорение будет работать только на чтение данных. В случае же использования кэширования данных в оперативной памяти в целях сбережения ресурса SSD нам целенаправленно нужна функция отложенной записи со всеми её рисками и возможностью установки нужного времени отсрочки записи.

Снизить риски утраты данных кэша можно путём использования:

• Минимального времени задержки записи данных на диск;
• Интеллектуального режима записи данных, выполняющего запись по истечении времени задержки, при заполнении кэша на 90% и при простое Windows;
• Функций приостановки и заморозки кэширования.

Помимо упомянутого интеллектуального режима записи данных есть иные. Режимы определяют поведение отложенной записи данных на диск:

• Native (нативный) — начинает сбрасывать все отложенные данные на диск каждый раз, когда истекает время, указанное в параметре задержки записи;
• Intelligent (тот самый интеллектуальный) — в дополнение к поведению нативного режима, когда объём отложенных данных достигает 90% ёмкости кэша, интеллектуальный режим записывает на диск от 10% до 20% данных. По умолчанию запись выполняется, когда Windows простаивает;
• Idle-Flush — в дополнение к поведению нативного режима сбрасывает все отложенные данные на диск, когда Windows находится в режиме ожидания;
• Buffer – в дополнение к поведению нативного режима, когда объём отложенных данных достигает 40% ёмкости кэша, записывает данные на диск, чтобы гарантировать доступность 80% пространства кэша. По умолчанию запись выполняется, когда Windows простаивает;
• Average — усреднение объёма отложенных данных за определённое время и плавная запись данных на диск во избежание внезапных тяжёлых операций с диском.

↑ Приостановка операций PrimoCache

Ускорение диска при необходимости можем поставить на паузу частично или полностью. PrimoCache предлагает разные способы сделать это. Все их можем использовать при очевидных рисках потери данных кэша – сильный ураган, что может повлечь за собой аварийное отключение электричества, разряжается батарея ноутбука, мы оперируем чрезвычайно важными данными и т.п. После записи данных на диск, а это можно отследить по активности диска в диспетчере задач Windows, поставленные на паузу операции PrimoCache можно возобновить.

Двое из способов приостановки операций PrimoCache — функции приостановки и заморозки кэширования, при их включении приостанавливаются все операции кэширования. При этом новые данные не кэшируются, но уже кэшированные данные сохраняются и обновляются. Отличаются эти функции тем, что после приостановки далее все дисковые операции обрабатываются диском напрямую, а после заморозки чтение кэшированных данных выполняется из кэша, а всё остальное обрабатывается диском напрямую. И, друзья, что важно: при включении обоих этих функций, если используется функция отложенной записи, все подлежащие записи данные сбрасываются на диск. После чего приостанавливается и работа отложенной записи.

Третий способ приостановки операций PrimoCache — пауза (приостановка) самой отложенной записи. В этом случае все отложенные для записи данные сбрасываются на диск. Все новые записи синхронно и хранятся в кэше, и записываются на диск.

↑ Ускоренный HDD с помощью PrimoCache: что на деле

Платное использование PrimoCache, необходимость разбираться в специфике её работы и настройках – друзья, стоит ли овчинка выделки? Какие улучшения от работы этой программы получим на деле?

Реализуемые PrimoCache механизмы ускорения и любые другие за счёт ресурса оперативной памяти имеют выхлоп только при обработке диском кэшированных данных. Особенно хороши и наглядны эти механизмы в синтетических тестах дисков. Вот, к примеру, тесты скорости работы HDD в программе CrystalDiskMark до и после применения кэширования PrimoCache. Последовательная скорость чтения и записи HDD выросла, соответственно, со 178 и 176 Мб/с до невероятных 13 тыс. и 24,5 тыс. Мб/с.

В синтетических тестах программы ATTO Disk Benchmark, имеющей отличные методы тестирования и фокусирующейся на последовательной обработке данных, результаты более скромны: последовательная скорость чтения и записи максимального блока данных HDD выросла, соответственно, со 165 и 167 мб/с до 11,78 Гб и 11,38 Гб/с.

Увы, это лишь красивые картинки синтетики, на деле будет всё иначе. Операции с кэшированными данными — это далеко не все операции, обрабатываемые диском. Кэш может переполняться, и данные из кэша будут вынуждено записываться на диск. Для раскрытия потенциала скоростей оперативной памяти нужны большие блоки данных. При обработке маленьких блоков данных разница между работой HDD и оперативной памяти может быть малозаметна, накладные расходы по управлению кэшем могут нивелировать преимущества высокой скорости памяти.

Но, друзья, самый большой недостаток такой оптимизации – использование ресурса памяти, который может пригодиться для других задач, в частности, для кэширования данных средствами Windows. Не отказываться же ради неоднозначной оптимизации от кучи активных вкладок в браузере. Тем не менее… Если есть какой-то избыток объёма оперативной памяти в постоянном простое, кэширование данных PrimoCache может ускорить работу HDD при загрузке программ и игр и в отдельных их операциях.

Эффективность кэширования PrimoCache в оперативной памяти мы исследовали на примере работы гипервизора. Запустили расположенную на HDD виртуальную машину в сложнейших условиях: даже сама по себе работа гостевой Windows 11 – это большое испытание для HDD, но мы ещё и включили серьёзно нагружающую системные ресурсы установку системных обновлений. В диспетчере задач Windows 11 видим, как установка обновлений отправила HDD в нокаут – он загружен на 100%.

Далее третировать HDD принялся процесс системной антивирусной проверки, усугубив ситуацию.

Мы не увидели наглядно в диспетчере задач работу кэширования PrimoCache. Но в какой-то мере она ощущалась. При 100%-ной нагрузке HDD система обычно жёстко тормозит, системные функции и программы запускаются с огромнейшей задержкой. Мы же в условиях таких жёстких атак HDD смогли запустить браузер и более-менее комфортно посёрфить. Всё это выполнялось в условиях дефолтной задержки записи кэшированных данных на диск в 10 секунд. Далее мы увеличили задержку записи до 300 секунд. И всё стало заметно веселее и даже нагляднее. При тех же запущенных процессах, при примерно том же их объёме обращения к диску нагрузка на него снизилась до 82%. По ощущениям же система работала как обычно, без жёстких нагрузок.

А вот, друзья, в операциях приостановки и возобновления виртуальной машины, увы, заметить существенное улучшение производительности не удалось. Максимальная зафиксированная нами скорость при приостановке машины – 179 Мб/с, это естественная скорость последовательной записи данных HDD. Но надо отметить тот факт, что HDD смог её выдать в условиях других нагрузок.

При обычном копировании данных кэш проявил себя на старте операции, но, увы, не увидели мы при её выполнении невероятных синтетических скоростей оперативной памяти. Лишь немногим более 1 Гб/с. Для развития большей скорости памяти нужен больший её объём. За пределами кэша пошла запись на диск напрямую с существенной просадкой в скорости. Тем не менее, при копировании небольших объёмов данных толк с такого ускорения HDD будет ощутим.

↑ Подготовка к использованию PrimoCache

Перед использованием PrimoCache, друзья, исследуйте постоянный свободный объём оперативной памяти. Максимально нагружаем систему – запускаем все программы и игры, которые часто используются одновременно. Далее в диспетчере задач, в разделе производительности смотрим вкладку «Память», здесь в числе прочих данных будет указано, сколько оперативной памяти доступно, это свободная память. Это нужно для определения, сколько памяти можем выделить для кэширования PrimoCache без ущерба для других своих задач.

Устанавливаем программу PrimoCache. В процессе установки на разных этапах выбираем обычную версию PrimoCache и пробное её использование.

По итогу установки перезагружаем компьютер.

↑ ***

Продолжение в статьях:

• «Как пользоваться PrimoCache: ускорение HDD за счёт оперативной памяти»,
• «Как пользоваться PrimoCache: ускорение HDD за счёт SSD».