Mengapa Mengosongkan Ruang Disk Mempercepat Komputer?

Saat mempelajari lebih lanjut tentang komputer dan cara kerjanya, Anda terkadang menemukan sesuatu yang tampaknya tidak masuk akal. Dengan mengingat hal itu, apakah mengosongkan ruang disk sebenarnya mempercepat komputer? Posting Q&A Pengguna Super hari ini memiliki jawaban untuk pertanyaan pembaca yang bingung.

Sesi Tanya Jawab hari ini datang kepada kami berkat SuperUser-subdivisi Stack Exchange, pengelompokan situs web Q&A berbasis komunitas.

Tangkapan layar milik nchenga (Flickr).

Pertanyaan

Pembaca SuperUser Remi.b ingin tahu mengapa mengosongkan ruang disk tampaknya mempercepat komputer:

Saya telah menonton banyak video dan sekarang mengerti bagaimana komputer bekerja sedikit lebih baik. Saya mengerti apa itu RAM, tentang volatile dan non-volatile memory, dan proses swapping. Saya juga mengerti mengapa peningkatan RAM mempercepat komputer.

Apa yang saya tidak mengerti adalah mengapa membersihkan ruang disk sepertinya mempercepat komputer. Apakah ini benar-benar mempercepat komputer? Jika demikian, mengapa harus demikian?

Apakah ada hubungannya dengan mencari ruang memori untuk menyimpan sesuatu atau dengan memindahkan barang-barang sekitar untuk membuat ruang terus menerus yang cukup lama untuk menghemat sesuatu? Berapa banyak ruang kosong yang harus saya biarkan kosong di hard disk?

Mengapa mengosongkan ruang disk sepertinya mempercepat komputer?

Jawabannya

Kontributor SuperUser Jason C memiliki jawaban untuk kita:

"Mengapa mengosongkan ruang disk mempercepat komputer?"

Tidak, setidaknya tidak dengan sendirinya. Ini adalah mitos yang sangat umum. Alasan itu adalah mitos umum adalah karena mengisi hard drive Anda sering terjadi bersamaan dengan hal-hal lain yang secara tradisional dapat memperlambat komputer Anda (SEBUAH). Kinerja SSD memang cenderung menurun ketika mereka mengisi, tetapi ini adalah masalah yang relatif baru, unik untuk SSD, dan tidak benar-benar terlihat bagi pengguna biasa. Secara umum, ruang disk kosong yang rendah hanyalah herring merah.

Misalnya, hal-hal seperti:

1. Fragmentasi file. Fragmentasi file merupakan masalah (B), tetapi kurangnya ruang bebas, sementara jelas merupakan salah satu dari banyak faktor yang berkontribusi, bukan satu-satunya penyebabnya. Beberapa poin penting di sini:

Kemungkinan file terfragmentasi adalah tidak terkait dengan jumlah ruang kosong yang tersisa di drive. Mereka terkait dengan ukuran blok ruang bebas berdekatan terbesar di drive (mis. "Lubang" ruang kosong), yang merupakan jumlah ruang kosong kebetulan menempatkan batas atas. Mereka juga terkait dengan bagaimana sistem file menangani alokasi file (lebih banyak di bawah). Mempertimbangkan: Drive yang 95 persen penuh dengan semua ruang kosong dalam satu blok yang berdekatan memiliki peluang nol persen untuk memecah file baru (C) (dan kemungkinan memecah file yang ditambahkan tidak tergantung pada ruang kosong). Drive yang lima persen penuh tetapi dengan data yang tersebar merata di drive memiliki peluang fragmentasi yang sangat tinggi.

Ingatlah bahwa fragmentasi file hanya memengaruhi kinerja saat file terfragmentasi sedang diakses. Mempertimbangkan: Anda memiliki drive defragmented yang bagus dan masih memiliki banyak "lubang" gratis di dalamnya. Skenario umum. Semuanya berjalan lancar. Namun, akhirnya, Anda sampai pada titik di mana tidak ada lagi blok ruang kosong yang tersisa. Anda mengunduh film besar, file tersebut akhirnya menjadi sangat terfragmentasi. Ini tidak akan memperlambat komputer Anda. Semua file aplikasi Anda dan yang sebelumnya baik-baik saja tidak akan tiba-tiba menjadi terfragmentasi. Ini mungkin membuat film lebih lama untuk memuat (walaupun kecepatan bit film tipikal sangat rendah dibandingkan dengan kecepatan baca hard drive sehingga kemungkinan besar tidak akan terlihat), dan itu mungkin mempengaruhi kinerja yang terikat I / O saat film sedang dimuat, tetapi selain itu, tidak ada yang berubah.

Sementara fragmentasi file tentu menjadi masalah, sering kali efeknya dikurangi oleh OS dan buffering dan caching level perangkat keras. Tertunda menulis, membaca-depan, strategi seperti prefetcher di Windows, dll., Semua membantu mengurangi efek fragmentasi. Anda biasanya tidak sebenarnya mengalami dampak signifikan hingga fragmentasi menjadi parah (saya bahkan berani mengatakan bahwa selama file swap Anda tidak terfragmentasi, Anda mungkin tidak akan pernah melihat).

2. Pengindeksan pencarian adalah contoh lain. Katakanlah Anda mengaktifkan pengindeksan otomatis dan OS yang tidak menangani ini dengan anggun. Ketika Anda menyimpan lebih banyak dan lebih banyak konten yang dapat diindeks ke komputer Anda (dokumen dan semacamnya), pengindeksan mungkin memakan waktu lebih lama dan lebih lama dan mungkin mulai memiliki efek pada kecepatan yang dirasakan komputer Anda saat sedang berjalan, baik dalam penggunaan I / O dan CPU . Ini tidak terkait dengan ruang kosong, ini terkait dengan jumlah konten yang dapat diindeks yang Anda miliki. Namun, kehabisan ruang kosong berjalan seiring dengan menyimpan lebih banyak konten, maka sambungan palsu dibuat.

3. Perangkat lunak anti-virus (mirip dengan contoh pengindeksan pencarian). Katakanlah Anda memiliki perangkat lunak anti-virus yang diatur untuk melakukan pemindaian latar belakang drive Anda. Karena Anda memiliki lebih banyak konten yang dapat dipindai, pencarian membutuhkan lebih banyak sumber daya I / O dan CPU, mungkin mengganggu pekerjaan Anda. Sekali lagi, ini terkait dengan jumlah konten yang dapat dipindai yang Anda miliki. Lebih banyak konten sering sama dengan lebih sedikit ruang kosong, tetapi kurangnya ruang kosong bukanlah penyebabnya.

4. Perangkat lunak yang diinstal. Katakanlah Anda memiliki banyak perangkat lunak yang diinstal yang dimuat saat komputer Anda boot, sehingga memperlambat waktu mulai. Perlambatan ini terjadi karena banyak perangkat lunak sedang dimuat. Namun, perangkat lunak yang diinstal membutuhkan ruang hard drive. Oleh karena itu, ruang kosong hard drive berkurang pada saat yang sama saat ini terjadi, dan sekali lagi koneksi palsu dapat dengan mudah dibuat.

5. Banyak contoh lain di sepanjang garis ini yang, ketika diambil bersama, muncul untuk mengaitkan kurangnya ruang kosong dengan kinerja yang lebih rendah.

Di atas mengilustrasikan alasan lain bahwa ini adalah mitos yang umum: Sementara kurangnya ruang bebas bukan merupakan penyebab langsung dari pelambatan, menghapus berbagai aplikasi, menghapus konten yang diindeks atau dipindai, dll. Kadang-kadang (tetapi tidak selalu; di luar ruang lingkup jawaban ini) meningkatkan kinerja lagi untuk alasan yang tidak terkait dengan jumlah ruang kosong yang tersisa. Tapi ini juga secara alami membebaskan ruang hard drive. Oleh karena itu, sekali lagi, koneksi nyata (tetapi salah) antara "lebih banyak ruang kosong" dan "komputer yang lebih cepat" dapat dibuat.

Mempertimbangkan: Jika Anda memiliki mesin yang berjalan lambat karena banyak perangkat lunak yang diinstal, dll., Mengkloning hard drive Anda (tepatnya) ke hard drive yang lebih besar, kemudian perluas partisi Anda untuk mendapatkan lebih banyak ruang kosong, mesin tidak akan secara ajaib mempercepat. Perangkat lunak yang sama memuat, file yang sama masih terfragmentasi dengan cara yang sama, pengindeks pencarian yang sama masih berjalan, tidak ada perubahan meskipun memiliki lebih banyak ruang kosong.

"Apakah ada hubungannya dengan mencari ruang memori untuk menghemat?"

Tidak. Ada dua hal yang sangat penting yang perlu diperhatikan di sini:

1. Hard drive Anda tidak mencari-cari untuk menemukan tempat untuk meletakkan barang. Hard drive Anda bodoh. Ini bukan apa-apa. Ini adalah blok besar penyimpanan yang ditujukan yang secara membabi buta menempatkan hal-hal di mana OS Anda memberitahukannya dan membaca apa pun yang diminta. Drive modern memiliki mekanisme caching dan buffering canggih yang dirancang untuk memprediksi apa yang OS akan minta berdasarkan pengalaman yang kami peroleh dari waktu ke waktu (beberapa drive bahkan mengetahui sistem file yang ada pada mereka), tetapi pada dasarnya, pikirkan tentang Anda drive sebagai hanya bata penyimpanan besar bodoh dengan fitur kinerja bonus sesekali.

2. Sistem operasi Anda juga tidak mencari tempat untuk meletakkan barang. Tidak ada pencarian. Banyak upaya telah dilakukan untuk menyelesaikan masalah ini karena sangat penting untuk kinerja sistem file. Cara data sebenarnya diatur pada drive Anda ditentukan oleh sistem file Anda. Misalnya, FAT32 (DOS lama dan PC Windows), NTFS (edisi Windows yang lebih baru), HFS + (Mac), ext4 (beberapa sistem Linux), dan banyak lainnya. Bahkan konsep "file" dan "direktori" hanyalah produk dari sistem file biasa - hard drive tidak tahu apa-apa tentang binatang misterius yang disebut file. Detail berada di luar cakupan jawaban ini. Tetapi pada dasarnya, semua sistem file umum memiliki cara pelacakan di mana ruang yang tersedia di drive sehingga pencarian ruang kosong, dalam keadaan normal (mis. Sistem file dalam kondisi kesehatan yang baik), tidak perlu. Contoh:

NTFS memiliki tabel file master, yang mencakup file khusus $ Bitmap, dll, dan banyak data meta yang menggambarkan drive. Pada dasarnya ia melacak di mana blok gratis berikutnya adalah sehingga file baru dapat ditulis langsung ke blok gratis tanpa harus memindai drive setiap kali.

Contoh lain: Ext4 memiliki apa yang disebut pengalokasi bitmap, sebuah perbaikan dari ext2 dan ext3 yang pada dasarnya membantu secara langsung menentukan di mana blok bebas alih-alih memindai daftar blok gratis. Ext4 juga mendukung alokasi yang tertunda, yaitu, buffering data dalam RAM oleh OS sebelum menuliskannya ke drive untuk membuat keputusan yang lebih baik tentang di mana meletakkannya untuk mengurangi fragmentasi.

Banyak contoh lainnya.

"Atau dengan memindahkan barang di sekitar untuk membuat ruang terus menerus yang cukup lama untuk menghemat sesuatu?"

Tidak. Ini tidak terjadi, setidaknya tidak dengan sistem file apa pun yang saya ketahui. File akhirnya terfragmentasi.

Proses "memindahkan barang-barang untuk membuat ruang berdekatan yang cukup lama untuk menyelamatkan sesuatu" disebut defragmenting. Ini tidak terjadi ketika file ditulis. Ini terjadi ketika Anda menjalankan defragmenter disk Anda. Pada edisi Windows yang lebih baru, setidaknya, ini terjadi secara otomatis pada jadwal, tetapi tidak pernah dipicu dengan menulis file.

Dapat menghindari memindahkan hal-hal seperti ini adalah kunci untuk kinerja sistem file, dan itulah sebabnya fragmentasi terjadi dan mengapa defragmentasi ada sebagai langkah terpisah.

"Berapa banyak ruang kosong yang harus saya tinggalkan di hard disk?"

Ini adalah pertanyaan sulit untuk dijawab (dan jawaban ini telah berubah menjadi sebuah buku kecil).

Aturan praktis:

1. Untuk semua jenis drive:

Yang terpenting, sisakan ruang kosong yang cukup untuk Anda menggunakan komputer Anda secara efektif. Jika Anda kehabisan ruang untuk bekerja, Anda akan menginginkan drive yang lebih besar.

Banyak alat defragmentasi disk memerlukan jumlah minimum ruang kosong (saya pikir yang dengan Windows membutuhkan 15 persen, kasus terburuk) untuk bekerja. Mereka menggunakan ruang bebas ini untuk sementara waktu menyimpan file yang terfragmentasi ketika hal-hal lain disusun ulang.

Sisakan ruang untuk fungsi OS lainnya. Misalnya, jika mesin Anda tidak memiliki banyak RAM fisik, dan Anda memiliki memori virtual yang diaktifkan dengan file halaman berukuran dinamis, Anda akan ingin menyisakan ruang yang cukup untuk ukuran maksimum file halaman. Atau jika Anda memiliki laptop yang dimasukkan ke mode hibernasi, Anda akan memerlukan ruang kosong yang cukup untuk file status hibernasi. Hal-hal seperti itu.

2. Khusus SSD:

Untuk keandalan optimal (dan pada tingkat lebih rendah, kinerja), SSD memerlukan ruang kosong, yang, tanpa terlalu banyak merinci, mereka gunakan untuk menyebarkan data di sekitar drive untuk menghindari terus-menerus menulis ke tempat yang sama (yang membuatnya usang) . Konsep meninggalkan ruang kosong ini disebut penyediaan berlebihan. Itu penting, tetapi di banyak SSD, ruang wajib yang disediakan lebih banyak sudah ada. Artinya, drive sering memiliki beberapa lusin GB lebih banyak daripada yang mereka laporkan ke OS. Drive kelas bawah sering mengharuskan Anda pergi secara manual tidak dipartisi ruang, tetapi untuk drive dengan OP wajib, Anda tidak perlu meninggalkan ruang kosong. Satu hal penting yang perlu diperhatikan di sini adalah itu ruang yang terlalu banyak hanya diambil dari ruang yang tidak dipartisi. Jadi, jika partisi Anda mengambil seluruh drive Anda dan Anda meninggalkan ruang kosong di sana, itu tidak selalu menghitung. Sering kali, pemberian secara manual mengharuskan Anda untuk mengecilkan partisi Anda menjadi lebih kecil dari ukuran drive. Periksa manual pengguna SSD Anda untuk detailnya. TRIM, pengumpulan sampah, dan semacamnya juga memiliki efek, tetapi itu berada di luar cakupan jawaban ini.

Secara pribadi, saya biasanya mengambil drive yang lebih besar ketika saya memiliki sekitar 20-25 persen ruang kosong yang tersisa. Ini tidak terkait dengan kinerja, hanya saja ketika saya sampai ke titik itu, saya berharap bahwa saya mungkin akan kehabisan ruang untuk data segera dan sekarang saatnya untuk mendapatkan drive yang lebih besar.

Lebih penting daripada menonton ruang kosong adalah memastikan defragmentasi terjadwal diaktifkan jika sesuai (bukan pada SSD) sehingga Anda tidak pernah sampai pada titik di mana defragmentasi menjadi cukup buruk untuk mempengaruhi Anda.

Ada satu hal terakhir yang layak disebutkan. Salah satu jawaban lain di sini menyebutkan bahwa mode setengah dupleks SATA mencegah membaca dan menulis pada saat yang bersamaan. Meskipun benar, ini sangat disederhanakan dan sebagian besar tidak terkait dengan masalah kinerja yang dibahas di sini. Artinya, sederhananya, data tidak dapat ditransfer ke dua arah di kawat pada waktu bersamaan. Namun, SATA memiliki spesifikasi yang cukup rumit yang melibatkan ukuran blok maksimum yang sangat kecil (sekitar 8kB per blok pada kabel, saya pikir), membaca dan menulis antrian operasi, dll., Dan tidak menghalangi penulisan ke buffer yang terjadi saat membaca sedang berlangsung, disisipkan operasi, dll.

Setiap pemblokiran yang terjadi akan disebabkan oleh persaingan untuk sumber daya fisik, biasanya dimitigasi oleh banyak cache. Mode dupleks SATA hampir seluruhnya tidak relevan di sini.

(SEBUAH) "Perlambatan" adalah istilah yang luas. Di sini saya menggunakannya untuk merujuk pada hal-hal yang terikat I / O (yaitu jika komputer Anda duduk di sana angka-angka berderak, isi hard drive tidak memiliki dampak) atau terikat dengan CPU dan bersaing dengan hal-hal terkait terkait yang memiliki tinggi Penggunaan CPU (yaitu perangkat lunak anti-virus memindai banyak file).

(B) SSD dipengaruhi oleh fragmentasi karena kecepatan akses sekuensial umumnya lebih cepat daripada akses acak, meskipun SSD tidak menghadapi batasan yang sama dengan perangkat mekanis (meskipun demikian, kurangnya fragmentasi tidak menjamin akses berurutan karena leveling keausan, dll.). Namun, dalam hampir setiap skenario penggunaan umum, ini bukan masalah. Perbedaan kinerja karena fragmentasi pada SSD biasanya dapat diabaikan untuk hal-hal seperti memuat aplikasi, mem-boot komputer, dll.

(C) Dengan asumsi sistem file waras yang tidak memecah-mecah file dengan sengaja.

Pastikan untuk membaca seluruh diskusi aktif di SuperUser melalui tautan di bawah ini!

Punya sesuatu untuk ditambahkan ke penjelasan? Berbunyi dalam komentar. Ingin membaca lebih banyak jawaban dari pengguna Stack Exchange yang mengerti teknologi lainnya? Lihat utas diskusi lengkap di sini.