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Ein sehr wichtiges Beurteilungskriterium ist neben Aufzeichnungs- und Speicherdichte die mittlere Zugriffszeit einer Festplatte. Diese wird in Millisekunden (ms) angegeben und setzt sich aus der Einstell- und der Latenzzeit zusammen. Die Einstellzeit gibt an, wie lange der Schreib-/Lesekopf benötigt, um zur angeforderten Spur zu fahren. Die Latenzzeit gibt an, wieviel Zeit dann noch vergeht, bis der angeforderte Sektor unter dem Kopf angelangt ist (die Platte rotiert ja dauernd, und somit ist der gesuchte Sektor mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht gerade unter dem Schreib-/Lesekopf). Die Hersteller versuchen, diese Zugriffszeit ständig zu verringern. Dies kann einmal durch schnellere Bewegung der Köpfe erreicht werden, die dann an der Spur angekommen, aufgrund der höheren Geschwindigkeit stärker abgebremst werden und deshalb länger brauchen, sich zu »beruhigen«, also auszuschwingen. Man versucht in diesem Fall, die sogenannte »settling time« gering zu halten, damit diese Kopfberuhigungs-Phase nicht den Geschwindigkeitszuwachs zunichte macht die Latenzzeit kann durch eine höhere Drehzahl der Festplatte verringert werden, denn je schneller sich die Platte dreht, desto eher ist der angeforderte Sektor am Schreib-/Lesekopf angelangt. Ein weiterer angenehmer Effekt dieser Drehzahlerhöhung ist der gesteigerte Datendurchsatz, denn die Spur wird in wesentlich kürzerer Zeit eingelesen (Ingerleave 1:1 vorausgesetzt).
Eine neue Methode ist, einen zweiten Arm mit Schreib-/Leseköpfen diagonal gegenüber dem bereits vorhandenen anzuordnen. Bei diesem von der Firma Conner entwickelten Verfahren wird jeweils der Arm mit Schreib-/Leseköpfen bewegt, der der angeforderten Spur am nächsten ist. Weiterhin arbeiten die Arme völlig unabhängig voneinander, also kann ein Arm Leseoperationen ausführen, während der andere gerade Daten auf die Festplatte schreibt. Hierzu muß eine Menge Daten kurzzeitig zwischengespeichert werden, bis sie auf die Platte beziehungsweise bis sie an den Rechner weitergegeben werden können.
Im Vergleich zum Prozessor sind RAM-Bausteine zwar langsam, aber den Vergleich mit Festplatten gewinnen sie haushoch. Was liegt also näher als Daten, die man öfter benötigt, nach einmaligem Lesen von der Platte in einem solchen Zwischenspeicher abzulegen, damit sie im Wiederholungsfall aus dem schnellen RAM gelesen werden können? Gewährleistetwird dies erst durch die Lokalitätseigenschaft von Programmen, welche besagt, daß gerade benötigte Programmteile mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit beim nächsten Lesezugriff noch einmal benötigt werden. Man versucht sogar vorauszuahnen, welche Daten der Computer als nächstes anfordern könnte (look-ahead-cache). Da hierbei die Anzahl der Treffer die der Fehlschläge aufgrund ausgefeilter Algorithmen übersteigt, bringen Cache-Speicher einen nicht zu verachtenden Geschwindigkeitszuwachs sowohl beim Zugriff als auch beim Datendurchsatz. Auf modernen Festplatten befindet sich in der Regel bereits ein integrierter Cache von 32 bis 512 KByte Größe, der in mehrere Segmente unterteilt ist und sämtliche Lesezugriffe (neuerdings auch Schreibzugriffe) puffert. Die teuerste Lösung im Bereich Festplatten-Cache ist nach wie vor der Cache-Controller (bei IDE und SCSI natürlich richtiger: Host-Adapter). Es handelt sich hier, ähnlich wie beim Prozessor- oder RAM-Cache vieler 386er und 486er, um einen Cache auf Hardwarebasis, der vollkommen softwaretransparent arbeitet, also von der Software gar nicht bemerkt wird. Die meisten dieser Controller besitzen einen eigenen Prozessor, der den gesamten Datentransfer von und zur Platte übernimmt.
Dabei kann er auf einen Cache von 512 KByte bis zu 16 MByte zugreifen. Der auf den Steckkarten integrierte Prozessor nimmt der CPU sämtliche Arbeit ab, indem er direkt auf den rechnereigenen Speicher zugreift. Dies kann allerdings Probleme mit sich bringen, wenn Daten in Cache und Arbeitsspeicher nicht übereinstimmen, die sogenannte Datenkonsistenz nicht gewährleistet ist. Je größer der Cache, desto größer der Schaden bei einem Stromausfall.
Günstiger und oft auch schneller sind Cache-Programme. Die reinen Software-Lösungen benutzen einen Teil des Arbeitsspeichers für ihre Zwecke. Obwohl bei Cache-Programmen wieder die CPU des Rechners das Kommando übernehmen muß, ist diese Lösung oft schneller als die oben beschriebenen Cache-Controller mit eigenem Prozessor. Der Grund hierfür ist recht simpel. Zwar geht bei einem Software-Cache Rechenzeit für diesen Vorgang verloren, aber die Cache-Controller müssen Daten über den I/O-Bus transportieren. Leider ist der Bus aber nur mit 8 MHz getaktet (selten bis zu 12 MHz), während auf den Arbeitsspeicher mit voller Taktfrequenz des Prozessors zugegriffen werden kann. Zudem haben die Cache-Programme im Falle von Inkompatibilität den Vorteil, daß sie problemlos abschaltbar sind, ganz zu schweigen vom niedrigeren Preis. Man benötigt lediglich etwas zusätzlichen RAM und eines dieser Programme. Die Preise für RAM-Bausteine sinken ständig, und viele bekannte Cache-Programme entstammen dem Sharewarebereich (so zum Beispiel Hyperdisk).
Außerdem wird seit MS-DOS 5.0 der Microsoft-eigene Cache Smartdrive mitgeliefert, der auch optimal mit Windows zusammenarbeitet. Alles in allem ist dies die geeignete Lösung für Heimanwender: schnell und preisgünstig.
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