NCQ – Native Command Queuing (естественная очередь команд) — это технология оптимизации порядка выполнения команд в жестких дисках SATA (Serial ATA и Serial ATA II). Она позволяет диску для достижения максимальной производительности менять порядок поступающих от контроллера команд (позиционирование головки/чтение/запись) с учетом текущего положения головок диска и наличия в очереди других команд ожидающих выполнения. Также NCQ позволяет активировать операции DMA (прямого доступа к памяти) без вмешательства центрального процессора. Эта функция носит название first party DMA.
Оптимизации перемещений головок повышает скорость работы приложений, которые интенсивно выполняют операции случайного чтения/записи, особенно в многозадачном режиме. В первую очередь это касается всех серверных приложений (базы данных, файловые и web-сервера), причём, чем выше загрузка, тем больше польза от NCQ. Также при этом экономится механический ресурс жёсткого диска за счёт физически меньшего количества перемещений головки. NCQ не влияет на скорость выполнения последовательного чтения/записи в однозадачном режиме (наиболее типичная загрузка, например, в играх, офисных приложениях и видеомонтаже), однако если на домашнем/офисном компьютере несколько программ ведут интенсивные дисковые операции, то NCQ заметно повышает суммарную скорость работы.
Действие NCQ можно проиллюстрировать так. Допустим, в очереди диска стоит две команды чтения: A — сектор в начале диска и B — сектор ближе к концу диска. Головка приближается к сектору A. В этот момент контроллер получает команду считать сектор C, находящийся в середине диска. Без NCQ эта команда встала бы в конец очереди: A-B-C. Однако технология NCQ определяет, что сектор C можно считать "по пути" головки к сектору B, и очередь команд меняется: A-C-B. Тем самым все три команды можно выполнить за один проход головок над диском, а не за полтора, как было бы при последовательном исполнении команд.
Принцип действия NCQ достаточно прост — это "облегченный" вариант применяемой в SCSI-дисках технологии TCQ. NCQ готовилась для внедрения в спецификации Serial ATA II. Если сравнивать NCQ (Serial ATA) с TCQ (в интерпретации SCSI), изменения коснутся следующих характеристик:
- Глубина очереди сократится с 255 команд до 32 команд
- Число очередей сократится с трех до одной
- Введен признак корректного завершения предыдущей команды
- За одно прерывание может завершиться несколько команд
- Определение оптимальной траектории будет осуществляться только на базе адреса искомого блока, а не углового положения диска.
Включать или не включать?
Да, технология действительно работает, однако стоит ли утруждаться, доставая с антресоли "флоппик" (флоппи -дисковод), чтобы считать с него при установке операционной системы необходимые драйверы и включить, таким образом, NCQ? Это скорее зависит от специфики использования ПК. Результаты тестов показали, что при повседневной работе сортировка очереди запросов не дает никакого преимущества. Более того, в ряде случаев производительность жесткого диска может даже незначительно снижаться. Линейные операции копирования не требуют сортировки, в то время как NCQ работает независимо от этого, затрудняя функционирование контроллера.
Если же, к примеру, активно используется локальная сеть, перекачиваются большие объемы информации или же частенько приходится копировать/перемещать различные файлы, при этом параллельно запуская другие программы, то NCQ на самом деле поможет ускорить работу. Правда, рассчитывать на действительно ошеломляющий результат стоит лишь при дефрагментации данных. Поставив данную процедуру в планировщик задач для ежедневного выполнения, можно и вправду сэкономить много времени и забыть о том, как мешает спать шум системного блока.
Практическая ценность технологии сортировки команд возрастает при использовании многоядерных процессоров. Применение таких CPU зачастую несколько меняет модель использования компьютера, позволяя владельцу ПК безбоязненно работать одновременно с несколькими ресурсоемкими приложениями. При этом в подавляющем большинстве случаев в подобных системах по-прежнему будет один жесткий диск, что даст возможность технологии NCQ в условиях повышенной нагрузки на HDD в полной мере реализовать свое предназначение.
Источники: