Breve apresentação sobre a diferença entre Desempenho Sequencial e Aleatório de Leitura/Escrita

Ao pesquisar um novo armazenamento como um disco rígido ou SSD para seu computador, muitos geralmente tem a capacidade de armazenamento como único critério. Poucos desconhecem outras características também relevantes na escolha deles, como exemplo desempenho sequencial e aleatório de leitura e gravação.

Básico em Armazenamento: Velocidade de Leitura e Gravação:

Praticamente qualquer meio de armazenamento seja um Disco Rígido, unidades SSD ou outros dispositivos de armazenamento tem como características duas condições, gravar dados e ler esses dados dessas unidades.

A ação de incluir dados nas unidades utiliza-se o nome de gravação. Quando são realizadas operações como salvar um arquivo senão modificar o arquivo armazenado. O momento onde os dados armazenados são acessados utiliza-se o nome de leitura. Essas atividades utilizam esse nome indiferente do tipo de arquivo afetado seja um documento texto, imagem, vídeo e assim qualquer arquivo mantido nas unidades de armazenamento.

O funcionamento dessas operações muda conforme o tipo de armazenamento. Nos discos rígidos temos peças mecânicas como o braço oscilante, as cabeças de leitura e gravação como os pratos (ou discos) magnéticos giratórios onde as informações são preservadas. A ação de leitura e escrita ocorre quando o braço oscilante posiciona a cabeça de leitura/gravação num determinado setor e trilha do prato giratório, relativamente similar ao funcionamento de um toca discos (lembra disso ?!).

Avançando para os SSDs e outros armazenamentos tipo flash, inexistem peças mecânicas onde o armazenamento é mantido através de “células”, agrupadas criando “páginas” que combinadas novamente formam os “blocos”. Apesar de sua notória velocidade nos processos de leitura e gravação, podem ser mais lentas na substituição de dados antigos por novos dados, esse comportamento é por conta dele poder gravar apenas dados em páginas disponíveis ou seja, páginas que não possuem dados sobre elas. Na inexistência de espaço livre o SSD irá apagar dados em blocos, nesse ritmo pode ser necessário copiar e reescrever blocos inteiros incluindo as novas informações solicitadas para serem salvas.

Apesar dessa pequena complexidade é um processo que acontece em frações de segundos porém o motivo dessa prática é que na possibilidade do SSD tentar apagar dados no nível mais baixo das “páginas” haveria o risco de corromper dados próximos que não estavam na fila para serem excluídos.

As unidades de armazenamento e o uso que fazemos delas:

O conceito por trás das métricas de leitura/escrita aleatória e sequencial é apresentar como as unidades de armazenamento são utilizadas cotidianamente pelos usuários. Ao transferir ou acessar um arquivo de grande capacidade para essa unidade, pode-se considerar como operação sequencial de leitura e gravação.

As leituras e gravações sequenciais facilitam a utilização dos dispositivos de armazenamento, nos discos rígidos ocorrem quando a cabeça de leitura e gravação acessa o local onde o arquivo será gravado ou lido. Enquanto nos SSDs elas podem ser um pouco mais rápidas pela escrita ocorrer em vários blocos

Agora, no desempenho de leitura/escrita aleatória é considerada a leitura e gravação de pequenos arquivos espalhados por toda a unidade. Pense ao abrir uma planilha eletrônica enquanto quase simultaneamente abre seu navegador preferido onde os discos rígidos terão mais dificuldade nas operações aleatórias quando comparados ao SSD em operações aleatórias, isso pelo tempo de busca ou procura pelos dados solicitados aumentar significativamente.

Aleatório versus Sequencial:

Depois de conhecer mesmo que essencialmente a diferença entre gravação e leitura aleatória e sequencial, que importância tem isso nas suas pesquisas por um armazenamento ?! Como em praticamente qualquer outra atividade relacionada ao computador, vai depender do que esteja planejando ou já esteja fazendo.

Para utilização na manipulação de arquivos grandes, será mais importante o desempenho para atividades sequencial. Enquanto para a maioria dos demais será mais atrativo o desempenho por atividades aleatórias, condição mais habitual por fazermos uso dos mais variados tipos de arquivo e também programas que interagem com eles.

Infelizmente nem todos os fabricantes disponibilizam testes ou mesmo comparativos até mesmo em seus próprios produtos que facilitem filtrar e escolher o melhor armazenamento para determinado cenário, alguns apresentando resultados de operações sequenciais também podem parecer mais atrativo um certo modelo de armazenamento. Na ausência dessas informações vale pesquisar por opiniões nos sites que comercializam e costumam ter uma seção para comentários, fóruns, vídeos e outros que colaborem na escolha do melhor armazenamento. Por fim, ainda que costuma-se recomendar marcas conhecidas para evitar aborrecimentos imediatos como problemas de desempenho, reconhecimento e estabilidade já existem marcas menos conhecidas e com preços mais atrativos que conseguem um numeroso número de pessoas também pela durabilidade dos seus produtos.

Existem também muitos resultados apresentados por IOPs (Input/Output Operations per Second – Operações de Entrada/Saída por Segundo), trazendo a ideia de que quanto mais operações a unidade de armazenamento puder fazer por segundo melhor será o desempenho. Infelizmente inúmeros desses testes podem gerar números imprecisos de IOPs, divergindo do que notará depois de instalado em seu computador. De maneira geral é interessante observar nesses IOPs o que é chamado QD (Queue Depth – Profundidade de Fila) de 1 ou, no máximo 8. A profundidade de fila representa quantas operações estão alinhadas e esperando para serem processadas pela unidade. O comportamento do firmware da unidade de armazenamento define que quanto maior a profundidade da fila, mais eficiente ela se torna. O problema está que a maioria dos usuários domésticos não conseguiria chegar a uma profundidade de fila 8, praticamente um tipo de eficiência intangível, razão para um intervalo entre 1 a 8 significar uma melhor compreensão do tipo de desempenho que esteja esperando.

Escolhendo o melhor armazenamento:

Para escolher o melhor é preciso estabelecer uma lista de atividades e necessidades, isso pelo bom número de variáveis envolvidas na escolha como disponibilidade, tamanho, capacidade de expansão no computador, custo, desempenho, durabilidade entre algumas.

Precisa de alto desempenho em leituras sequenciais ou aleatórias, é mais importante tamanho de armazenamento ou velocidade de leitura e gravação, o equipamento é estático ou costuma seguir com você nos seus destinos ?!

Ainda assim você levar em conta o perfil da maioria dos usuários domésticos onde um fabricante já reconhecido junto com um preço e capacidade de armazenamento atrativos costumam atender a maioria dos casos. Gradativamente os discos rígidos serão comparados aos armazenamentos SSD seja no tamanho 2.5” ou os padrões M.2 NVME em preço tornando-se gradativamente os preferidos.

Novamente buscar por comparativos dos próprios donos deles nos dias atuais representa uma boa colaboração, permite conhecer uma grande variedade de utilizações e exigência deles da mesma maneira que adquire-se mais conhecimento sobre as novidades do mercado.

Conclusão:

A disponibilidade de diversos programas de análise dos mais variados tipos de periféricos tem permitido conhecer cada vez mais as características mais profundas dos periféricos que residem em nossos computadores, chega a impressionar o qual próximo do projeto eletrônico eles conseguem chegar informando as mais diversas competências desses dispositivos.

De uns bons tempos para cá as unidades de armazenamento tornaram-se quase peça chave para a construção de um computador com desempenho de impressionar ou mesmo melhorar aqueles que por conta do disco rígido já cansado perderam muito do seu brilho.

Agora mais do que nunca, a métrica preferida está na capacidade de leitura e gravação aleatória e sequencial onde foi apresentado mesmo que de maneira introdutória seu significado e com o auxílio dela melhorar a escolha para o próximo armazenamento ou incrementar a lista deixando o mais veloz como principal, tudo em busca do melhor custo/benefício.