คู่มือเริ่มต้นสำหรับการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์ในปี 2020

ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์หลักของคอมพิวเตอร์ของคุณ - โปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ และที่เก็บข้อมูลภายใน - ทำงานควบคู่กันเพื่อให้คุณสามารถเข้าถึงไฟล์และโหลดโปรแกรมได้ ในขณะที่ RAM และโปรเซสเซอร์ทำงานด้วยความเร็วสูง แต่ที่เก็บข้อมูลภายในโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากเป็น HDD จะล้าหลังอย่างน่าเศร้า

เนื่องจากข้อจำกัดทางกายภาพ ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ทั่วไปจึงทำงานช้ามากและไม่สามารถรักษาความเร็วของโปรเซสเซอร์ได้ แม้ว่าไดรฟ์โซลิดสเทตจะเร็วกว่าไดรฟ์แบบกลไกมาก แต่ยังคงทำงานที่ความเร็วในการรวบรวมข้อมูลเมื่อเปรียบเทียบกับชิปล่าสุด ผลที่ได้คือ การอ่านและเขียนข้อมูลอาจทำให้กระบวนการทำงานช้าลงอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกระบวนการแตกแฟรกเมนต์ไฟล์ตามธรรมชาติเข้ามาและทำให้สถานการณ์แย่ลง

นี่คือเหตุผลที่จำเป็นต้องจัดเรียงข้อมูลบนฮาร์ดไดรฟ์ของคุณ แม้กระทั่งในปี 2020 มันกลับการแตกไฟล์ของไฟล์และช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ หากคุณเคยเจอหัวข้อนี้มาก่อนและพบว่ามีการใช้ภาษาลี้ลับและพูดด้วยคอมพิวเตอร์ที่ไม่ชัดเจน บทความนี้จะทั้งน่าอ่านและให้ความรู้

ความจริงก็คือการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์นั้นไม่ซับซ้อนเท่าที่จะอธิบายได้ เพื่อให้เข้าใจถึงความสมบูรณ์ของการจัดเรียงข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์ แนวคิดบางอย่าง เช่น การแตกแฟรกเมนต์ และระบบไฟล์ Windows จำเป็นต้องเข้าใจ การรู้ว่าฮาร์ดดิสก์แบบเดิมทำงานอย่างไรและ SSD แตกต่างกันอย่างไรจะช่วยให้คุณรู้ว่าเหตุใดจึงควรจัดเรียงข้อมูลก่อนเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในขณะที่อย่างหลังจะทำงานได้ดีหากไม่มี

อันดับแรก เรามาอธิบายว่าฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์จัดเก็บและอ่านข้อมูลอย่างไร

ฮาร์ดดิสก์

ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์มาไกลจากสิ่งมหัศจรรย์ทางกลไกของ IBM ในทศวรรษ 1960 ไปจนถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดกะทัดรัดที่มีความเร็ว 7200 RPM ที่เราใช้ในปี 2020 อย่างไรก็ตาม แม้จะมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องทั้งในด้านความเร็วและขนาด แต่ข้อเท็จจริงง่ายๆ ประการหนึ่งเกี่ยวกับ HDD ยังคงอยู่ ในปี 2020: มันช้า

มันช้าเพราะประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเช่นจานหมุนและหัวอ่าน-เขียน ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเหล่านี้หมายความว่ามีการจำกัดความเร็วของคำขอที่ส่งโดยโปรเซสเซอร์สามารถดึงข้อมูลที่จำเป็นได้

เพื่อทำให้สิ่งต่างๆ ช้าลงไปอีก ไม่ใช่ข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นต้องดึงมาจะอยู่ในตำแหน่งเดียวกันตลอดเวลา อาจช่วยคิดว่าจานหมุนเป็นแผ่นคอมโพสิตที่ประกอบด้วยดิสก์ศูนย์กลางหลายแผ่น สมมติว่าจานสี่แผ่นรวมกันเป็นจาน แต่ละดิสก์เรียกว่าแทร็ก และแต่ละแทร็กจะถูกแบ่งออกเป็นส่วนที่มีความยาวใกล้เคียงกันเรียกว่าเซกเตอร์ จำนวนแทร็กและเซ็กเตอร์จะแตกต่างกันไปตามรุ่น แต่เซกเตอร์เดียวมักจะมีขนาด 512 ไบต์

เหตุใดจึงสำคัญ มีสองเหตุผลหลัก อย่างแรกคือข้อมูลที่จัดเก็บบนแทร็กและเซกเตอร์ด้านนอกจะเข้าถึงได้เร็วกว่าข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในแทร็กและเซกเตอร์ภายใน เหตุผลที่สองคือแต่ละหน่วยของพื้นที่บนฮาร์ดไดรฟ์ประกอบด้วยเซ็กเตอร์จำนวนหนึ่ง หน่วยนี้เรียกว่าคลัสเตอร์ คลัสเตอร์คือหน่วยพื้นที่ที่เล็กที่สุดบนฮาร์ดไดรฟ์ที่สามารถจัดเก็บไฟล์หรือบางส่วนของไฟล์ได้

สิ่งนี้ทำให้เราเข้าใจวิธีที่ Windows จัดระเบียบและควบคุมข้อมูลบนฮาร์ดไดรฟ์ — ระบบไฟล์ NTFS

ระบบไฟล์ NTFS

พูดง่ายๆ คือ ระบบไฟล์คือวิธีที่ระบบปฏิบัติการจัดเรียงและจัดการไฟล์บนดิสก์ Windows ทุกเวอร์ชันที่คุณคุ้นเคยจะใช้ระบบไฟล์ NTFS เพื่อจัดระเบียบไฟล์บน HDD หรือ SSD เพื่อให้ระบบสามารถเข้าถึงข้อมูลที่ร้องขอได้

ไดรฟ์ที่ใช้ระบบไฟล์ NTFS มักจะจัดกลุ่มเซกเตอร์ออกเป็นกลุ่มๆ ละ 8 เซ็กเตอร์ ซึ่งหมายความว่าแต่ละคลัสเตอร์บนไดรฟ์ NTFS มักจะมีขนาด 512 x 8 = 4096 ไบต์ หากคุณบันทึกไฟล์ขนาด 2MB ลงในไดรฟ์ NTFS ไฟล์นั้นจะถูกบันทึกเป็นชิ้นขนาด 4096 ไบต์ต่อไดรฟ์ (หากคุณสนใจเกี่ยวกับคณิตศาสตร์ นั่นหมายความว่าไฟล์ 2Mb จะครอบครองประมาณ 488 คลัสเตอร์หรือพื้นที่ว่างบนฮาร์ดดิสก์)

การจัดเรียงข้อมูลเกิดขึ้นได้อย่างไร

เมื่อคุณทราบแล้วว่าแต่ละไฟล์ที่คุณวางในที่จัดเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ของคุณถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ คุณควรเห็นภาพว่าการแตกแฟรกเมนต์เกิดขึ้นได้อย่างไร สมมติว่าคุณบันทึกไฟล์ขนาด 5MB ลงในไดรฟ์ที่มีพื้นที่ว่างมากมาย ไฟล์จะถูกแบ่งออกเป็นชิ้น ๆ ตามปกติ ชิ้นส่วนมักจะวางติดกันซึ่งจะทำให้ติดกัน ซึ่งหมายความว่าเมื่อโปรเซสเซอร์ร้องขอไฟล์นั้น HDD จะสามารถดึงข้อมูลได้เร็วขึ้น

ตอนนี้ ลองนึกถึงการบันทึกไฟล์เดียวกันลงในไดรฟ์ที่มีเนื้อที่ว่างไม่มาก ระบบของคุณจะบันทึกไฟล์ลงในพื้นที่ว่างที่ใกล้ที่สุด หากพื้นที่นั้นเพียงพอที่จะเก็บไฟล์ทั้งหมดได้ก็เยี่ยมมาก ถ้าไม่เช่นนั้น ระบบจะวางชิ้นส่วนบางส่วนไว้ที่อื่น ส่วนของไฟล์ตอนนี้แยกจากกัน การจัดเก็บชิ้นส่วนที่รวมกันเป็นไฟล์ในพื้นที่ที่ไม่ต่อเนื่องกันบนฮาร์ดไดรฟ์คือสิ่งที่เรียกว่าการแตกแฟรกเมนต์

เนื่องจากพวกเราส่วนใหญ่บันทึกไฟล์เป็นประจำ ซึ่งบางไฟล์ค่อนข้างใหญ่ในฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ของเรา การกระจายตัวของไฟล์จึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และเป็นผลที่ตามมาโดยธรรมชาติ

การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์: ทำไมคุณถึงต้องการ

ยิ่งไฟล์ถูกบันทึกลงในฮาร์ดดิสก์และแต่ละไฟล์มีขนาดใหญ่เท่าใด ระบบก็ยิ่งต้องทำงานมากขึ้นเพื่ออ่านและเขียนข้อมูล ดิสก์ไดรฟ์ที่เต็มไปด้วยไฟล์ขนาดใหญ่หมายความว่าจะมีตำแหน่งที่ต่อเนื่องกันน้อยลงเรื่อยๆ เพื่อบันทึกแต่ละไฟล์จนกว่าจะถึงจุดที่ไม่มีอยู่แล้ว เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้น ระบบจะบันทึกส่วนต่างๆ ของแต่ละไฟล์ไปยังพื้นที่ใดก็ตามที่สามารถหาได้ ยิ่งไฟล์ใหญ่เท่าไหร่ก็ยิ่งมีชิ้นส่วนและกระจัดกระจายมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นเมื่อมีการร้องขอไฟล์ หัวอ่าน-เขียนจะต้องกระโดดไปรอบๆ ตำแหน่งต่างๆ เพื่อประกอบชิ้นส่วนที่แตกแยกและกระจัดกระจาย กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับงานจำนวนมากและใช้เวลานานกว่า ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง

นอกจากนี้ เนื่องจากไฟล์กระจัดกระจายไปทั่ว พื้นที่ว่างบนไดรฟ์จึงกระจัดกระจายไปด้วย ซึ่งจะทำให้ไฟล์ขาเข้าขนาดใหญ่ถูกแยกส่วนทันที เนื่องจากไม่มีพื้นที่ว่างที่ต่อเนื่องกันให้บันทึกได้

แม้ว่าความเร็วในการอ่าน-เขียนของ HDD รุ่นใหม่ๆ จะดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับช่วงต้นทศวรรษ แต่การกระจายตัวของดิสก์หมายความว่าความเร็วจะลดลงตามเวลา และยังนำไปสู่การเสื่อมสภาพของฮาร์ดดิสก์อย่างช้าๆ

นี่คือเหตุผลที่คุณต้องจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์ไดรฟ์เป็นประจำ

โชคดีสำหรับพวกเราส่วนใหญ่ ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ เช่น Windows 10 มีกำหนดการจัดเรียงข้อมูลที่ทำงานเป็นประจำและดูแลฮาร์ดไดรฟ์ของคุณ อย่างไรก็ตาม ระบบนี้สามารถหยุดทำงานหรือหยุดทำงาน ดังนั้นคุณจำเป็นต้องรู้ว่าเมื่อใดที่ระบบของคุณต้องการการจัดเรียงข้อมูลในทันที

มีสัญญาณและอาการแสดงของ HDD ที่กระจัดกระจายอย่างหนัก:

• เวลาในการโหลดไฟล์และโปรแกรมนานขึ้น
• แอพและเกมที่เน้นกราฟิกใช้เวลานานเกินไปในการโหลดหน้าต่างใหม่หรือประมวลผลสภาพแวดล้อมใหม่
• เสียงรบกวนจากฮาร์ดไดรฟ์ระหว่างการทำงานของระบบ

เมื่อสิ่งเหล่านี้เริ่มเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอ อาจถึงเวลาที่ต้องเรียกทหารม้า ซึ่งเราหมายถึงการจัดเรียงคอมพิวเตอร์ของคุณ ดังนั้นวิธีการ Defrag ไดรฟ์ที่ต้องการจริงๆ?

วิธี Defrag คอมพิวเตอร์ของคุณ

การดีแฟรกพีซีของคุณทำให้คุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพฮาร์ดไดรฟ์และเพิ่มพื้นที่ว่างได้ อย่างไรก็ตาม โปรแกรมจัดเรียงข้อมูลที่ดีจะทำได้มากกว่านี้ ไฟล์ที่กระจัดกระจายต้องวางติดกันเพื่อให้ได้ความเร็วในการดึงข้อมูลเร็วขึ้น การทำเช่นนี้ยังช่วยเพิ่มพื้นที่ว่างขนาดใหญ่ที่สามารถวางไฟล์ใหม่ได้ ซึ่งช่วยลดโอกาสที่ไฟล์จะแตกแฟรกเมนต์อย่างรวดเร็วหลังจากลงจอดบนฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ อีกแง่มุมหนึ่งของการจัดเรียงข้อมูลคือการจัดวางไฟล์อัจฉริยะ ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าไฟล์ที่ระบบต้องการมากที่สุดจะอยู่ในตำแหน่งที่เข้าถึงได้เร็วและง่ายที่สุด

กล่าวโดยย่อ การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์มีสามลักษณะหลัก ซึ่งตัวจัดเรียงข้อมูลทั้งหมดรวมเอา:

• การจัดเรียงไฟล์. ในระหว่างกระบวนการนี้ คลัสเตอร์ที่มีชิ้นส่วนของไฟล์ที่แยกส่วนจะถูกวางไว้ข้างๆ กัน คลัสเตอร์ทั้งหมดที่ประกอบเป็นไฟล์จะถูกรวบรวมในที่เดียวกันและเรียงลำดับตามลำดับ
• การจัดเรียงข้อมูลในอวกาศ พื้นที่ว่างยังถูกจัดเรียงข้อมูลในระหว่างกระบวนการนี้ ด้วยเหตุนี้ เราหมายความว่าคลัสเตอร์พื้นที่ว่างที่แยกจากกันจะถูกรวบรวมเป็นบล็อกทึบ แทนที่จะกระจัดกระจายไปรอบๆ HDD ในส่วนที่เล็กกว่าแยกจากกัน
• การจัดวางไฟล์อัจฉริยะ การจัดวางไฟล์อัจฉริยะระหว่างการจัดเรียงข้อมูลหมายความว่าไฟล์ได้รับการจัดลำดับตามความต้องการของระบบ ตัวอย่างเช่น สามารถวางไฟล์ระบบในแทร็กด้านนอกเพื่อความเร็วในการอ่าน-เขียนที่เร็วขึ้น ซึ่งจะช่วยปรับปรุงเวลาเริ่มต้นของพีซีของคุณ การจัดวางไฟล์อัจฉริยะเป็นไดนามิก โดยทั่วไป ไฟล์ที่ใช้บ่อยและสำคัญจะวางไว้ในแทร็กภายนอกมากกว่า ในขณะที่ไฟล์ที่เข้าถึงน้อยที่สุดจะถูกเขียนไปยังแทร็กด้านในของ HDD

จากที่กล่าวมา คุณควรได้เรียนรู้ว่าการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์มีความสำคัญอย่างไรต่อความสมบูรณ์ของดิสก์และประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ หากพีซีของคุณเห็นการกระทำมากมายและเริ่มช้าลงเนื่องจากการติดตั้งและการลบบ่อยครั้ง การคัดลอกและการย้าย การเล่นเกม และการแก้ไขกราฟิก การเพิ่มประสิทธิภาพฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ของคุณด้วยซอฟต์แวร์การจัดเรียงข้อมูลที่มีคุณลักษณะหลากหลาย จะสร้างการปรับปรุงอย่างเห็นได้ชัดในของคุณ ความเร็วและประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

คุณไม่จำเป็นต้องเชื่อคำพูดของเรา คุณสามารถลองใช้ตัวจัดเรียงข้อมูลด้วยตัวเองและตรวจสอบผลลัพธ์ได้ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ระบบปฏิบัติการอย่าง Windows 10 มีเครื่องมือในตัวที่ทำสิ่งพื้นฐานโดยอัตโนมัติ แต่คุณสามารถลองใช้คุณสมบัติอื่นๆ ที่ดีกว่าและเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพที่ทรงพลังกว่าได้

ก่อนที่เราจะสรุปแนวทางนี้ มีคำถามสำคัญอีกข้อหนึ่งที่ต้องตอบ: แล้วโซลิดสเตตไดรฟ์ล่ะ

One Defrag SSD ได้ไหม

SSD กำลังเข้ามาแทนที่ HDD อย่างรวดเร็ว เนื่องจากเป็นฮาร์ดแวร์จัดเก็บข้อมูลที่เลือกใช้ในแล็ปท็อปและเดสก์ท็อปสมัยใหม่ แม้ว่าจะยังคงมีราคาแพงเมื่อเทียบกับรุ่นกลไก แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้ว่าความเร็วระหว่าง SSD และ HDD นั้นแตกต่างกันทั้งกลางวันและกลางคืน

หากฮาร์ดแวร์จัดเก็บข้อมูลเพียงอย่างเดียวบนพีซีเป็น SSD ไม่แนะนำให้ทำการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์โดยหวังว่าจะเพิ่มความเร็วของไดรฟ์ อันที่จริง การทำเช่นนั้นอาจมีผลตรงกันข้าม

SSD ไม่เหมือนกับฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ ดังนั้น การอ่านข้อมูลบนโซลิดสเตตไดรฟ์จึงต้องใช้กระบวนการที่แตกต่างออกไป เนื่องจากไม่มีหัวกลไกเคลื่อนที่ การแตกแฟรกเมนต์บน SSD จึงไม่ทำให้ความเร็วในการเขียนลดลง ดังนั้นจึงไม่สำคัญว่าไฟล์จะกระจัดกระจายไปทั่วไดรฟ์อย่างไร เทคโนโลยี NAND ช่วยให้แน่ใจว่าส่วนประกอบไฟล์ทั้งหมดถูกดึงออกมาทันทีที่ได้รับการร้องขอ

แทนที่จะทำการจัดเรียงข้อมูล การดำเนินการปรับให้เหมาะสมทั่วไปบนไดรฟ์โซลิดสเทตคือคำสั่ง TRIM ซึ่งทำให้ไดรฟ์สามารถดำเนินการล้างข้อมูลบล็อกที่ถูกระบุว่าไม่มีการใช้งานอีกต่อไป

ตัวจัดเรียงข้อมูลภายในส่วนใหญ่ปิดการจัดเรียงข้อมูล SSD ด้วยเหตุผลดังกล่าว เช่นเดียวกับเครื่องมือของบุคคลที่สามส่วนใหญ่ที่ทำในสิ่งเดียวกัน อย่างไรก็ตาม โปรแกรมจัดเรียงข้อมูลที่มีคุณลักษณะหลากหลายมากกว่าบางโปรแกรมมีตัวเลือกในการจัดเรียงข้อมูล SSD อยู่ดี แม้ว่าเราไม่แนะนำให้ทำตามขั้นตอนนี้ เว้นแต่ว่าไดรฟ์ที่เป็นปัญหาอาจเป็น SSHD (ไฮบริดของเทคโนโลยี SSD และ HDD)