คู่มือสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์ในปี 2023

เนื้อหา

• ฮาร์ดดิสก์
• ระบบไฟล์ NTFS
• การจัดเรียงข้อมูลเกิดขึ้นได้อย่างไร
• การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์: ทำไมคุณถึงต้องการ
• วิธี Defrag คอมพิวเตอร์ของคุณ">วิธี Defrag คอมพิวเตอร์ของคุณ
  • กล่าวโดยสรุป การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์มีสามลักษณะหลัก ซึ่งตัวจัดเรียงข้อมูลทั้งหมดรวมอยู่ด้วย:
• สามารถ Defrag SSD ได้หรือไม่?

ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์หลักของคอมพิวเตอร์ของคุณ – โปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ และที่เก็บข้อมูลภายใน – ทำงานควบคู่กันเพื่อให้คุณสามารถเข้าถึงไฟล์และโหลดโปรแกรมได้ แม้ว่า RAM และโปรเซสเซอร์จะทำงานด้วยความเร็วสูง แต่ที่จัดเก็บข้อมูลภายใน โดยเฉพาะหากเป็น HDD กลับล้าหลังอย่างน่าเศร้า

เนื่องจากข้อจำกัดทางกายภาพ ฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟทั่วไปจึงช้ามากและไม่สามารถตามความเร็วของโปรเซสเซอร์ได้ ไดรฟ์โซลิดสเทตแม้ว่าจะเร็วกว่าไดรฟ์เชิงกลมาก แต่ยังคงทำงานที่ความเร็วในการรวบรวมข้อมูลเมื่อเปรียบเทียบกับชิปรุ่นล่าสุด ผลที่ตามมาคือ การอ่านและเขียนข้อมูลอาจทำให้กระบวนการช้าลงอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อกระบวนการแยกส่วนของไฟล์ตามธรรมชาติเข้ามาแทรกแซงและทำให้สถานการณ์แย่ลง

ด้วยเหตุนี้การจัดเรียงข้อมูลบนฮาร์ดไดรฟ์จึงเป็นสิ่งที่จำเป็น แม้ในปี 2023 การจัดเรียงข้อมูลจะย้อนกลับการแตกไฟล์และช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ หากคุณเคยพบหัวข้อนี้มาก่อนและพบว่ามีภาษาอาร์เคนและภาษาคอมพิวเตอร์ทึบ คุณจะพบว่าบทความนี้ทั้งสดชื่นและให้ความกระจ่าง

ความจริงก็คือการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์ไม่ใช่เรื่องที่ซับซ้อนมากนักเนื่องจากเป็นเรื่องที่อธิบายได้ไม่ดี เพื่อให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าการจัดเรียงข้อมูลบนฮาร์ดดิสก์เกี่ยวข้องกับอะไร จำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดบางอย่าง เช่น การกระจายตัวและระบบไฟล์ Windows การรู้ว่าฮาร์ดดิสก์แบบดั้งเดิมทำงานอย่างไรและ SSD แตกต่างกันอย่างไรจะช่วยให้คุณรู้ว่าเหตุใดจึงควรจัดเรียงข้อมูลของฮาร์ดดิสก์แบบเดิมเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด ในขณะที่ฮาร์ดดิสก์แบบหลังจะทำงานได้ดีหากไม่มีฮาร์ดดิสก์

ขั้นแรก เรามาอธิบายว่าฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์จัดเก็บและอ่านข้อมูลอย่างไร

ฮาร์ดดิสก์

ฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟมาไกลมากตั้งแต่เครื่องจักรอันน่าทึ่งของ IBM ในช่วงปี 1960 จนถึงอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลขนาดกะทัดรัดที่มีความเร็ว 7200 RPM ที่เราใช้ในปี 2023 อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีการปรับปรุงทั้งความเร็วและขนาดอย่างต่อเนื่อง แต่ข้อเท็จจริงง่ายๆ อย่างหนึ่งเกี่ยวกับ HDD ก็ยังคงมีอยู่ ในปี 2023: มันช้า

ทำงานช้าเนื่องจากประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เช่น จานหมุนและหัวอ่าน-เขียน ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเหล่านี้หมายความว่ามีการจำกัดความเร็วของคำขอที่ส่งโดยโปรเซสเซอร์ในการดึงข้อมูลที่จำเป็น

เพื่อทำให้สิ่งต่างๆ ช้าลง ไม่ใช่ข้อมูลทั้งหมดที่ต้องเรียกค้นจะอยู่ในตำแหน่งเดียวกันตลอดเวลา อาจช่วยได้หากคิดว่าแผ่นเสียงหมุนเป็นแผ่นคอมโพสิตที่ประกอบด้วยแผ่นศูนย์กลางหลายแผ่น สมมติว่าสี่แผ่นรวมกันเป็นแผ่นเสียง แต่ละดิสก์เรียกว่าแทร็ก และแต่ละแทร็กจะแบ่งออกเป็นส่วนที่มีความยาวใกล้เคียงกันเรียกว่าเซกเตอร์ จำนวนแทร็กและเซกเตอร์จะแตกต่างกันไปตามรุ่น แต่เซกเตอร์เดียวมักจะมีขนาด 512 ไบต์

เหตุใดจึงสำคัญ มีสองสาเหตุหลัก ประการแรกคือข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในแทร็กและเซ็กเตอร์ด้านนอกจะเข้าถึงได้เร็วกว่าข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในแทร็กและเซกเตอร์ด้านใน เหตุผลที่สองคือพื้นที่แต่ละหน่วยในฮาร์ดไดรฟ์ประกอบด้วยเซกเตอร์จำนวนหนึ่ง หน่วยนี้เรียกว่าคลัสเตอร์ คลัสเตอร์คือหน่วยพื้นที่ที่เล็กที่สุดในฮาร์ดไดรฟ์ที่สามารถจัดเก็บไฟล์หรือส่วนหนึ่งของไฟล์ได้

สิ่งนี้ทำให้เราเข้าใจวิธีที่ Windows จัดระเบียบและควบคุมข้อมูลในฮาร์ดไดรฟ์ - ระบบไฟล์ NTFS

ระบบไฟล์ NTFS

พูดง่ายๆ ก็คือ ระบบไฟล์คือวิธีที่ระบบปฏิบัติการจัดเรียงและจัดการไฟล์บนดิสก์ Windows ทุกเวอร์ชันที่คุณคุ้นเคยใช้ระบบไฟล์ NTFS เพื่อจัดระเบียบไฟล์บน HDD หรือ SSD เพื่อให้ระบบสามารถเข้าถึงข้อมูลที่ร้องขอได้

ไดรฟ์ที่ใช้ระบบไฟล์ NTFS มักจะจัดกลุ่มเซกเตอร์ออกเป็นคลัสเตอร์ซึ่งประกอบด้วย 8 เซกเตอร์ ซึ่งหมายความว่าแต่ละคลัสเตอร์ในไดรฟ์ NTFS มักมีขนาด 512 x 8 = 4096 ไบต์ หากคุณบันทึกไฟล์ขนาด 2MB ลงในไดรฟ์ NTFS ไฟล์นั้นจะถูกบันทึกเป็นก้อนๆ ละ 4096 ไบต์ในไดรฟ์ (หากคุณสนใจคณิตศาสตร์ นั่นหมายถึงไฟล์ขนาด 2Mb จะใช้พื้นที่ประมาณ 488 คลัสเตอร์หรือพื้นที่ว่างบนฮาร์ดดิสก์)

การจัดเรียงข้อมูลเกิดขึ้นได้อย่างไร

ตอนนี้คุณทราบแล้วว่าไฟล์แต่ละไฟล์ที่คุณวางไว้ในที่จัดเก็บข้อมูลของคอมพิวเตอร์ของคุณนั้นถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ คุณควรเห็นภาพได้ง่ายขึ้นว่าการแยกส่วนเกิดขึ้นได้อย่างไร สมมติว่าคุณบันทึกไฟล์ขนาด 5MB ลงในไดรฟ์ที่มีพื้นที่ว่างมากมาย ไฟล์จะแตกเป็นชิ้น ๆ ตามปกติ ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกวางไว้ข้างๆ กัน ซึ่งจะทำให้พวกมันอยู่ติดกัน ซึ่งหมายความว่าเมื่อโปรเซสเซอร์ร้องขอไฟล์นั้น HDD จะสามารถเรียกคืนได้เร็วขึ้น

ตอนนี้ให้นึกถึงการบันทึกไฟล์เดียวกันลงในไดรฟ์ที่มีพื้นที่ว่างไม่มากนัก ระบบของคุณจะบันทึกไฟล์ไปยังพื้นที่ว่างที่ใกล้ที่สุด หากพื้นที่นั้นเพียงพอสำหรับเก็บไฟล์ทั้งหมดก็เยี่ยมมาก ถ้าไม่ ระบบจะวางชิ้นส่วนบางส่วนไว้ที่อื่น ตอนนี้ส่วนต่างๆ ของไฟล์จะแยกออกจากกัน การจัดเก็บชิ้นส่วนที่รวมกันเป็นไฟล์ในพื้นที่ที่ไม่ติดกันบนฮาร์ดไดรฟ์คือสิ่งที่เรียกว่าการแยกส่วน

เนื่องจากพวกเราส่วนใหญ่มักบันทึกไฟล์ ซึ่งบางไฟล์มีขนาดค่อนข้างใหญ่ลงในฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ของเรา การแยกส่วนจึงเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้และเป็นผลสืบเนื่องตามธรรมชาติ

การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์: ทำไมคุณถึงต้องการ

ยิ่งมีการบันทึกไฟล์จำนวนมากบนฮาร์ดดิสก์และแต่ละไฟล์มีขนาดใหญ่เท่าใด ระบบก็ยิ่งต้องทำงานมากขึ้นเพื่ออ่านและเขียนข้อมูล ดิสก์ไดรฟ์ที่เต็มไปด้วยไฟล์ขนาดใหญ่หมายความว่าจะมีตำแหน่งที่อยู่ติดกันน้อยลงเรื่อยๆ เพื่อบันทึกแต่ละไฟล์จนกว่าจะถึงจุดที่ไม่มีอีกต่อไป เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ระบบจะบันทึกส่วนต่าง ๆ ของแต่ละไฟล์ลงในที่ว่างเท่าที่จะหาได้ ยิ่งไฟล์มีขนาดใหญ่เท่าไรก็ยิ่งมีชิ้นส่วนมากขึ้นและกระจัดกระจายมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น เมื่อมีการร้องขอไฟล์ หัวอ่าน-เขียนจะต้องกระโดดไปรอบๆ ตำแหน่งต่างๆ เพื่อรวบรวมชิ้นส่วนที่กระจัดกระจายและกระจัดกระจาย กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับงานจำนวนมากและใช้เวลานานกว่า ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง

นอกจากนี้ เนื่องจากไฟล์กระจัดกระจายไปทั่ว พื้นที่ว่างในไดรฟ์จึงกระจัดกระจายไปด้วย สิ่งนี้จะทำให้ไฟล์ขาเข้าขนาดใหญ่ถูกแยกส่วนทันทีเนื่องจากไม่มีพื้นที่ว่างที่อยู่ติดกันให้บันทึก

แม้ว่าความเร็วในการอ่าน-เขียนของ HDD สมัยใหม่จะดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับช่วงต้นทศวรรษที่ผ่านมา แต่การกระจายตัวของดิสก์หมายความว่าความเร็วจะลดลงตามเวลา และยังนำไปสู่การเสื่อมสภาพของฮาร์ดดิสก์อย่างช้าๆ

นี่คือเหตุผลที่คุณต้องจัดระเบียบดิสก์ไดรฟ์เป็นประจำ

โชคดีสำหรับพวกเราส่วนใหญ่ ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่อย่าง Windows 10 มีกำหนดการจัดเรียงข้อมูลที่ทำงานเป็นประจำและดูแลฮาร์ดไดรฟ์ของคุณ อย่างไรก็ตาม ระบบนี้สามารถหยุดทำงานหรือพังได้ ดังนั้นคุณต้องรู้ว่าเมื่อใดที่ระบบของคุณต้องการการจัดเรียงข้อมูลในทันที

มีสัญญาณและอาการบ่งชี้บางอย่างของ HDD ที่มีการแยกส่วนอย่างหนัก:

• เวลาโหลดไฟล์และโปรแกรมนานขึ้น
• แอพและเกมที่เน้นกราฟิกใช้เวลานานเกินไปในการโหลดหน้าต่างใหม่หรือประมวลผลสภาพแวดล้อมใหม่
• เสียงรบกวนจากฮาร์ดไดรฟ์ระหว่างการทำงานของระบบ

เมื่อสิ่งเหล่านี้เริ่มเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอ อาจถึงเวลาเรียกทหารม้า ซึ่งหมายถึงการดีแฟรกคอมพิวเตอร์ของคุณ ดังนั้น จะ Defrag Drive ที่จำเป็นจริงๆ ได้อย่างไร?

วิธี Defrag คอมพิวเตอร์ของคุณ

การจัดเรียงข้อมูลบนพีซีของคุณช่วยให้คุณเพิ่มประสิทธิภาพฮาร์ดไดรฟ์และเพิ่มพื้นที่ว่าง อย่างไรก็ตาม ตัวจัดเรียงข้อมูลที่ดีจะทำได้มากกว่านั้น ต้องวางชิ้นส่วนไฟล์ที่กระจัดกระจายไว้ข้างๆ กันเพื่อให้ได้ความเร็วในการเรียกค้นที่เร็วขึ้น การทำเช่นนี้ยังเพิ่มพื้นที่ว่างขนาดใหญ่สำหรับวางไฟล์ใหม่ ช่วยลดโอกาสที่ไฟล์เหล่านั้นจะถูกแยกส่วนอย่างรวดเร็วหลังจากลงจอดบนฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ อีกแง่มุมหนึ่งของการจัดเรียงข้อมูลคือการจัดวางไฟล์อย่างชาญฉลาด ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าไฟล์ที่ระบบต้องการมากที่สุดจะถูกวางไว้ในตำแหน่งที่เข้าถึงได้เร็วที่สุดและง่ายที่สุด

กล่าวโดยสรุป การจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์มีสามลักษณะหลัก ซึ่งตัวจัดเรียงข้อมูลทั้งหมดรวมอยู่ด้วย:

• การจัดระเบียบไฟล์ ในระหว่างขั้นตอนนี้ คลัสเตอร์ที่มีชิ้นส่วนของไฟล์ที่แยกส่วนจะวางติดกัน คลัสเตอร์ทั้งหมดที่ประกอบกันเป็นไฟล์จะถูกรวบรวมไว้ในที่เดียวกันและเรียงลำดับกัน
• การจัดระเบียบพื้นที่ พื้นที่ว่างจะถูกจัดเรียงข้อมูลในระหว่างกระบวนการนี้ด้วย จากนี้เราหมายความว่ากลุ่มพื้นที่ว่างที่แยกจากกันจะถูกรวบรวมเป็นบล็อกทึบแทนที่จะกระจายไปทั่ว HDD ในส่วนแยกที่เล็กกว่า
• ตำแหน่งไฟล์อัจฉริยะ การจัดวางไฟล์อย่างชาญฉลาดระหว่างการจัดเรียงข้อมูลหมายความว่าไฟล์จะถูกจัดลำดับตามความต้องการของระบบ ตัวอย่างเช่น สามารถวางไฟล์ระบบในแทร็กภายนอกเพื่อเพิ่มความเร็วในการอ่าน-เขียน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงเวลาเริ่มต้นของพีซีของคุณ การจัดวางไฟล์อัจฉริยะเป็นแบบไดนามิก โดยทั่วไป ไฟล์ที่ใช้บ่อยที่สุดและมีความสำคัญจะอยู่ในแทร็กด้านนอก ส่วนไฟล์ที่มีการเข้าถึงน้อยที่สุดจะถูกเขียนลงในแทร็กด้านในของ HDD

จากที่กล่าวมา คุณควรได้เรียนรู้ว่าการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์มีความสำคัญต่อสุขภาพของดิสก์และประสิทธิภาพโดยรวมของระบบอย่างไร หากพีซีของคุณทำงานหลายอย่างและเริ่มทำงานช้าลงเนื่องจากการติดตั้งและการลบบ่อยครั้ง การคัดลอกและการย้าย การเล่นเกม และการแก้ไขกราฟิก การเพิ่มประสิทธิภาพฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ของคุณด้วยซอฟต์แวร์จัดเรียงข้อมูลที่มีคุณลักษณะหลากหลายจะสร้างการปรับปรุงที่เห็นได้ชัดเจนในตัวคุณ ความเร็วและประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

คุณไม่จำเป็นต้องใช้คำพูดของเรา คุณสามารถลองใช้ตัวจัดเรียงข้อมูลด้วยตัวคุณเองและตรวจสอบผลลัพธ์ ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ระบบปฏิบัติการอย่าง Windows 10 มีเครื่องมือในตัวที่ทำสิ่งพื้นฐานโดยอัตโนมัติ แต่คุณสามารถลองใช้คุณสมบัติอื่นๆ ที่ดีกว่าและเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพที่ทรงพลังกว่าได้

ก่อนที่เราจะจบคู่มือนี้ มีคำถามสำคัญอีกข้อหนึ่งที่ต้องตอบ: แล้วไดรฟ์โซลิดสเทตล่ะ

สามารถ Defrag SSD ได้หรือไม่?

SSD กำลังเข้ามาแทนที่ HDD อย่างรวดเร็วในฐานะฮาร์ดแวร์จัดเก็บข้อมูลสำหรับแล็ปท็อปและเดสก์ท็อปสมัยใหม่ แม้ว่าจะยังคงมีราคาสูงเมื่อเทียบกับกลไกเชิงกล แต่ก็ปฏิเสธไม่ได้ว่าความแตกต่างของความเร็วระหว่าง SSD และ HDD นั้นแตกต่างกันทั้งกลางวันและกลางคืน

หากฮาร์ดแวร์จัดเก็บข้อมูลเพียงตัวเดียวในพีซีเป็น SSD ไม่แนะนำให้ทำการจัดเรียงข้อมูลบนดิสก์โดยหวังว่าจะปรับปรุงความเร็วของไดรฟ์ ในความเป็นจริงการทำเช่นนั้นอาจให้ผลตรงกันข้าม

SSD นั้นไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกล ซึ่งแตกต่างจากฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ ดังนั้น การอ่านข้อมูลบนไดรฟ์โซลิดสเทตจึงเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่แตกต่างกัน เนื่องจากไม่มีหัวกลไกที่เคลื่อนที่ได้ การกระจายตัวบน SSD จึงไม่ส่งผลให้ความเร็วในการเขียนลดลง ดังนั้นจึงไม่สำคัญว่าไฟล์จะกระจัดกระจายไปทั่วไดรฟ์อย่างไร เทคโนโลยี NAND ช่วยให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบของไฟล์ทั้งหมดจะถูกดึงข้อมูลทันทีที่ได้รับการร้องขอ

แทนที่จะเป็นการจัดเรียงข้อมูล การดำเนินการปรับให้เหมาะสมทั่วไปในไดรฟ์โซลิดสเทตคือคำสั่ง TRIM ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะทำให้ไดรฟ์สามารถดำเนินการต่อเพื่อล้างบล็อกข้อมูลเหล่านั้นที่ระบุว่าไม่ได้ใช้งานแล้ว

ตัวจัดเรียงข้อมูลในตัวส่วนใหญ่จะปิดใช้งานการจัดเรียงข้อมูล SSD ด้วยเหตุผลดังกล่าว เช่นเดียวกับเครื่องมือของบุคคลที่สามส่วนใหญ่ที่ทำสิ่งเดียวกัน อย่างไรก็ตาม โปรแกรมจัดเรียงข้อมูลที่มีคุณสมบัติครบถ้วนบางโปรแกรมมีตัวเลือกในการจัดเรียงข้อมูลใน SSD แม้ว่าเราจะไม่แนะนำให้ทำขั้นตอนนี้ เว้นแต่ว่าไดรฟ์ที่เป็นปัญหาอาจเป็น SSHD (ไฮบริดของเทคโนโลยี SSD และ HDD)