HDD/SSD ― A MEMÓRIA DE MASSA DO PC ― FINAL

QUEM FALA O QUE QUER OUVE O QUE NÃO QUER.

Se os drives sólidos, (SSD na sigla em inglês) ainda não aposentaram os HDDs eletromecânicos, é porque seu custo de fabricação torna muito caras as unidades com com grande capacidade de armazenamento.

SSDs são compostos basicamente por células de memória flash e uma controladora ― que gerencia o cache de leitura e gravação dos dados, criptografa informações, mapeia trechos defeituosos da memória, e por aí vai. Eles não têm motor, pratos, braços, agulhas eletromagnéticas nem qualquer outra peça móvel, razão pela qual são menores, mais resistentes e milhares de vezes mais rápidos que os discos rígidos tradicionais, sem mencionar que seu baixo consumo de energia os torna uma excelente opção para os fabricantes de notebooks.

Como não há pratos magnéticos formatados em trilhas, setores e cilindros para armazenar os arquivos ― nos SSDs, a gravação/leitura é feita mais ou menos como na memória RAM ―, a fragmentação dos dados não chega a ser um problema. Portanto, embora seja possível desfragmentar esses drives, os fabricantes recomendam não o fazer ― primeiro, por não trazer benefício algum; segundo, porque a desfragmentação consiste numa longa sequência de leituras e regravações, e o número de vezes que uma célula de memória flash pode ser regravada não é infinito.

Observação: Segundo os fabricantes, os SSDs duram entre 5 e 10 anos ― o que pode parecer pouco, mas quem é que ainda não trocou o computador, hoje em dia, depois de 5 anos de uso? Mesmo assim, diante da possibilidade de uma ou outra célula de memória falhar antes do tempo, o controlador do drive é incumbido de remapear as páginas defeituosas (utilizado setores de uma área de armazenamento temporário) conforme os defeitos vão surgindo, o que concede uma "sobrevida" aos drives sólidos.

Como eu disse mais cedo, o grande entrava na popularização dos SSDs é o custo de produção. Daí os modelos de grandes capacidades serem direcionados a notebooks top de linha (e preços estratosféricos) e as máquinas de preços mais acessíveis manterem a tecnologia anterior (mídia eletromagnética) ou combinarem um drive sólido de capacidade modesta com um HDD com profusão de espaço. E como os SSDs funcionam melhor com pelo menos 25% de espaço livre (isso evita que os blocos de memória “encham” e, consequentemente, preservam a performance original do drive), o indicado é instalar neles apenas o sistema operacional e os aplicativos mais usados e manter o restante no HDD.

Como qualquer outro componente do PC, o SSD depende de drivers de hardware para funcionar, sendo importante mantê-los sempre atualizados, notadamente se o drive estiver instalado numa controladora AHCI, que aumenta o desempenho do “disco” em até 15% em relação à IDE (voltaremos a esse assunto em outra oportunidade).

Observação: Drivers (ou controladores) são programinhas de baixo nível (designação que nada tem a ver com o grau de sofisticação do software, mas sim com seu envolvimento com o hardware) que funcionam como uma “ponte” entre o sistema operacional e os dispositivos de hardware que integram ou estão conectados ao computador. Sem o driver da impressora, por exemplo, o sistema não saberia qual é a versão do aparelho, em qual porta ele está conectado, se está ou não funcional, se há papel na bandeja e tinta nos cartuchos, e assim por diante.

Outra maneira de aumentar consideravelmente o desempenho dos SSDs é habilitar o TRIM, que identifica blocos de memória com dados inválidos e apaga o conteúdo automaticamente. Para conferir se esse recurso está ativo e operante, abra o prompt de comando e digite fsutil behavior query DisableDeleteNotify. Se a resposta for 0, o TRIM está ativo; se for 1, digite o comando fsutil behavior set DisableDeleteNotify 0 e o recurso será ativado.

Assista a um comparativo interessante entre o HDD e o SSD (se o vídeo não abrir, siga este link: https://youtu.be/rjCmLJtITK4).

Bom feriado e até quinta-feira.

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HDD/SSD ― A MEMÓRIA DE MASSA DO PC ― Parte 7

LEMBRE-SE DE QUE GRANDES REALIZAÇÕES E GRANDES AMORES ENVOLVEM GRANDES RISCOS.

Recapitulando: conforme a gente cria, edita e deleta arquivos, instala e remove aplicativos e executa determinados procedimentos de manutenção, surgem lacunas ao longo das trilhas do HDD (detalhes no capítulo 4), que o Windows tenta preencher conforme grava novos arquivos. A questão é que esses arquivos nem sempre cabem integralmente nesses espaços, e aí o sistema os fraciona e distribui os “pedaços” pelos clusters livres que vai encontrando ao longo das trilhas.

Essa solução funciona bem quando a máquina é nova e o HDD está vazio, mas o uso do computador torna os arquivos tão “fragmentados” que, na hora de carregá-los na memória RAM, as cabeças magnéticas do drive atuam como se montassem um grande quebra-cabeça, já que os fragmentos podem estar no final da trilha, em outra trilha, em outra face do disco ou até mesmo em outro disco. E quanto mais fragmentados os arquivos estiverem, mais tempo será necessário para remonta-los, daí porque a fragmentação deixa o computador mais lento.

O Windows ganhou um desfragmentador nativo na edição 95, mas até o surgimento do XP que usar a ferramenta era um teste de paciência: além de o procedimento demorar horrores, era preciso executá-lo no modo de segurança ou, no mínimo, encerrar os aplicativos e fechar todos os processos listados no Gerenciador de Tarefas (com exceção do EXPLORER e do SYSTRAY), de modo a evitar que qualquer modificação no conteúdo do drive forçasse o programinha a reiniciar, conferir tudo que havia e feito e só então retomar a tarefa do ponto em que havia parado.

Nas encarnações mais recentes do Windows, é possível agendar o Defrag para rodar num horário em que a máquina estiver ociosa ― ou mesmo executá-lo em segundo plano e continuar trabalhando com o computador. No entanto, como a desfragmentação consiste basicamente em localizar todos os “pedaços” dos arquivos, salvá-los temporariamente na memória, definir o melhor local para acomodá-los em então regravá-los em clusters contíguos, o sistema tende a ficar consideravelmente lento durante o processo. Então, a menos que você tenha uma CPU de responsa e memória RAM de sobra, evite operar a máquina enquanto a desfragmentação está em curso.

Tanto o Defrag quanto os desfragmentadores de varejo evoluíram bastante nos últimos anos. Além disso, o NTFS tornou “mais inteligente” a maneira como o Windows gerencia os arquivos ― para prevenir a fragmentação, eles são gravados no primeiro espaço vago capaz de abrigá-los integralmente, ou seja, os clusters livres que porventura existam no início da trilha são desconsiderados, a menos que sejam suficientes para armazenar o arquivo inteiro. Aliás, isso levou a Microsoft a automatizar o Defrag no Windows Vista e suprimir o comando que até então permitia acionar a ferramenta manualmente, mas a mudança não foi bem aceita pelos usuários e a empresa voltou atrás no Windows 7.

No Windows 10, podemos convocar o Defrag clicando no botão Iniciar e selecionando a opção respectiva sob Ferramentas Administrativas, mas é mais fácil fazê-lo a partir da pasta Computador, dando um clique direito no ícone que representa a unidade que desejamos desfragmentar, selecionando Propriedades, abrindo a aba Ferramentas e pressionando o botão Otimizar.

O resto fica para o próximo capítulo, pessoal. Até lá.

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HDD/SSD ― A MEMÓRIA DE MASSA DO PC ― Parte 6

NOSSOS POLÍTICOS NÃO VALEM NADA... MAS COMO CUSTAM CARO!

Vimos que a fragmentação dos arquivos resulta da maneira como o Windows gerencia os dados no HDD, e que, quando excessiva, deixa o computado lento. O próprio Windows dispõe de uma ferramenta que serve para “arrumar essa bagunça”, que vermos mais adiante, depois de discutirmos brevemente o formato de arquivos NTFS, como fizemos no post anterior com a FAT16 e a FAT32.

Relembrando: FAT é a sigla para File Allocation Table, um sistema de alocação de arquivos que a Microsoft utiliza desde os tempos do MS-DOS. Sua primeira versão usava 12 bits para endereçar os dados, mas as subsequentes ― FAT 16 e 32, lançadas, respectivamente, em 1987 e 1996 ― passaram a usar 16 e 32 bits. A FAT 32 e a exFAT (ou FAT 64) ainda são bastante populares, e suportadas pelas edições mais recentes do Windows.

Observação: O exFAT foi desenvolvido para atender a usuários que manipulam arquivos únicos com mais de 4 GB (o NTFS também é uma alternativa, mas isso é outra conversa). Conhecida como FAT 64, essa “evolução” da FAT 32 foi introduzida em 2006, com o objetivo de otimizar unidades de armazenamento, como pendrives. Com clusters de tamanho-padrão de 128 KB (o valor pode variar e ser definido de acordo com o tamanho da unidade de armazenamento), ela é compatível com todas as edições recentes do Windows, e até mesmo o Mac OS X.

O New Technology File System foi desenvolvido com base no HPFS (High Performance File System, criado pela gigante IBM) e implementado no Windows NT, que foi lançado pela Microsoft, nos anos 1990, com vistas ao mercado de servidores. Devido à sua confiabilidade e desempenho superiores aos da FAT, além da capacidade de recuperação em caso de falhas ― como depois de um desligamento inesperado do computador provocado por um apagão na rede elétrica, por exemplo ―, do esquema de permissões de acesso e da eficiência no gerenciamento de unidades de disco volumosas, esse sistema de arquivos é utilizado por padrão para formatar a unidade onde o Windows 10 será instalado, já que, combinado com o tamanho dos clusters, o uso de 64 bits no endereçamento dos dados permite gerenciar partições de até 256 Terabytes (enquanto os limites da FAT 16 e 32 são, respectivamente, de 2 GB e 2 TB).

Com o lançamento do Windows 2000, que sucedeu o WinNT, o NTFS incorporou recursos que aprimoraram ainda mais sua segurança, desempenho e confiabilidade. Dentre outras características, cito a proteção dos dados por criptografia, a capacidade de lidar com compressão de dados ― para economizar espaço no disco ― e a criação de cotas ― que permite ao administrador definir a quantidade de espaço que cada usuário pode utilizar, prevenindo problemas de desempenho decorrentes, por exemplo, do esgotamento dos recursos de armazenamento de um servidor. Ele utiliza uma estrutura conhecida como MFT (Master File Table), que funciona de maneira diferente da FAT, embora tenha a mesma finalidade.

Em resumo, o MFT registra os atributos de cada arquivo armazenado ― nome, data da última modificação, permissões e, principalmente, localização na unidade de armazenamento ― e os salva num espaço exclusivo que é criado em cada partição. Esse espaço, denominado “zona MFT”, corresponde a pouco mais de 10% do espaço total da partição ― uma porção considerável, mas necessária, já que o registro dos atributos de cada arquivo pode ocupar mais de 1 KB.

O resto fica para o próximo capítulo, pessoal. Até lá.

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HDD/SSD ― A MEMÓRIA DE MASSA DO PC ― Parte 4

O PATRIOTISMO É O ÚLTIMO REFÚGIO DOS CALHORDAS.

Dizia eu, no finalzinho do capítulo anterior, que o Windows dispõe de uma ferramenta para arrumar a bagunça que ele próprio cria. Trata-se do Defrag.exe (desfragmentador de disco), que, no Ten, fica sob o título Ferramentas administrativas do menu Iniciar.

A fragmentação dos dados tende a ocorrer conforme o espaço no disco vai sendo preenchido por novos arquivos, já que o Windows procura gravá-los nos clusters vagos que encontra a partir do início das trilhas. Todavia, nem sempre as lacunas abertas com a remoção de um arquivo são suficientes para abrigar outro arquivo, dependendo do tamanho de cada um, e assim uma parte dos dados é gravada nesse espaço livre e o restante, distribuído pelos clusters vagos subsequentes, trilha adiante. O problema é que, conforme esse processo se repete ― milhares, milhões de vezes ―, os arquivo ficam segmentados a tal ponto que recuperá-los é como montar um imenso quebra-cabeça. E quanto mais espalhados os dados estiverem, mais tempo o sistema levará para juntá-los e remontar os arquivos em questão, o que acaba degradando o desempenho do computador como um todo.

Vale frisar que a fragmentação foi minimizada com a adoção do NTFS. Isso porque, com esse sistema, sempre que a gravação de um determinado arquivo é solicitada o Windows procura o primeiro espaço vago capaz de abrigá-lo integralmente, desconsiderando os clusters livres que porventura existam no início do disco.  Não só, mas também por isso, a formatação do drive em NTFS é recomendada nas versões mais recentes do Windows. Só para citar algumas de suas vantagens mais notórias em relação à FAT32, esse sistema se recupera automaticamente de alguns erros de disco, oferece suporte para HDDs de grandes capacidades e aprimora a segurança com o uso de permissões e criptografia. Vejamos isso melhor.

Não é possível utilizar um disco rígido ou qualquer outro dispositivo sem antes proceder à formatação lógica, quando é criada a estrutura que permite ao Windows gravar e ler os dados armazenados na mídia, editá-los, copiá-los, renomeá-los e até mesmo apaga-los. Em suma: sem um sistema de arquivos, os dados seriam apenas um monstruoso conjunto de bits sem utilidade. FAT 16 e FAT 32 são sistemas de arquivos (file systems) usados por padrão nas encarnações do Windows anteriores à XP. A FAT ― sigla de File Allocation Table (tabela de alocação de arquivos) ― era padrão no MS-DOS e no Windows 9x/ME, e consiste numa espécie de tabela que indica onde estão os dados de cada arquivo (como vimos, espaço destinado ao armazenamento é dividido em clusters, e cada arquivo gravado pode ocupar vários clusters, mas não necessariamente sequenciais). Com o advento de drives mais sofisticados e de maior capacidade, a FAT 16 foi promovida a FAT 32 e se tornou padrão para os sistemas operacionais da Microsoft por anos a fio.

Por uma questão de espaço, o resto fica para depois do feriadão. Até lá.

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