Caching de discos duros Nos ocuparemos en este apéndice de conocer qué funciones cumple el caching de discos duros, su importancia y cuáles son las alternativas disponibles: algunas las utilizamos día a día y desde hace años en Windows de forma transparente, otras hay que activarlas en ese mismo sistema operativo, y algunas son aplicaciones de otros desarrolladores.

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Caching de discos duros ............ 2

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O&O CleverCache 6 ................... 8

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Superfetch ................................. 3

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eBoostr....................................... 9

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ReadyBoost ................................ 6

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Resumen................................... 10

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ReadyDrive ................................. 7

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Actividades............................... 11

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APÉNDICE B. CACHING DE DISCOS DUROS

Caching de discos duros Desde la era de Windows 95, se incluyen métodos en los sistemas operativos para almacenar los datos que ingresan o salen del disco duro, reteniéndolos en la memoria, y, si estos son requeridos nuevamente, el tiempo de respuesta es mínimo. Esto resulta muy útil para aplicaciones y archivos usados con frecuencia. Incluso, antes de esa época, en la era DOS, existía el comando SmartDrive. Si bien las controladoras de disco y sus estándares, los propios discos (velocidad de giro y tecnología de grabación vertical) y sus memorias buffer internas fueron evolucionando desde aquel entonces hasta ahora, la performance de los discos se queda atrás en comparación con la evolución de la memoria RAM, procesadores o tarjetas gráficas.

Figura 1. La carpeta Prefetch dentro del directorio Windows almacena los archivos .EXE recientemente ejecutados. Tecnologías como los arrays RAID en modo stripe o los discos (y buses) UltraWide-SCSI 640 nos acercan bastante a un apartado de almacenamiento masivo acorde con el resto de un potente equipo actual, pero los costos se elevan demasiado. Algo similar ocurre con las nuevas unidades de estado sólido o SSD, que, si bien son de excelente rendimiento, tienen aún algunas desventajas: corta vida útil, costos elevados y escasa capacidad en comparación con las unidades mecánicas.

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DISCOS DUROS

Visto y considerando que el hardware de almacenamiento que ofrece el mercado en la actualidad y que tiene un costo razonable no es lo suficientemente veloz, una buena alternativa para achicar esa brecha es probar con las opciones de software disponibles para acelerar unidades de disco duro, en otras palabras: el caching de discos duros. Algunas de las tecnologías para caching de discos duros que mencionaremos a continuación son: la tecnología ReadyBoost, disponible a partir de Windows Vista, la aplicación eBoostr (un método similar a ReadyBoost, pero compatible con todas las versiones de Windows) y otro software llamado O&O Clever Cache. De todas formas, comenzaremos el recorrido con tecnologías previas, como Prefetch y Superfetch.

Superfetch La tecnología Superfetch es un servicio presente desde Windows Vista, que complementa a otro servicio incluido antes, en Windows XP, llamado Prefetch (traducida al castellano: precarga). Prefetch es un término utilizado en distintos ámbitos. Por ejemplo, se habla de prefetch para referirse a las capacidades de los procesadores al cargar anticipadamente datos en la caché de nivel 1 durante la ejecución de una instrucción, con el fin de agilizar la ejecución de aplicaciones. En el apartado de los navegadores web, se conoce como prefetch a la característica que estos tienen para cargar en la caché información de los sitios web enlazados cuando el navegador se encuentra inactivo (con la finalidad de acelerar la navegación,

PREFETCH PUEDE

pudiendo realizarlo de manera activa cuando se

TRADUCIRSE COMO

indica en el código HTML). También se habla de

PRECARGA. SU

prefetch como un sistema de gestión de memoria empleado en varios sistemas operativos (incluido Linux), que optimiza notoriamente la carga de aplicaciones y servicios en especial durante el

COMPLEMENTO ES SUPERFETCH

inicio del equipo, ya que carga en forma previa la información de estos en la memoria y reduce por tanto el tiempo de arranque.

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Windows almacena estos datos de prefetch en una carpeta llamada prefetch dentro del directorio donde se instaló Windows, en unos archivos de extensión .PF. Para crear estos archivos, el sistema de gestión memoria verifica las consultas a las entradas de la Master File Table del sistema de archivos, reconociendo así qué archivos son los que se intentan cargar y, de esta manera, poder cargarlos previamente a la próxima apertura de la aplicación. Asimismo, prefetch se combina con el Programador de Tareas de Windows para realizar una desfragmentación de forma contigua y según el orden de uso de aquellos archivos que vayan a ser utilizados al iniciar las aplicaciones, sobre todo durante el arranque del equipo. Estos archivos por ubicar en forma contigua vienen señalados en el archivo layout.ini de la propia carpeta prefetch; el trabajo de desfragmentación se realiza con una frecuencia de tres días durante momentos en que el equipo tiene baja actividad.

Figura 2. El panel del servicio Superfetch en Windows permite detenerlo, pero no es aconsejable ya que afecta el rendimiento. Es un servicio disponible en todas las versiones de Windows, desde Vista, que hace un uso intensivo de la memoria partiendo de la

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idea de que es muy común hoy en día trabajar con gran cantidad de memoria libre en los equipos actuales. Para resolver esta mala forma de aprovechar la memoria, Windows carga en la memoria RAM todos los datos que seguramente usará el usuario. Para ello, mantiene un historial de su comportamiento por días, e incluso por horas, de tal forma que, cuando se quiera abrir una aplicación concreta, esta ya esté cargada en la memoria. Así, el proceso de carga será mucho más veloz, aunque como es obvio, para un uso eficiente de Superfetch, se requiere suficiente memoria libre (al menos 1 GB). Superfetch está completamente integrado con prefetch y con el layout.ini; interviene en los procesos de suspensión e hibernación, y es un proceso de baja prioridad que posee un consumo de recursos que no repercute en forma negativa en el rendimiento del equipo, sino que lo mejora

SUPERFETCH NOS AYUDA A PREVENIR

gracias a la innovadora gestión de memoria que

AL MÁXIMO UNA

realiza. A diferencia de los archivos prefetch, los archivos de SuperFetch se almacenan como “Ag*.

POSIBLE PÉRDIDA DE

db” en la misma carpeta que prefetch.

RENDIMIENTO

En definitiva, Superfetch administra los procesos en primero y segundo plano para reducir lo máximo posible la pérdida de

rendimiento; la forma en que logra esto se basa en volver a cargar la información del proceso en la memoria cuando volvemos a tener disponibilidad de esta (por lo general al cerrar un programa). Es ideal para usuarios con mucha memoria RAM y que suelen abrir gran cantidad de aplicaciones al mismo tiempo. Esta implementación también está relacionada con la gestión de la memoria virtual, administrando y relacionándose con otras dos tecnologías similares en Windows: ReadyBoost y ReadyDrive.

¿ACTIVAR O DESACTIVAR SUPERFETCH? Superfetch es un servicio de Windows activado por defecto y no se recomienda desactivarlo. Se obtienen mejores resultados manteniéndolo activo, sobre todo en la carga de archivos usados en el arranque, el escritorio y el resto de las aplicaciones que inician junto con Windows (como antivirus, firewall, etcétera).

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ReadyBoost ReadyBoost es un sistema incluido desde Windows Vista, que logra mejorar el rendimiento general aprovechando la mayor tasa de transferencia en búsquedas aleatorias y la menor latencia que poseen las memorias flash en comparación con el disco duro. De esta forma, podremos usar dispositivos, como pendrives USB, memorias CompactFlash o SD, para almacenar información de la caché del disco.

Figura 3. Al conectar una unidad USB removible, Windows muestra este panel, desde el cual podemos activar la función ReadyBoost. Los resultados con ReadyBoost suelen subir la performance de los discos duros entre un 2 y un 5%. No es una cifra realmente considerable y tampoco conviene invertir en un pendrive USB para lograr ese beneficio. En cambio, si tenemos un pendrive o memoria SD de sobra, quizás no esté de más implementar esta tecnología. Es preferible invertir dinero en más memoria RAM para el sistema.

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Figura 4. La solapa ReadyBoost en las propiedades de una unidad USB removible permite configurar los parámetros de este servicio.

ReadyDrive ReadyDrive se basa en un concepto similar a ReadyBoost, pero para discos duros híbridos, que son unidades con grandes cantidades de buffer o memoria flash ya incorporada. Los discos híbridos mejoran el rendimiento y reducen el consumo de energía al agregar una caché flash no volátil (o NVRAM) adicional a la caché DRAM existente. Recordemos que la memoria del tipo NVRAM no borra su contenido al apagar el equipo y, en este caso, está destinada a almacenar archivos que se cargan durante el inicio del sistema operativo, lo cual reduce el tiempo de inicio del sistema. La tecnología Superfetch se suma a este tipo de unidades híbridas administrando su memoria no volátil y utilizando las reglas de uso de aplicaciones para aumentar todavía más el rendimiento, así como para mejorar los tiempos de arranque del sistema operativo y de carga luego de una hibernación. El mínimo de memoria requerida por ReadyDrive es de 50 MB de NVRAM, y lo recomendable es 120 MB. Esta tecnología no es invención de Microsoft, ya que Intel introdujo el mismo concepto años antes, bajo el nombre de Intel Turbo Memory, sin embargo, no vio la luz en el mercado hasta tiempo después.

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Firmware de arquitectura híbrida Capa de interfaz

Controlador de tráfico

Interfaz de disco

Canal del brazo actuador

Capa de administración de tráfico

Administrador de caché no-volátil

Administrador de buffer DRAM

Memoria DRAM

Controlador de memoria flash

Capa de control de hardware

Flash OneNAND

Figura 5. Esquema de funcionamiento de la tecnología híbrida aplicada a discos duros: mecánica, caché y caché no volátil.

O&O CleverCache 6 O&O es una reconocida empresa que desarrolla software desde hace años, con productos como O&O Defrag como estrella de la casa y otros

MÁS BENEFICIOS DE READYDRIVE Otras de las ventajas de ReadyDrive son: la reducción en el tiempo de acceso aleatorio, y la capacidad para realizar lecturas y escrituras en el disco mientras este se encuentra acelerando, con el consecuente beneficio en rendimiento, en especial tras la hibernación del equipo.

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tantos para recuperación de datos. O&O CleverCache sería un análogo para verificar su funcionamiento y resultados tangibles y si vale la pena abonar los 30 dólares que cuesta su licencia de uso. Se puede descargar desde www.oo-software.com y probarlo durante un período de 30 días sin restricciones. Está disponible en inglés, alemán y francés. Si bien su funcionamiento no es comparable a ReadyBoost, la finalidad es más o menos la misma: acelerar el acceso al disco duro consumiendo una cierta cantidad de memoria RAM. Si bien la velocidad de acceso es notable solo en la carga de aplicaciones, sobre todo en las más pesadas, esta ventaja insume una desventaja: el consumo de una gran cantidad de memoria RAM, cosa que directa o indirectamente nos juega en contra. Este tipo de aplicaciones es aconsejable solo cuando contamos con una gran cantidad de memoria RAM.

Figura 6. Interfaz de O&O CleverCache que muestra las estadísticas de su funcionamiento. Es una aplicación útil para acelerar la carga de programas.

eBoostr Se podría decir que eBoostr es un híbrido entre ReadyBoost y O&O CleverCache, dependiendo de cómo lo configuremos: este software puede utilizar como soporte para alojar la caché de disco, una memoria flash o

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USB, la propia memoria RAM y hasta un disco duro fijo o externo; cada dispositivo por separado o todos simultáneamente, a elección del usuario.

Figura 7. La interfaz de Boostr es simple y funcional. Esta aplicación puede usar la RAM y unidades de disco para acelerar el disco duro. El enlace de descarga de esta aplicación es www.eboostr.com. Una vez instalado, será totalmente funcional durante 2 horas a partir del arranque del equipo, dentro de un período de prueba de 15 días. Su licencia tiene un valor de 30 dólares. Es una aplicación multilenguaje, por lo que una vez instalada podremos elegir entre decenas de idiomas, entre ellos el español.

RESUMEN Conocimos las funciones principales del caching de discos duros y las opciones disponibles. Comenzamos por analizar las tecnologías previas, como prefetch y Superfetch y continuamos comparando la tecnología ReadyBoost, disponible a partir de Windows Vista, la aplicación eBoostr (un método similar a ReadyBoost, pero compatible con todas las versiones de Windows) y el software O&O CleverCache.

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Actividades TEST DE AUTOEVALUACIÓN 1

¿Para qué sirve el caching de discos duros?

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¿Qué son el Prefetch y el Superfetch?

3

¿Cuáles son los requisitos principales para que pueda funcionar la tecnología ReadyBoost?

4

¿Cómo funciona la tecnología ReadyDrive?

5

¿En qué aspectos se asemeja ReadyBoost a la aplicación O&O CleverCache?

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¿Qué ventaja tiene eBoostr por sobre otros métodos y aplicaciones para realizar caching de discos duros?

EJERCICIOS PRÁCTICOS 1

Ejecute el comando “services.msc” para acceder a los Servicios de Windows. Verifique que el servicio Superfetch esté activo y sea de inicio automático.

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Conecte un pendrive USB a su PC. En el panel de Reproducción automática seleccione la opción Aumentar la velocidad del sistema con Windows ReadyBoost. Asigne una determinada cantidad de espacio de la unidad removible destinándola a ReadyBoost.

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Cronometre el tiempo que demora en cargar una aplicación compleja en su equipo (ejemplos: un editor de imágenes, un software de edición de audio o video, etcétera). Tome nota del tiempo que demoró la aplicación en iniciar. Descargue e instale O&O CleverCache. Reinicie su equipo. Con CleverCache activo y funcionando, vuelva a cronometrar el tiempo de inicio de la misma aplicación que antes para estimar de cuánto es el beneficio en el tiempo de carga.

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