为什么机械硬盘的缓存不是越大越好？
机械硬盘的缓存，也就是我们常说的“闪存缓存”或“DRAM缓存”，就像是硬盘内部的一个临时小仓库，用来存放那些最常用、最常访问的数据。它的作用非常直观：当CPU需要访问数据时，如果数据已经在缓存里，硬盘就能立刻提供，省去了机械臂移动和盘片旋转的时间，大大加快了读取速度。听起来，缓存越大，能存的数据就越多，理论上是不是就越好呢？
答案是：不是绝对的，缓存越大并不一定对所有情况都有明显的好处，甚至在某些情况下，过大的缓存反而可能带来一些意想不到的“小麻烦”，或者说性价比不高。 要想弄明白这个问题，咱们得拆解开来看，从几个维度来分析。
1. 缓存的作用原理与局限性
首先，咱们得明白缓存是怎么工作的。机械硬盘的缓存和我们电脑里的内存条（RAM）性质类似，都是高速存储介质。它的核心工作原理是“局部性原理”，也就是说，程序在访问数据时，往往会集中在某一段时间内频繁访问一块数据，或者访问过的数据在不久后还会被再次访问。
命中率是关键： 缓存的效率高低，关键在于“命中率”——CPU请求的数据有多少比例可以直接从缓存里找到。如果命中率高，缓存就能发挥很大作用。如果命中率低，那再大的缓存也只是摆设。
数据替换策略： 缓存的容量是有限的，当新的数据需要写入缓存时，如果缓存已满，就需要将一部分旧数据“踢出去”。这个过程涉及到缓存的替换策略（比如LRU——最近最少使用原则）。
机械硬盘的物理限制： 这是最根本的一点。机械硬盘最慢的部分是什么？是那个需要物理移动的磁头，以及需要旋转的盘片。缓存再快，也无法弥补机械臂寻道和盘片定位所消耗的时间。当需要读取的数据不在缓存里（缓存未命中），硬盘就必须执行一次寻道和旋转操作。即使缓存大了，如果这些“核心慢操作”占了总时间的绝大部分，那么缓存大小对整体性能的提升就会有瓶颈。
2. 为什么“越大越好”遇到瓶颈？
吞吐量瓶颈： 想象一下一个高速公路出口，缓存就是这个出口的通行能力。但是，公路本身（硬盘的读写磁头和盘片）的载货量和速度是有限的。就算出口能同时放行100辆车，如果路上的司机只能一辆一辆地慢慢开，那么增加出口通道的数量，并不会让整体交通流量成倍增加。机械硬盘的缓存就是这个“出口”，而机械臂和盘片转速就是“道路”。一旦机械硬盘本身的物理读写速度成为了瓶颈，再大的缓存也无法让数据传输的速度超越这个物理极限。
随机读写性能的瓶颈： 对于频繁、小块的随机读写操作，机械硬盘的寻道时间是主要的性能杀手。这时候，缓存的作用是“预存”下一批可能需要的数据，或者“暂存”刚刚写完的数据。如果缓存满了，新的随机数据进来，旧的随机数据就得出去，而这些出去的数据可能很快又被需要。这时候，缓存大小的边际效应递减得会非常明显。增加缓存，可能只是让缓存里“暂时不那么常用”的数据多待一会儿，但对于那些真正需要频繁访问的数据，如果它们不是紧密相邻的，缓存依然难以提供“秒回”的效率。
写入缓存（写回策略）： 很多硬盘使用“写回”策略，意思是数据先写到缓存里，然后硬盘慢慢地把缓存里的数据写到盘片上。这样可以大大加快用户感觉到的写入速度，因为CPU很快就能 освободилась (relieved)。但是，如果缓存突然断电，里面的数据就会丢失。所以，这个策略也需要考虑数据安全问题。一个巨大的缓存，如果断电了，丢失的数据量也会更大，这反而会增加数据丢失的风险。更何况，硬盘厂商也需要在成本、容量、性能和稳定性之间做权衡。
3. 缓存的实际影响与市场策略
文件传输的性能提升： 在进行大文件顺序读写时（比如复制一个很大的视频文件），缓存确实能起到一定的加速作用，因为它能预先读入或暂时存放更多的数据块。但即使在这种情况下，硬盘本身的持续读写速度（SATA接口速度、盘片磁密度）仍然是关键限制。
操作系统和应用程序的启动： 操作系统和常用程序在启动时会读取大量文件。缓存的作用在于将这些经常被读取的文件块保存在高速区域，第二次启动时能更快。但这并不是说缓存越大，启动速度就一定是指数级提升。硬盘的随机读取性能依然重要。
市场营销与产品区分： 硬盘厂商为了区分产品线、提升产品吸引力，确实会通过增加缓存容量来标注“高端”或“性能级”产品。这是一种营销策略，就像汽车厂商会说他们的车动力更强劲，即使在日常驾驶中，这种动力优势并不总是能完全发挥出来。对于绝大多数用户来说，他们可能已经无法从超过一定阈值（比如128MB或256MB）的缓存大小中感受到显著的性能提升了。
成本与功耗： 更大的缓存意味着更多的DRAM芯片，这会增加硬盘的制造成本和功耗。厂商需要考虑投入产出比。对于普通用户而言，他们可能更关心的是硬盘的价格和容量，而不是多出那一点点可能感受不到的缓存性能提升。
总结一下，为什么机械硬盘的缓存不是越大越好？
1. 物理性能瓶颈： 机械硬盘的机械结构（磁头寻道、盘片旋转）是其性能的根本限制。即使缓存再大，也无法绕过这个物理瓶颈，尤其是在随机读写场景下。
2. 缓存效率与命中率： 缓存的性能提升取决于数据访问的局部性原则和缓存的命中率。并非所有数据访问模式都能充分利用大缓存。
3. 边际效应递减： 缓存容量增加到一定程度后，其带来的性能提升会越来越不明显。对于大多数用户来说，现有主流硬盘的缓存容量（如64MB, 128MB, 256MB）已经足够应对日常使用。
4. 成本、功耗与数据安全： 过大的缓存会增加成本、功耗，并可能在意外断电时增加数据丢失的风险（尤其是在采用写回策略时）。
5. 市场策略： 厂商也会利用缓存大小作为产品区分和营销的手段。
所以，在选择机械硬盘时，虽然缓存大小是一个参考指标，但更重要的是关注硬盘的转速（RPM）、接口类型（SATA III等）、单碟容量以及品牌口碑和保修。缓存是锦上添花，但基础的机械性能才是决定性的。与其过分追求超大缓存，不如选择一个性能均衡、价格合理的硬盘，并且结合固态硬盘（SSD）来使用，这才是提升电脑整体运行速度最有效的方式。SSD在操作系统、应用程序加载和文件访问方面的优势是机械硬盘无法比拟的，即使是拥有超大缓存的机械硬盘也无法与之抗衡。
答案是：不是绝对的，缓存越大并不一定对所有情况都有明显的好处，甚至在某些情况下，过大的缓存反而可能带来一些意想不到的“小麻烦”，或者说性价比不高。 要想弄明白这个问题，咱们得拆解开来看，从几个维度来分析。
1. 缓存的作用原理与局限性
首先，咱们得明白缓存是怎么工作的。机械硬盘的缓存和我们电脑里的内存条（RAM）性质类似，都是高速存储介质。它的核心工作原理是“局部性原理”，也就是说，程序在访问数据时，往往会集中在某一段时间内频繁访问一块数据，或者访问过的数据在不久后还会被再次访问。
命中率是关键： 缓存的效率高低，关键在于“命中率”——CPU请求的数据有多少比例可以直接从缓存里找到。如果命中率高，缓存就能发挥很大作用。如果命中率低，那再大的缓存也只是摆设。
数据替换策略： 缓存的容量是有限的，当新的数据需要写入缓存时，如果缓存已满，就需要将一部分旧数据“踢出去”。这个过程涉及到缓存的替换策略（比如LRU——最近最少使用原则）。
机械硬盘的物理限制： 这是最根本的一点。机械硬盘最慢的部分是什么？是那个需要物理移动的磁头，以及需要旋转的盘片。缓存再快，也无法弥补机械臂寻道和盘片定位所消耗的时间。当需要读取的数据不在缓存里（缓存未命中），硬盘就必须执行一次寻道和旋转操作。即使缓存大了，如果这些“核心慢操作”占了总时间的绝大部分，那么缓存大小对整体性能的提升就会有瓶颈。
2. 为什么“越大越好”遇到瓶颈？
吞吐量瓶颈： 想象一下一个高速公路出口，缓存就是这个出口的通行能力。但是，公路本身（硬盘的读写磁头和盘片）的载货量和速度是有限的。就算出口能同时放行100辆车，如果路上的司机只能一辆一辆地慢慢开，那么增加出口通道的数量，并不会让整体交通流量成倍增加。机械硬盘的缓存就是这个“出口”，而机械臂和盘片转速就是“道路”。一旦机械硬盘本身的物理读写速度成为了瓶颈，再大的缓存也无法让数据传输的速度超越这个物理极限。
随机读写性能的瓶颈： 对于频繁、小块的随机读写操作，机械硬盘的寻道时间是主要的性能杀手。这时候，缓存的作用是“预存”下一批可能需要的数据，或者“暂存”刚刚写完的数据。如果缓存满了，新的随机数据进来，旧的随机数据就得出去，而这些出去的数据可能很快又被需要。这时候，缓存大小的边际效应递减得会非常明显。增加缓存，可能只是让缓存里“暂时不那么常用”的数据多待一会儿，但对于那些真正需要频繁访问的数据，如果它们不是紧密相邻的，缓存依然难以提供“秒回”的效率。
写入缓存（写回策略）： 很多硬盘使用“写回”策略，意思是数据先写到缓存里，然后硬盘慢慢地把缓存里的数据写到盘片上。这样可以大大加快用户感觉到的写入速度，因为CPU很快就能 освободилась (relieved)。但是，如果缓存突然断电，里面的数据就会丢失。所以，这个策略也需要考虑数据安全问题。一个巨大的缓存，如果断电了，丢失的数据量也会更大，这反而会增加数据丢失的风险。更何况，硬盘厂商也需要在成本、容量、性能和稳定性之间做权衡。
3. 缓存的实际影响与市场策略
文件传输的性能提升： 在进行大文件顺序读写时（比如复制一个很大的视频文件），缓存确实能起到一定的加速作用，因为它能预先读入或暂时存放更多的数据块。但即使在这种情况下，硬盘本身的持续读写速度（SATA接口速度、盘片磁密度）仍然是关键限制。
操作系统和应用程序的启动： 操作系统和常用程序在启动时会读取大量文件。缓存的作用在于将这些经常被读取的文件块保存在高速区域，第二次启动时能更快。但这并不是说缓存越大，启动速度就一定是指数级提升。硬盘的随机读取性能依然重要。
市场营销与产品区分： 硬盘厂商为了区分产品线、提升产品吸引力，确实会通过增加缓存容量来标注“高端”或“性能级”产品。这是一种营销策略，就像汽车厂商会说他们的车动力更强劲，即使在日常驾驶中，这种动力优势并不总是能完全发挥出来。对于绝大多数用户来说，他们可能已经无法从超过一定阈值（比如128MB或256MB）的缓存大小中感受到显著的性能提升了。
成本与功耗： 更大的缓存意味着更多的DRAM芯片，这会增加硬盘的制造成本和功耗。厂商需要考虑投入产出比。对于普通用户而言，他们可能更关心的是硬盘的价格和容量，而不是多出那一点点可能感受不到的缓存性能提升。
总结一下，为什么机械硬盘的缓存不是越大越好？
1. 物理性能瓶颈： 机械硬盘的机械结构（磁头寻道、盘片旋转）是其性能的根本限制。即使缓存再大，也无法绕过这个物理瓶颈，尤其是在随机读写场景下。
2. 缓存效率与命中率： 缓存的性能提升取决于数据访问的局部性原则和缓存的命中率。并非所有数据访问模式都能充分利用大缓存。
3. 边际效应递减： 缓存容量增加到一定程度后，其带来的性能提升会越来越不明显。对于大多数用户来说，现有主流硬盘的缓存容量（如64MB, 128MB, 256MB）已经足够应对日常使用。
4. 成本、功耗与数据安全： 过大的缓存会增加成本、功耗，并可能在意外断电时增加数据丢失的风险（尤其是在采用写回策略时）。
5. 市场策略： 厂商也会利用缓存大小作为产品区分和营销的手段。
所以，在选择机械硬盘时，虽然缓存大小是一个参考指标，但更重要的是关注硬盘的转速（RPM）、接口类型（SATA III等）、单碟容量以及品牌口碑和保修。缓存是锦上添花，但基础的机械性能才是决定性的。与其过分追求超大缓存，不如选择一个性能均衡、价格合理的硬盘，并且结合固态硬盘（SSD）来使用，这才是提升电脑整体运行速度最有效的方式。SSD在操作系统、应用程序加载和文件访问方面的优势是机械硬盘无法比拟的，即使是拥有超大缓存的机械硬盘也无法与之抗衡。
网友意见
在中关村2012年发布这篇文章的时候，还可以喷大炮村只会收钱吹牛逼。可笑的是在2018年这句话却真的变成了现实，虽然原因不太一样。
首先机械硬盘上那个MB级别的缓存，和智能响应（SRT）、傲腾加速、Prime cache这类使用固态硬盘/内存来为机械硬盘加速的缓存还是有明显的不同。也不能和SSHD混合硬盘上那颗8G的NAND相提并论。
机械硬盘上那颗小缓存是归机械硬盘的主控管理的，简单来说就是在SATA传来的数据和盘片的实际操作间加一个缓冲，毕竟HDD的延迟是ms级别的不能像低端SSD一样去掉缓存还能将就用。具体用途参考 @木头龙 的回答。所以这玩意对性能的影响不能说没有，但真的不大，属于参数翻倍了也未必用得出来系列。
比如小白喜闻乐见的LTT就在这个问题上犯错误
傲腾助力! 12T的游戏硬盘能有多快? (英特尔赞助)#linus谈科技
实际上这里不关机重复加载游戏产生的加速效果是Windows磁盘预取的功劳，和机械硬盘上那片MB级的缓存一点关系都没有。我也干过用24G固态加速机械硬盘，结果用来用去都是在用32G内存里的磁盘预取的事。
我这里绝对没有黑Linus的意思，因为他进行了公平地对比测试而且发现了问题，国内的媒体为了突出傲腾加速效果全都是照着Intel新闻通稿瞎扯一通。
为什么在2018年这句话变成现实了呢？因为希捷带头搞的叠瓦式（SMR）磁盘来了。
叠瓦式磁盘是利用读磁头比写磁头小的特性，将本来完全独立的磁道部分重叠起来，进一步提高磁盘储存密度的技术。
但是问题在于，这玩意如果需要进行部分改写的话操作就会非常麻烦，需要把一组叠瓦磁道里的数据都先读出来，再把改写好的数据按顺序写回去。因此缓存需求就明显增大了。
因此新一代的ST2000DM008缓存容量从上一代ST2000DM006的64MB一跃增加到了256MB，不是资本家良心发现而是真的迫不得已啊。
即便如此新一代叠瓦式硬盘的写性能仍然十分堪忧，只适合作为仓库盘使用。
与当年比尔盖茨说640k内存可以满足一切应用一样，这句话就是胡说八道。
原因仅仅在于缓存的价格成本，与其它的无关。
当64k为主流的时候硬盘厂商会宣称64k就够了再大是浪费，当16M为主流的时候厂商会宣称16M就够了多余的缓存反而降低性能，不过现在，主流的缓存尺寸是64M或者128M，随着时间的推移与缓存价格的下降，厂商口中的最佳缓存数量会再次上升，毕竟消费者只需要听起来像真理的东西就够了。
另外，希捷已经实现了内置8G或16Gssd作为机械硬盘缓存（相当于把缓存做到8G或16G），而实测用8G到16G为机械硬盘缓存确实相比64M缓存大幅度提高了机械硬盘的性能。如果在这种事实面前，再说40M就够用，或者再说缓存越大反而性能下降，就是自己打脸了。
这句话是胡说八道。
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