Definição de Buffer

Um buffer é uma pequena área de memória ultra-rápida usada para melhorar a velocidade de acesso a um determinado dispositivo. É encontrado em HDs, gravadores de CD, modems, e muitos outros. Apesar de serem sinônimos, o termo "buffer" é mais usado em relação aos dispositivos anteriormente citados enquanto o termo "cache" é mais usado com relação aos processadores e memória RAM.

Embora não seja tão importante para o desempenho quanto geralmente se pensa, o buffer permite à controladora do HD executar um conjunto de operações úteis para melhorar o desempenho.

Geralmente ao ler um arquivo, serão lidos vários setores seqüenciais. A forma mais rápida de fazer isso é, naturalmente, fazer com que a cabeça de leitura leia de uma vez todos os setores da trilha, passe para a trilha seguinte, passe para a terceira e assim por diante. Isso permite obter o melhor desempenho possível.

O problema é que na prática não é assim que funciona. O sistema pede o primeiro setor do arquivo e só solicita o próximo depois de recebê-lo e certificar-se de que não existem erros.

Se não houvesse nenhum tipo de buffer, a cabeça de leitura do HD acabaria tendo que passar várias vezes sobre a mesma trilha, lendo um setor a cada passagem, já que não daria tempo de ler os setores seqüencialmente depois de todo tempo perdido antes de cada novo pedido.

Graças ao buffer, este problema é resolvido, pois a cada passagem a cabeça de leitura lê todos os setores próximos, independentemente de terem sido solicitados ou não. Após fazer sua verificação de rotina, o sistema solicitará o próximo setor, que por já estar carregado no buffer será fornecido em tempo recorde.

Nos HDs atuais, o buffer pode ser usado também nas operações de escrita. Imagine, por exemplo, que a controladora está ocupada lendo um arquivo longo e o sistema solicita que ela atualize um pequeno arquivo de log. Em vez de precisar parar o que está fazendo, a controladora pode armazenar a operação no buffer e executá-la mais adiante, em um momento de ociosidade.

Nos HDs SATA com NCQ, a controladora possui liberdade para reorganizar as operações, realizando-as de forma que sejam concluídas mais rápido. A controladora passa então a armazenar os dados no buffer, de forma que, depois de concluídas as operações, possa organizar os dados e entregá-los na ordem correta para o sistema.

O espaço excedente é usado para armazenar os últimos arquivos acessados, de forma que eles possam ser fornecidos rapidamente caso sejam requisitados novamente. A principal vantagem de usar um buffer maior seria justamente ter mais espaço para arquivos. A questão é que o sistema operacional também mantém um cache de leitura e gravação utilizando a memória RAM que, por ser maior que o buffer do HD, acaba sendo mais eficiente e também mais rápido, já que o buffer do HD tem sua velocidade de transferência limitada à velocidade da interface IDE ou SATA, enquanto o cache feito pelo sistema operacional está limitado apenas à velocidade de acesso da própria memória RAM.