Intercalación (almacenamiento en disco)

En dispositivos de almacenamiento en bloques, como discos duros , el entrelazado es una técnica que se utiliza para mejorar el rendimiento de sistemas lentos mediante la colocación de datos a los que se accede secuencialmente en bloques no secuenciales, normalmente sectores . El número de sectores físicos entre sectores lógicos consecutivos se denomina factor de salto de entrelazado o factor de salto . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

Históricamente, el intercalado se utilizó en

• Minimizar las rotaciones perdidas entre instrucciones en computadoras que almacenan instrucciones en una memoria de tambor
• Ordenar el almacenamiento en bloques en dispositivos de almacenamiento como tambores , disqueteras y discos duros . El propósito del entrelazado era ajustar la diferencia de tiempo entre cuando el programa estaba listo para transferir datos y cuando esos datos llegaban realmente al cabezal de la unidad para ser leídos. El entrelazado era común antes de la década de 1990, pero cayó en desuso a medida que aumentaban las velocidades de procesamiento. El almacenamiento en disco moderno no está entrelazado. ^{[ 3 ]} Los sistemas operativos modernos no utilizan el entrelazado para, por ejemplo, archivos de paginación .

El entrelazado se utilizaba para organizar los sectores de la forma más eficiente, de modo que, tras leer un sector, se dispusiera de tiempo para su procesamiento, y el siguiente sector en la secuencia estuviera listo para leerse justo cuando el ordenador lo estuviera. Por lo tanto, ajustar el entrelazado de sectores a la velocidad de procesamiento acelera la transferencia de datos, pero un entrelazado incorrecto puede ralentizar notablemente el sistema.

La información se almacena normalmente en discos en pequeñas partes llamadas sectores o bloques . Estos se organizan en anillos concéntricos llamados pistas , a lo largo de la superficie de cada disco. Si bien puede resultar más sencillo ordenar los bloques directamente en cada pista como 1 2 3 4 5 6 7 8 9, para los primeros dispositivos informáticos el ordenamiento secuencial no era práctico.

Los datos que se van a escribir o leer se guardan en una región especial de memoria reutilizable llamada búfer . Cuando se necesitaba escribir datos, estos se movían al búfer y luego se escribían desde allí al disco. Cuando se leían datos, el proceso inverso transfería los datos primero al búfer y luego a la RAM del sistema . La mayoría de las primeras computadoras no eran lo suficientemente rápidas como para leer un sector, mover los datos del búfer a la RAM del sistema y estar listas para leer el siguiente sector cuando este apareciera bajo el cabezal de lectura.

Si los sectores estuvieran dispuestos en orden directo, después de leer el primer sector, la computadora podría, por ejemplo, tener que procesar los sectores 2, 3 y 4 antes de estar lista para recibir datos nuevamente. La computadora no necesita los sectores 5, 6, 7, 8, 9 ni 1, y debe esperar a que pasen antes de leer el sector 2. Esta espera a que el disco gire hasta el siguiente sector ralentiza la velocidad de transferencia de datos.

Para corregir los retrasos de procesamiento, el entrelazado ideal para este sistema sería 1:4, ordenando los sectores de esta manera: 1 8 6 4 2 9 7 5 3. Lee el sector 1, luego lo procesa mientras pasan los tres sectores 8, 6 y 4, y cuando la CPU vuelve a estar lista, el sector dos llega justo cuando se necesita.

Un entrelazado 1:1 (factor de salto de 0) coloca los sectores secuencialmente: 1 2 3 4 5 6 ... .

Los dispositivos de almacenamiento en bloques modernos no requieren intercalación. Actualmente, los datos se almacenan comúnmente en clústeres (grupos de sectores), y el búfer de datos es lo suficientemente grande como para permitir que todos los sectores de un bloque se lean a la vez sin ningún retraso entre ellos.