Por que a velocidade da minha unidade flash diminui ao copiar?

Após alguns minutos de cópia, fica cada vez mais lento. Por quê?

por exemplo, começa com 20 MByte / s e quando termina com 10 MByte / s.

Vários arquivos, grandes, pequenos, etc.

UPDATE: a pergunta é sobre vários sistemas operacionais, por isso é uma "questão geral"

Esse comportamento não é específico da sua unidade flash, você pode ver isso também com os discos rígidos. Tem a ver com o mecanismo de cache que a maioria dos sistemas operacionais e discos empregam para acelerar pequenas gravações.

Os 20mb / s que você vê são os dados que estão sendo gravados no cache do disco (geralmente memória rápida, mas pequena). Quando esse cache estiver cheio, ele deverá ser liberado para o disco - e agora você estará sendo afunilado pelo disco mais lento.

Exemplo 1: O efeito é realmente pronunciado quando você tem um controlador com um cache grande (como um bom controlador RAID5) em que ~ 500mb de dados podem ser armazenados em cache rapidamente antes de serem liberados no disco.

Exemplo 2: Você pode ver o cache em execução se retirar a unidade flash ao mesmo tempo em que a cópia do arquivo "terminou". Nesse momento, seu arquivo é dividido entre o disco e o cache - portanto, a cópia é "finalizada" no que diz respeito ao sistema operacional, mas o controlador de disco ainda precisa gravar o que resta no cache no disco. Se você colocar a unidade flash novamente e inspecionar o arquivo, verá que não está tudo lá.

Isenção de responsabilidade: esses exemplos não funcionarão se você não tiver o cache de gravação ativado no sistema operacional / no disco.

Além disso, se é não cache de disco no trabalho, então é provável que o que você está vendo é um efeito de fragmentação. À medida que o disco fica cada vez mais cheio, fica disponível um espaço livre menos contíguo e o sistema de arquivos precisa trabalhar mais para encontrar lugares para colocar seus arquivos.

Embora o cache cause parte disso, esse não é o único fator. Se o cache fosse o único fator, esperaríamos que a velocidade de gravação caísse rapidamente de várias centenas de MB / s para a velocidade de gravação real da unidade muito rapidamente e permanecesse lá pelo resto da gravação. No entanto, não é isso que observei ao realizar grandes transferências de e para o disco (por exemplo, gravar imagens de inicialização). Em vez disso, o que observo é que a velocidade diminui gradualmente ao longo de toda a operação.

Essa desaceleração é causada pela remanência de dados no (s) chip (s) flash (s) usado (s) para armazenar os dados, exigindo que alguns dos blocos sejam gravados em mais de uma vez.

Dentro de um chip flash, há um bloco de dados que pode ser gravado. Ao escrever, há apenas duas coisas que o computador pode fazer: ele pode apagar um bloco inteiro ou alterar alguns (ou todos) dos bits em um bloco de 0 para 1.

No entanto, alguns desses blocos são melhores que outros, especialmente em unidades flash de baixa qualidade e, como resultado, ao gravar novos dados nele, alguns bits às vezes podem voltar a 0 sozinhos logo após serem gravados e não mude. Portanto, ao gravar em um bloco, o sistema operacional precisa verificar se todos os dados foram gravados corretamente e, caso contrário, é necessário refazer o bloco gravando os mesmos dados no mesmo bloco duas ou três vezes até que os dados grudem.

Portanto, quando seu computador está gravando um monte de dados na unidade flash, eis uma explicação (não completamente precisa, mas suficientemente boa) de como isso ocorre:

1. Pegue o primeiro conjunto de blocos a ser escrito e escreva todos.
2. Leia todos os blocos que acabamos de escrever e faça uma lista dos que não correspondem
3. Escreva o próximo conjunto de blocos, juntamente com os que não foram escritos corretamente da última vez.
4. Repita 2-3 até que todos os blocos tenham sido escritos corretamente.

Quando o computador está gravando na unidade, está relatando a taxa na qual está gravando blocos na unidade pela primeira vez. Como ele também precisará reescrever blocos anteriores ao mesmo tempo, a taxa de transferência total que pode ser usada para blocos virgens diminui à medida que o número de reescrições que também precisam ocorrer aumenta. Assim, a velocidade aparente de gravação diminui com o tempo.

Quando o arquivo é gravado em uma unidade, seja uma unidade flash USB ou uma unidade de disco rígido, os dados NÃO são / NUNCA são lidos novamente para verificar se correspondem. Isso levaria para sempre. a verificação da gravação é feita pelo hardware (verificação de redundância cíclica) e, se ocorrer um erro, ela será lançada novamente no aplicativo a partir do hardware, detectando um erro. A paralisação que ocorre e diminui a velocidade (mesmo com uma pausa) é causada pela gravação da CPU mais rapidamente do que o dispositivo pode suportar. Você não encontrará isso acontecendo nos discos rígidos internos. Você nunca verá o que realmente está acontecendo em um sistema operacional Windows, mas no Linux você pode ver que a CPU faz uma pausa até que o hardware USB diga OK para continuar