swap память что это
Виртуальная память: Что это и как ее увеличить?
Виртуальная память — что это?
Виртуальная память является подкачкой (дополнением) оперативной памяти. Она присутствует практически во всех операционных системах.
При запуске ресурсоемких программ у нас постоянно возникает потребность в виртуальной памяти. По этому сегодня мы рассмотрим подробный обзор «что это такое?» и как мы можем ее изменить в лучшую сторону.
Что такое виртуальная память?
Виртуальная память (Virtual Memory, ВП) — это метод управления памятью компьютера, использующий для работы файл подкачки (swap file). При недостатке существующего объема ОЗУ, позволяет запускать на ПК более ресурсозатратные программы. В таком случае данные приложения автоматически перемещаются между основной памятью и вторичным хранилищем.
Виртуальная память так же обладает рядом достоинств:
За счет ее использования компьютер способен изолировать запущенные процессы друг от друга и рационально распределять RAM.
Как узнать объем файла подкачки (swap file)
Файл подкачки хранится на винчестере компьютера. Если для работы устройства используется несколько жестких дисков, то он будет расположен на самом быстром из них. Определить объем ВП можно с использованием стандартных средств Windows или специального софта.
Размер свапа подкачки можно узнать через штатную утилиту «Системный монитор».
Для этого:
При определении размера ВП система исходит не из объема ОЗУ, а из задач, которые выполняются на устройстве. Поэтому для определения размера необходимо запустить приложения и компоненты, которые обычно используются компьютером и посмотреть пиковое значение свапинга в течение этого сеанса. Он и будет определять величину файла подкачки.
Dump File и его типы
Swap используется не только для расширения физической памяти, но и для создания аварийных дампов при возникновении «внештатных» аварийных ситуаций.
Как это работает:
Таким образом при автоматическом выборе размера свапа, Windows руководствуется настройками для создания аварийного дампа.
Загрузка и восстановление
Дампы можно разделить на 4 типа:
В него записывается все содержимое RAM на момент незапланированного завершения работы. С учетом этой информации файл подкачки должен иметь размер равный физической памяти компьютера +1 МБ (используется для создания записи в системном журнале).
В него записывается только информация и память, выделенная для ядра операционной системы. Он занимает сравнительно меньше места и его объема достаточно, чтобы Windows могла определить причины аварийного завершения работы.
Записывает только самую необходимую информацию для выявления причин аварийного сбоя. Здесь находится стоп-код и описание самой ошибки, дополнительно указываются загруженные на устройство драйвера и перечень запущенных процессов.
Доступен только для операционных систем семейства Windows начиная от восьмерки и выше, либо Server 2012. Представляет собой аналог дампа ядра, но с тем отличием, что система может постоянно менять размер файла подкачки, позволяя ей выбирать оптимальный для работы вариант.
Как изменить Dump File
Перед тем, как менять размер виртуальной памяти, необходимо правильно определить и выбрать тип дампа. Сделать это можно используя штатные инструменты Windows. Для этого выполните следующие действия:
Загрузка и восстановление
Как изменить объем виртуальной памяти через быстродействие
Запустите системную утилиту «Выполнить» одновременным нажатием клавиш Windows+R или откройте ее через Пуск. После этого:
По умолчанию система определяет размер полностью в автоматическом режиме. Это наиболее оптимальная опция для Windows. При изменении объема свапа вручную важно, чтобы новый размер виртуальной памяти был не менее существующего, в противном случае возможны сбои в работе ПК.
Как добавить виртуальную память на Windows
Как правило, среднестатистическому пользователю достаточно того объема ВП, которая выделяется устройством автоматически. Если на ПК мало физической RAM, то увеличить ее объем можно за счет свапа.
Для этого:
Рекомендации по использованию виртуальной памяти
Если вы не знаете, какой оптимальный объем для свапа выбрать и на что это будет влиять, то далее мы предлагаем ознакомиться вам с небольшими советами, которые помогут увеличить быстродействие ПК.
Итак, рассмотрим ряд советов:
После манипуляций с настройками компьютера и изменением размера ВП лучше перезагрузить компьютер (хотя это не всегда обязательно) и запустить специальную утилиту для дефрагментации. Это поможет переместить его ближе к началу раздела, чтобы система получала к нему моментальный доступ.
Так же подробно про ВП можно посмотреть в видеоролике ниже:
Виртуальная память или файл подкачки
В видео рассматривается оптимальный размер файла подкачки
Сегодня мы ответили на вопрос «Виртуальная память, что это? И для чего она нужна?». Она помогает значительно повысить быстродействие системы и используется для хранения информации при сбоях. По умолчанию объем файла подкачки регулируется Windows полностью в автоматическом режиме.
Если пользователь хочет указать его самостоятельно, то для этого необходимо учесть выбранный тип дампа (либо отключить его). Объем виртуальной памяти зависит от дампа и общего объема RAM.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
В защиту swap’а [в Linux]: распространенные заблуждения
Прим. перев.: Эта увлекательная статья, в подробностях раскрывающая предназначение swap в Linux и отвечающая на распространённое заблуждение на этот счёт, написана Chris Down — SRE из Facebook, который, в частности, занимается разработкой новых метрик в ядре, помогающих анализировать нагрузку на оперативную память. И начинает он своё повествование с лаконичного TL;DR…
Предисловие
Работая над улучшением и использованием cgroup v2, я успел поговорить со многими инженерами об их отношении к управлению памяти, особенно о поведении приложения под нагрузкой и об эвристическом алгоритме операционной системы, используемым «под капотом» для управления памятью.
Повторяющейся темой этих обсуждений стал swap. Тема swap активно оспаривается и плохо понимается даже теми, кто проработал с Linux долгие годы. Многие воспринимают его как нечто бесполезное или очень вредное — мол, это пережиток прошлого, когда памяти было мало и диски являлись необходимым злом, предоставляющим столь нужное пространство для подкачки. И до сих пор, все последние годы, я достаточно часто наблюдаю споры вокруг этого утверждения: немало дискуссий провёл и я сам с коллегами, друзьями, собратьями по индустрии, помогая им понять, почему swap — это по-прежнему полезная концепция на современных компьютерах, имеющих гораздо больше физической памяти, чем в былые времена.
Широкое недопонимание существует и насчёт предназначения swap’а: многие люди видят в нём лишь «медленную дополнительную память» для использования в критических ситуациях, но не понимают его вклад в адекватное функционирование операционной системы в целом при нормальной нагрузке.
Многие из нас слышали такие распространённые фразы о памяти: «Linux использует слишком много памяти», «swap должен быть вдвое больше размера физической памяти» и т.п. Эти заблуждения легко развеять и их обсуждения стали более точными в последние годы, однако миф о «бесполезном» swap гораздо больше завязан на эвристику и таинство, которые не поддаются объяснению с простой аналогией, — для его обсуждения требуется более глубокое понимание управления памятью.
Введение
Сложно говорить, почему наличие swap’а и перемещение в него страниц памяти — хорошо при нормальной работе, не разделяя понимание некоторых базовых нижележащих механизмов в управлении памятью в Linux, поэтому давайте убедимся, что говорим на одном языке.
Типы памяти
В Linux существует множество различных типов памяти, и у каждого из этих типов есть свои свойства. Понимание их особенностей — ключ к пониманию, почему swap важен.
Например, есть страницы («блоки» памяти, обычно по 4k), ответственные за хранение кода для каждого процесса, запущенного на компьютере. Есть также страницы, ответственные за кэширование данных и метаданных, относящихся к файлам, к которым обращаются эти программы для ускорения своих обращений в будущем. Они являются частью страничного кэша [page cache], и далее я буду на них ссылаться как на файловую [file] память.
Есть и другие типы памяти: разделяемая память, slab-память, память стека ядра, буферы и иные, — но анонимная память и файловая память известны лучше других и просты для понимания, поэтому именно они будут использоваться в примерах, которые, впрочем, равносильно применимы и к другим типам.
Память с высвобождением и без
В размышлениях о конкретном типе памяти одним из главных вопросов становится возможность её высвобождения. «Высвобождение» [reclaim] означает, что система может, без потери данных, удалить страницы этого типа из физической памяти.
Для некоторых типов страниц это сделать весьма просто. Например, в случае чистой [clean], т.е. немодифицированной, памяти страничного кэша мы просто кэшируем для лучшей производительности то, что уже есть на диске, поэтому можем сбросить страницу без необходимости в каких-либо специальных операциях.
Для некоторых типов страниц это возможно, но непросто. Например, в случае грязной [dirty], т.е. модифицированной, памяти страничного кэша мы не можем просто сбросить страницу, потому что на диске ещё нет произведённых модификаций. Поэтому необходимо или отказаться от высвобождения [reclamation], или перенести наши изменения обратно на диск перед тем, как сбрасывать эту память.
Для некоторых типов страниц это невозможно. Например, упомянутые раньше анонимные страницы могут существовать только в памяти и никаком ином резервном хранилище, поэтому их необходимо хранить здесь (т.е. в самой памяти).
О природе swap’а
Если поискать объяснения, зачем нужен swap в Linux, неизбежно находятся многочисленные обсуждения его предназначения просто как расширения физической RAM для критических случаев. Вот, например, случайный пост, который я вытащил из первых результатов в Google по запросу «what is swap»:
«По своей сути swap — это экстренная память; запасное пространство для случаев, когда система на какое-то время нуждается в большем количестве физической памяти, чем доступно в RAM. Она считается «плохой» в том смысле, что медленная и неэффективная, и если системе постоянно требуется использовать swap, очевидно, ей не хватает памяти. [..] Если у вас достаточно RAM для удовлетворения всех потребностей и вы не ожидаете её превышения, вы можете прекрасно работать и без swap-пространства».
Поясню, что я вовсе не обвиняю автора этого комментария за содержимое его поста — это «общеизвестный факт», признаваемый многими системными администраторами Linux и являющийся, пожалуй, одним из наиболее вероятных ответов на вопрос о swap’е. К сожалению, это вдобавок и неправильное представление о предназначении и использовании swap’а, особенно на современных системах.
Как я уже писал выше, высвобождение анонимных страниц «невозможно», поскольку анонимные страницы по своей природе не имеют резервного хранилища, к которому можно обратиться при удалении данных из памяти, — таким образом, их высвобождение приведёт к полной утере данных из соответствующих страниц. Однако… что будет, если мы смогли бы создать такое хранилище для этих страниц?
Вот именно для этого и существует swap. Swap — область хранения для этих, кажущихся «невысвобождаемыми» [unreclaimable], страниц, позволяющая отправлять их на устройство хранения по запросу. Это означает, что их можно начинать считать такими же доступными для высвобождения, как и их более простые в этом смысле друзья (вроде чистых файловых страниц), что позволяет эффективнее использовать свободную физическую память.
Swap — это преимущественно механизм для равного высвобождения, а не для срочной «дополнительной памяти». Не swap замедляет работу вашего приложения — замедление происходит из-за начала совокупной конкуренции за память.
Итак, в каких же ситуациях это «равное высвобождение» будет оправданно выбирать высвобождение анонимных страниц? Вот абстрактные примеры некоторых не самых редких сценариев:
Что происходит с использованием swap и без него
Давайте посмотрим на типовые ситуации и к чему они приводят при наличии и отсутствии swap. О метриках «конкуренции за память» я рассказываю в докладе про cgroup v2.
Без конкуренции или с малой конкуренцией за память
С умеренной или высокой конкуренцией за память
При временных всплесках в потреблении памяти
Окей, я хочу системный swap, но как его настроить для конкретных приложений?
Вы же не думали, что в этой статье не будет упоминаний использования cgroup v2?
И в этом вопросе нельзя просто положиться на OOM killer. Потому что OOM killer вызывается только в самых критичных ситуациях, когда система уже оказалась в значительно нездоровом состоянии и, возможно, находилась в нём некоторое время. Необходимо самостоятельно и оппортунистически разрешить ситуацию ещё до того, как задумываться об OOM killer’е.
Тем не менее, выявить давление на память достаточно трудно с помощью традиционных счётчиков памяти в Linux. Нам доступно нечто, что каким-то образом относится к проблеме, однако скорее по касательной: потребление памяти, количество операций сканирования страниц и т.п. — и по одним этим метрикам очень трудно отличить эффективную конфигурацию памяти от той, что приводит к конкуренции за память. У нас есть группа в Facebook, возглавляемая Johannes’ом и работающая над новыми метриками, упрощающими демонстрацию давления на память, — это должно помочь нам в будущем. Больше информации об этом можно получить из моего доклада про cgroup v2, где я начинаю подробнее рассказывать об одной из метрик.
Тюнинг
Сколько же swap’а мне тогда нужно?
В общем случае минимальное количество swap-пространства, требуемого для оптимального управления памятью, зависит от количества анонимных страниц, которые привязаны к пространству памяти и к которым редко обращается приложение, а также от стоимости высвобождения этих анонимных страниц. Последнее — это в большей степени вопрос о том, какие страницы больше не должны удаляться, чтобы уступить место тем анонимным страницам, к которым редко обращаются.
Если у вас достаточно дискового пространства и свежее (4.0+) ядро, большее количество swap’а почти всегда лучше, чем меньшее. В более старых ядрах kswapd — один из процессов ядра, что отвечает за управление swap’ом, — исторически слишком усердствовал в перемещении памяти в swap, делая это тем активнее, чем больше swap’а было доступно. В последнее время поведение swapping’а при наличии большого swap-пространства значительно улучшили. Так что, если вы работаете с ядром 4.0+, большой swap не приведёт к чрезмерному swapping’у. В общем, на современных ядрах нормально иметь swap размером в несколько гигабайт, если такое пространство у вас есть.
Если же дисковое пространство ограничено, ответ в действительности зависит от компромисса, на который вы готовы пойти, и особенностей окружения. В идеале у вас должно быть достаточно swap’а, чтобы система оптимально функционировала при нормальной и пиковой (по памяти) нагрузке. Рекомендую настроить несколько тестовых систем с 2-3 Гб swap’а или более и понаблюдать, что происходит на протяжении недели или около того в разных условиях нагрузки (на память). Если на протяжении этой недели не случалось ситуаций резкой нехватки памяти, что означает недостаточную пользу такого теста, всё закончится занятостью swap’а небольшим количеством мегабайт. В таком случае, пожалуй, разумно будет иметь swap хотя бы такого размера с добавлением небольшого буфера для меняющихся нагрузок. Также atop в режиме логирования в столбце SWAPSZ может показать, страницы каких приложений попадают в swap. Если вы ещё не используете эту утилиту на своих серверах для логирования истории состояний сервера — возможно, в эксперимент стоит добавить её настройку на тестовых машинах (в режиме логирования). Заодно вы узнаете, когда приложение начало перемещать страницы в swap, что можно привязать к событиям из логов или другим важным показателям.
Ещё стоит задуматься о типе носителя для swap’а. Чтение из swap имеет тенденцию быть очень случайным, поскольку нельзя уверенно предсказать, у каких страниц будет отказ и когда. Для SSD это не имеет особого значения, а вот для вращающихся дисков случайный ввод/вывод может оказаться очень дорогим, поскольку требует физических движений. С другой стороны, отказы у файловых страниц обычно менее случайны, поскольку файлы, относящиеся к работе одного запущенного приложения, обычно менее фрагментированы. Это может означать, что для вращающегося диска вы можете захотеть сместиться в сторону высвобождения файловых страниц вместо swapping’а анонимных страниц, но, опять же, необходимо протестировать и оценить, как будет соблюдаться баланс для вашей рабочей нагрузки.
Для пользователей ноутбуков/десктопов, желающих использовать swap для перехода в спящий режим [hibernate], этот факт также необходимо учитывать, поскольку swap-файл тогда должен как минимум соответствовать размеру физической оперативной памяти.
Какой должна быть настройка swappiness?
Это означает, что vm.swappiness — это по существу просто соотношение дорогой анонимной памяти, которую можно высвобождать и приводить к отказам, в сравнении с файловой памятью для вашего железа и рабочей нагрузки. Чем ниже значение, тем активнее вы сообщаете ядру, что редкие обращения к анонимным страницам дороги для перемещения в swap и обратно на вашем оборудовании. Чем выше это значение, тем вы больше говорите ядру, что стоимость swapping’а анонимных и файловых страниц одинакова на вашем оборудовании. Подсистема управления памятью будет по-прежнему пытаться решить, помещать в swap файловые или анонимные страницы, руководствуясь тем, насколько «горяча» память, однако swappiness склоняет подсчёт стоимости в пользу большего swapping’а или большего пропуска кэшей файловой системы, когда доступны оба способа. На SSD-дисках эти подходы практически равны по стоимости, поэтому установка vm.swappiness = 100 (т.е. полное равенство) может работать хорошо. На вращающихся дисках swapping может быть значительно дороже, т.к. в целом он требует случайного чтения, поэтому вы скорее всего захотите сместиться в сторону меньшего значения.
Реальность же в том, что большинство людей не имеют представления о том, чего требует их железо, поэтому настроить это значение, основываясь лишь на инстинкте, затруднительно — это вопрос, требующий личного тестирования с разными значениями. Можно также заняться анализом состава памяти вашей системы, основных приложений и их поведения в условиях небольшого высвобождения памяти.
Как увеличить файл подкачки в Windows 7, Windows 10 и Windows 11
Увеличение размера файла подкачки является одним из самых простых способов улучшения производительности компьютера. Выполнение этого действия особенно полезно на слабых персональных устройствах. В этом руководстве мы расскажем о том, как увеличить размер файла подкачки в операционных системах Windows 7 и Windows 10.
Для чего нужен файл подкачки
Файл подкачки используется для наращивания размера оперативной памяти. В случае её нехватки операционная система в первую очередь обращается к файлу подкачки на жёстком диске для компенсации недостающего места. Это помогает избежать несвоевременного заполнения оперативной памяти и обойти все сопутствующие проблемы. Для этого создаётся специальный файл подкачки в формате «pagefile.sys», в котором и хранятся все не поместившиеся данные.
В большинстве случаев это позитивно сказывается на производительности системы и ускоряет работу всех программ на компьютере. Особенно полезно увеличить размер файла подкачки на персональных компьютерах, оперативная память которых задействует до 4-8 Гб. При наличии 16 Гб оперативной памяти и более выполнение нижеуказанных действий в большинстве случаев не требуется.
Как увеличить файл подкачки в Windows 7 и Windows 10
В инструкции ниже указаны все необходимые действия для успешного увеличения файла подкачки в Windows. Стоит учесть, что его размер устанавливается по умолчанию, и он размещается на одном и том же диске вместе с данными этой операционной системы. Мы не рекомендуем использовать файл подкачки в разделе с Windows, поэтому советуем перенести его в другое хранилище. Для увеличения файла подкачки необходимо выполнить несколько шагов (инструкция для Windows 7 и Windows 10 отличается только начальным этапом).
При использовании Windows 7 нажимаем правой кнопкой мыши на ярлыке «Мой компьютер» и открываем «Свойства». При отсутствии ярлыка на рабочем столе можно открыть «Панель управления», перейти в раздел «Система и безопасность» и воспользоваться пунктом «Система».
При использовании Windows 10 нажимаем правой кнопкой мыши на ярлыке «Этот компьютер» для Windows 10 и открываем «Свойства». При отсутствии ярлыка на рабочем столе для перехода в нужное окно необходимо открыть «Параметры», ввести в поиск «О компьютере» без кавычек и нажать на появившийся раздел левой кнопкой мыши.
Нажимаем на кнопку «Дополнительные параметры системы».
В разделе «Дополнительно» находим пункт «Быстродействие» и нажимаем кнопку «Параметры».
Открываем вкладку «Дополнительно» и в пункте «Виртуальная память» нажимаем «Изменить».
Снимаем галочку с пункта «Автоматически выбирать объём файла подкачки» при наличии.
Выбираем в списке ниже желаемый жёсткий диск для установки файла подкачки (желательно использовать хранилище без файлов операционной системы) и активируем маркер «Указать размер». Вводим минимальное значение в пункт «Исходный размер (МБ)» и максимальное в «Максимальный размер (МБ)». Сохраняем результат при помощи кнопки «Задать» и нажимаем «ОК» для выхода из меню. Перезагружаем компьютер для применения изменений.
Для оптимальной работы устройства минимальный размер файла подкачки должен соответствовать размеру оперативной памяти, при этом максимальный размер чаще всего устанавливается в два раза больше. Например, при использовании в компьютере 4 Гб необходимо установить минимально 4 Гб, а максимально 8 Гб, как указано на скриншоте выше. При наличии большего объёма памяти рекомендуется установить размер файла подкачки по выбору системы.
Также можно установить статический объём файла подкачки. В этом случае он не может быть фрагментирован, а соответственно ни при каких обстоятельствах не снизит скорость работы Windows.
Как включить функцию очищения файла подкачки
При работе компьютера некоторые данные при необходимости попадают в файл подкачки. Избежать его полноценного заполнения можно при помощи своевременного очищения. Для этого достаточно установить функцию очищения файла подкачки перед каждым завершением работы компьютера. Для это потребуется выполнить несколько простых шагов (указанная ниже инструкция одновременно подходит для Windows 7 и Windows 10). Этот способ работает только для пользователей профессиональных версий Windows и выше, так как в более простых вариациях операционной системы, например, в Windows Домашняя (Home) отсутствуют локальные политики.
Зажимаем комбинацию клавиш «Win+R» для вызова окна «Выполнить» и вводим «secpol.msc» без кавычек. Нажимаем кнопку «ОК» для открытия окна «Локальная политики безопасности».
Раскрываем слева папку «Локальные политики» и открываем «Параметры безопасности».
Находим в списке политику «Завершение работы: очистка файла подкачки виртуальной памяти» и щёлкаем на неё двойным нажатием левой кнопки мыши.
Ставим маркер возле опции «Включён» и сохраняем изменения при помощи клавиши «Применить».
Теперь перед каждым выключением компьютера операционная система автоматически будет очищать файл подкачки.
Как перенести файл подкачки
Процесс переноса файла подкачки похож на вышеуказанные действия по его увеличению. К тому же в Windows можно одновременно создать вспомогательное хранилище для оперативной памяти на нескольких жёстких дисках. Стоит учесть, что это никак не повысит производительность компьютера, поэтому не рекомендуется использовать сразу несколько файлов подкачки. Для его переноса необходимо сделать несколько простых действий (инструкция для Windows 7 и Windows 10 отличается только начальным этапом).
При использовании Windows 7 нажимаем правой кнопкой мыши на ярлыке «Мой компьютер» и открываем «Свойства». При отсутствии ярлыка на рабочем столе открываем «Панель управления», переходим в раздел «Система и безопасность» и воспользуемся пунктом «Система».
При использовании Windows 10 нажимаем правой кнопкой мыши на ярлыке «Этот компьютер» для Windows 10 и открываем «Свойства». При отсутствии ярлыка на рабочем столе для перехода в нужное окно необходимо открыть «Параметры», ввести в поиск «О компьютере» без кавычек и нажать на появившийся раздел левой кнопкой мыши.
Нажимаем на кнопку «Дополнительные параметры системы».
В разделе «Дополнительно» находим пункт «Быстродействие» и нажимаем кнопку «Параметры».
Открываем вкладку «Дополнительно» и в пункте «Виртуальная память» нажимаем «Изменить».
Снимаем галочку с пункта «Автоматически выбирать объём файла подкачки» при наличии.
Выбираем в списке используемый диск с файлом подкачки, применяем маркер «Без файла подкачки» и сохраняем действие при помощи кнопки «Задать».
Выбираем отличный от предыдущего диск и устанавливаем все необходимые значения, как по инструкции выше.
Нажимаем поочерёдно кнопки «Задать» и «ОК» для сохранения изменений.
Как увеличить файл подкачки в Windows 11
Процесс увеличения файла подкачки в Windows 11 в значительной мере не отличается от предыдущих операционных систем. В инструкции ниже указаны все действия для его увеличения. Для начала откройте «Параметры» (Settings) Windows при помощи комбинации «Win+I» и перейдите в раздел «Система».
Переходим до самого низа по меню слева и нажимаем кнопку «О программе» (About). Пролистываем открывшееся окно вниз и используем пункт «Дополнительные параметры системы» (Advanced system settings) для перехода дальше.
Следуем во вкладку «Дополнительно» (Advanced) и в разделе «Быстродействие» (Performance) нажимаем на «Параметры» (Settings).
В новом окне также переходим в раздел «Дополнительно» (Advanced) и используем кнопку «Изменить» (Change) для входа в окно «Виртуальная память» (Virtual Memory).
Убираем галочку с пункта «Автоматически выбирать объём файла подкачки» и устанавливаем маркер «Указать размер» (Custom size). Вводим все данные по указанному принципу в разделе «Как увеличить файл подкачки в Windows 7 и Windows 10».