Что значит кэшировано оперативной памяти

8

Что значит кэшировано оперативной памяти

В одной из наших прошлых статей мы коснулись такого аспекта работы RAM как аппаратно зарезервированная память, объём которой можно посмотреть в Диспетчере задач, переключившись на вкладку «Производительность» и выбрав слева блок «Память». Так вот, помимо этой самой зарезервированной памяти там имеются и другие данные о работе ОЗУ, которые могут вызвать у пользователя вопросы. Например, что такое кэшированная память в Диспетчере задач, почему она иногда занимает так много места, можно и нужно ли предпринимать какие-либо меры с целью её уменьшения?

Такие разные кэши

Кстати, сведения об этой памяти указаны также в оснастке «Монитор ресурсов», в котором она обозначена секцией синего цвета «Ожидание». По сути, кэшированная память представляет собой часть свободной оперативной памяти, выделенной под неиспользуемые данные наиболее приоритетных процессов.

В то же время кэшированная память не привязана жёстко к данным процессам, поэтому её страницы могут быть использованы для записи других, менее приоритетных процессов. Убедиться в этом вы можете сами, открыв пару десятков вкладок в браузере. Вы увидите, что объем доступной кэшированной памяти сразу станет меньше, а всё потому, что зарезервированные страницы были переданы браузеру для записи в них данных вкладок. Из этого следует, что беспокоиться вам нужно не о увеличении размера кэшированной памяти, а скорее наоборот — об уменьшении доступного объёма кэша при отсутствии свободной памяти, выделенной в Мониторе ресурсов голубым цветом.

Также вы можете воспользоваться такой утилитой как EmptyStandbyList, работающей по тому же принципу что и функция Empty Standby List в утилите RAMMap. В отличие от RAMMap, тулза EmptyStandbyList не имеет графического интерфейса, чтобы очистить с её помощью кэшированную память, достаточно просто запустить исполняемый файл. Естественно, через некоторое время кэш снова будет заполнен, если вы хотите это предотвратить, в Планировщике заданий вам нужно создать задачу, которая станет запускать исполняемый файл EmptyStandbyList.exe каждые 2, 3, 5, 10 или сколько вам нужно минут.

и выставьте настройки как показано на скриншоте. Обратите внимание, что в качестве пользователя мы указываем Систему, тогда как по умолчанию задание будет выполняться от имени учётной записи администратора. В условиях запуска (триггеры) указываем интервал между запусками задачи, на вкладке «Действия» указываем путь к исполняемому файлу утилиты. Сохраняем задание и проверяем его работу.

Использовать этот трюк или нет, решать вам. Если вы наблюдаете чрезмерное заполнение RAM-кэша, сопровождающееся снижением производительности в играх или при работе с «тяжёлыми» приложениями, пробуйте, в остальных случаях особого смысла в очистке кэша памяти мы не видим.

Кэшировано много оперативной памяти Windows 10

Можно увидеть, что кэшировано много оперативной памяти в диспетчере задач Windows 10. Пользователям не совсем понятно что это за память. И как большое её количество может повлиять на производительность. Думаю понятно, чем больше ОЗУ тем меньше проблем.

Эта статья расскажет, что такое кэшированная память и почему её очень много в Windows 10. Во время эксперимента файл подкачки был отключён на всех дисках. Многие процессы, службы, библиотеки и программы, при включении компьютера, уже попадают в оперативную память.

Что значит кэшировано памяти

Этот объём памяти (включает зарезервированную и изменённую память), в которой содержаться кэшированные данные и код, предназначены для мгновенного доступа и использования процессами, драйверами и операционной системой.

Например, в диспетчере задач показывает кэшировано 6.0 Гб. В строке Структура памяти смотрим Зарезервировано (5832 Мб). Это и есть память, содержащая кэшированные данные и код, которые прямо сейчас не используются.

В первую очередь система использует свободную память. При нехватке памяти, кэшированная будет переводиться в свободную. Размер кэша уменьшается и менее нужные (давно используемые) данные очищаются.

Монитор ресурсов имеет более подробное описание. Это зарезервированная память, в которой содержаться кэшированные данные, и которая недоступна для использования. При необходимости память освобождается.

Важно! Операционная система установлена на твердотельный SSD накопитель. Сразу исключаем версии с использованием виртуальной памяти Windows 10. Файл подкачки полностью отключён на всех дисках. И все нужные данные кэшируются непосредственно в ОЗУ.

Как очистить кэшированную оперативную память

Удалите неиспользуемые приложения

Все неиспользуемые приложения, особенно те, которые добавляются в автозагрузку, попадают в память. В системе множество программ, которые пользователи не используют, кэшируются, занимают ОЗУ. Вспомните только не убираемую автозагрузку uTorrent в Windows 10.

Запретите использование данных для открытия приложений после перезапуска или обновления. В новой версии параметр назыв. Автоматически сохранять мои перезапускаемые приложения при выходе из системы и перезапускать их после входа.

Много писали о тонкой настройке автозапуска программ Windows 10. Перейдите в расположение Параметры > Приложения > Автозагрузка. И выключите запуск всех ненужных программ перетягиванием ползунков.

Отключение ненужных служб

В системе с каждым обновлением становиться всё больше и больше служб. Хотя для обычного пользователя далеко не все они нужны. Смотрите, как отключить на примере службы криптографии. Более подробно: оптимизация и ускорение Windows 10 для слабых ноутбуков.

Откройте управление службами выполнив команду services.msc в окне Win+R. Теперь достаточно изменить тип запуска ненужной службы на Отключено. Внимательно читайте описание службы, которую Вы отключаете и смотрите её зависимости.

Очистка оперативной памяти

Самый простой способ очистки оперативной памяти — это перезагрузка компьютера. Все данные, которые кэшируются непосредственно в ОЗУ будут очищены. Включение компьютера повторно покажет ситуацию с количеством занятой памяти.

Можно воспользоваться различным софтом для очистки оперативной памяти. В ближайшем будущем такая функциональность будет непосредственно в ОС. Смотрите подробней: как очистить оперативную память на Windows 10.

Как почистить оперативную память компьютера на Windows 11

Приветствуем. Хотите почистить оперативную память ноутбука или компьютера с Windows 11? Предлагаем с нашей инструкцией про очистку ОЗУ. Мы рассмотрим, стоит ли чистить оперативную память и расскажем про то, как очистить оперативную память на Windows 11.

Речь пойдёт про способы очистки оперативной памяти с помощь командной строки, скрипта и специализированных программ.

Что такое кэшированная оперативная память в Windows 11

Зайдите в «Диспетчер задач» (найти можно, нажав правой кнопкой мыши по «Пуску») на вкладку «Производительность» и наведите курсор мышки на свободный раздел. Чаще всего его можно увидеть в центральной части «Структуры памяти». Если вы навели курсор правильно, то увидите появляющуюся надпись: «Зарезервировано. Память, содержащая кэшированные данные и код, которые сейчас не используются». Это именно тот объем памяти, который указан в пункте «Кэшировано».

О чем это говорит?

Кэшированная память – это тот объем, который в данный момент занят, но не используется. Данные, записанные сюда, позже будут использованы в интересах самой системы или какого-то программного обеспечения. И брать их эффективнее именно из оперативной памяти, а не с диска. Размер кэшированного объема ОЗУ напрямую зависит от того, много ли памяти в данный момент простаивает в свободном состоянии. И чем такого свободного объема больше, тем больше пространства может быть кэшировано.

Для поддержки быстродействия в Windows 11 есть целый набор специальных механизмов. Одни их них – кэшированная память. Что касается свободного объема оперативной памяти – то не имеет большого значения, 2 Гб сейчас не используется или 22 для сохранения быстродействия. Поэтому использование части свободного объема в пользу кэширования приносит только пользу. Ощутимое замедление работы Windows 11 начинается именно тогда, когда свободного пространства RAM нет, и кэширование в этом случае обычно не виновато.

Нужна ли очистка оперативной памяти в Windows 11

Начать стоит с того, что очистка оперативной памяти в Windows 11 от кэширования – далеко не всегда целесообразный путь для повышения быстродействия системы. При этом не имеет значения, каким методом вы очищаете кэшированную память – через специальные программы или вручную. Объясняется это тем, что раздел «Кэшировано» освобождается автоматически в тот момент, когда Windows 11 не хватает свободного пространства оперативной памяти.

Когда завершается работа какой-то тяжелой программы, возобновляется прирост числа свободных мегабайт памяти. Так работает в нормальном режиме механизм использования оперативки.

Тем не менее, существуют специальные сторонние программы, направленные на очистку кэшированной ОЗУ в Windows 11 и более ранних вариантах системы. Самым популярным можно считать «EmptyStandbyList.exe». Мы дадим этой программе описание ниже. Есть еще два варианта популярного программного обеспечения для чистки – «Intelligent Standby List Cleaner» и «Mem Reduct».

Использовать подобные приложения просто потому, что Windows 11 стала медленней работать – не рекомендуемый метод, потому как от самого числа свободных Гб быстродействие не зависит. Важно, чтобы свободное пространство было, а очень его много или нет – не имеет значения. Совсем другая ситуация возникает, когда нет свободного объема RAM, а это значит, ее не могут использовать программы. В этом случае освобождение пространства от кэширования принудительно может дать положительный результат.

Как очистить оперативную память компьютера на Windows 11

Освободить оперативную память Windows 11 можно как через специализированное ПО, так и вручную. Ручная очистка не должна проводиться, если вы не понимаете, что отключаете, иначе велик риск навредить системе.

Способ #1: Программа для командной строки «EmptyStandbyList.exe»

Чтобы очистить оперативную память компьютера в Windows 11, прежде нужно загрузить программу по ссылке:

1. Откройте утилиту «Командная строка» с правами администратора.

1. Далее нужно перед командой вписать сначала адрес загруженной программы, а после него сразу прописать команду exe standbylist. Если не знаете, как вручную написать адрес директории, используйте нажатую клавишу «Shift» и правый клик по значку программы. В списке команд выберите «Копировать как путь».

Выполнив все шаги, учтите, что когда вы используете комп, работая в программах, кэшированный объем снова начинает расти.

Способ #2: Как почистить ОЗУ с помощью VBS скрипта

В качестве помощника, который сделает все без вашего вмешательства, можно использовать скрипт. Разберем пошагово, как очистить кэш оперативной памяти Windows 11 этим методом:

1. Правым кликом по фону рабочего стола вызовите контекстное меню.
2. Выберите из списка «Создать»и в подчиненном перечне укажите «Текстовый документ».

1. Дайте файлу имя и откройте его.
2. Далее нужно написать:

• MsgBox «Сделать очистку ОЗУ?»,0,«Очистка оперативной памяти».
• FreeMem=Space(20000000).
• Msgbox «Очистка ОЗУ завершена»,0,«Очистка оперативной памяти».

1. «MsgBox» создает диалоговое окно, снабженное кнопкой «OK». Вы можете вставить свой текст между кавычками, если хотите, но это не обязательно. И можно обойтись и без «MsgBox» вообще. А вот команда «FreeMem» в прописанной нами строке должна очистить 200 Мб оперативки. Это число указывается после параметра «Space» в скобках. Значение выбрано неслучайно – 200Мб можно смело освобождать без вреда для Windows. Как вы уже могли догадаться, это число необязательное и его можно менять по своему усмотрению, опираясь на формулу: «N*1024+00000». Здесь «N» – это тот объем, который вы хотели бы освободить.
2. После того, как текст готов, сохраняйте файл – в меню сверху нажмите «Файл» – «Сохранить как…».

1. Перед вами откроется «Проводник», чтобы вы могли указать путь для сохраняемого файла. Выберите в качестве типа объектов – «Все файлы», а окончание наименования файла замените, указав «.VBS»вместо «.TXT» и нажмите «Сохранить».

После этого скрипт можно запустить.

Способ #3: Как снять задачу с процесса в «Диспетчере задач»

Очистка ОЗУ в Windows 11 через «Диспетчер устройств» осложняется тем, что, будучи новичком, вы не сможете наверняка знать, какие из процессов можно останавливать, а какие нужны системе в обязательном порядке для сохранения работоспособности.

1. Нажмите одновременно три клавиши «Ctrl» + «Shift» + «Esc». На голубом экране выберите «Диспетчер задач» и кликните по нему. В него можно попасть и через меню «Пуск».

1. В окне «Диспетчера» выберите раздел «Память».

1. Из списка теперь выберите тот процесс, который хотите остановить, и нажмите «Снять задачу».

Способ #4: Программа Glary Utilities

«Glary Utilities» – это бесплатная утилита, которая знает, как очистить оперативку на Виндовс 11. Почистить ОЗУ на Windows 11 вы сможете, перейдя в раздел «Модули». Там, в блоке «Оптимизация» вы получите возможность использовать «Оптимизатор памяти».

Способ #5: Программа Wise Memory Optimizer

«Wise Memory Optimizer» помогает следить за состоянием оперативки и другими важными показателями системы. Оптимизация работы Windows 11 происходит в автоматическом режиме. После того, как вы запустили программу, на экран выводится окно, содержащее статистические данные и кнопку «Оптимизация». Вам нужно лишь нажать на нее и дождаться завершения операции.

Способ #6: Программа MemOptimizer

При помощи этой программы вам будет легко доступна очистка оперативной памяти в Windows 11. Программы не всегда показывают состояние оперативной памяти в режиме реального времени. Ценность «MemOptimizer» именно в том, что она показывает вам графический дисплей с активностью ОЗУ. Как только эти значения начинают приближаться к критическим отметкам, вы можете перейти на вкладку «Оптимизация», чтобы освободить ОЗУ.

Меню программы предлагает два варианта очистки. Первый – «Quick Memory Recovery», где предполагается чистка в один клик. Это позволяет быстро и эффективно снизить загруженность оперативной памяти. Второй – «Memory». Здесь можно очищать оперативку как в автоматическом, так и в ручном режиме. Параметры самой очистки поддаются корректировке на ваше усмотрение.

Способ #7: Программа Advanced System Care Free

Очистка кэша оперативной памяти Windows 11 будет доступна вам бесплатно, если вы загрузите и установите «Advanced System Care Free» от IObit. В это ПО уже встроен инструмент для очистки – это «Turbo Boost».

После того, как будет проведена очистка на экране, вы увидите отчет с количеством освобожденной памяти и перечнем остановленных служб. Далее вы можете запустить «RAM Booster» и оставить его активным для чистки памяти. Этот инструмент находится во вкладке «Ускорение».

Мы предложили вам несколько самых разных вариантов очистки памяти на Windows 11. Выберите тот, который вам наиболее понятен, и контролируйте оперативку на своем ПК.

Кэшированная оперативная память Windows 10 — что это и как её очистить

ОС семейства Виндовс кэшируют данные запущенных приложений в оперативную память для ускорения их запуска. Устаревшие сведения обычно выгружаются автоматически, однако иногда требуется проводить их очистку самостоятельно. Сегодня мы рассмотрим то, как выполняется эта процедура в Windows 10.

Способ 2: ATM

Следующий метод очистки кэша RAM заключается в использовании сторонних решений, одним из которых является программа ATM.

Загрузите приложение, воспользовавшись ссылкой «Download ATM».

Запустите исполняемый файл с именем ATM.exe.

Рассмотренная утилита хорошо решает поставленную нами задачу, но обладает довольно громоздким интерфейсом и не имеет локализации на русский язык.

Очистка ОЗУ с помощью программного обеспечения

Вы можете очистить оперативную память с помощью различных инструментов. После этого рабочий стол станет работать намного быстрее. Очистится кэш и, следовательно, произойдет значительное сокращение использования ОЗУ и увеличение свободной памяти.

CleanMem. Качественный и надежный уборщик. Способен уменьшить загруженность до 300 МБ, удваивая оперативную память. Распространяется с мини-монитором, который показывает статистику использования ОЗУ в режиме реального времени. Работать с ним очень просто. Для этого просто запустите cleanmem.exe. Вы можете сохранить ярлык или открыть его в системном трее. Затем появится диалоговое окно UAC, которое в соответствии с вашими настройками спросит «да» или «нет». Дальше просто нажмите «Да», и оперативная память очистится. На графике «Диспетчер задач» вы заметите внезапное уменьшение ОЗУ. Программа очищает кэш. Существует платная и бесплатная версия;

Способ 3: RAMMap

Компания Майкрософт знает о случаях бесконтрольной утечки пространства ОЗУ в кэш, поэтому создала приложение для решения этой проблемы, которое называется RAMMap.

1. Как и в случае первой упомянутой программы, РАММап не требуется устанавливать на компьютер, для работы нужно запустить один из исполняемых файлов.

Что значит кэшировано памяти

Этот объём памяти (включает зарезервированную и изменённую память), в которой содержаться кэшированные данные и код, предназначены для мгновенного доступа и использования процессами, драйверами и операционной системой.

Например, в диспетчере задач показывает кэшировано 6.0 Гб. В строке Структура памяти смотрим Зарезервировано (5832 Мб). Это и есть память, содержащая кэшированные данные и код, которые прямо сейчас не используются.

В первую очередь система использует свободную память. При нехватке памяти, кэшированная будет переводиться в свободную. Размер кэша уменьшается и менее нужные (давно используемые) данные очищаются.

Монитор ресурсов имеет более подробное описание. Это зарезервированная память, в которой содержаться кэшированные данные, и которая недоступна для использования. При необходимости память освобождается.

Важно! Операционная система установлена на твердотельный SSD накопитель. Сразу исключаем версии с использованием виртуальной памяти Windows 10. Файл подкачки полностью отключён на всех дисках. И все нужные данные кэшируются непосредственно в ОЗУ.

Способ 4: Системные средства

Очистку кэша ОЗУ можно произвести и системными средствами, с помощью одной из системных утилит.

1. Вызовите окно «Выполнить» комбинацией клавиш Win+R. Когда оно появится, введите запрос:
   C:\\windows\system32\rundll32.exe

Для 64-разрядных версий «десятки» запрос выглядит так:

Проверьте правильность ввода и нажмите «ОК».

Системные средства довольно эффективны, и обычно не возникает потребности в установке сторонних программ.

Мы рассказали вам о методах очистки кэша оперативной памяти в Windows 10.

Мы рады, что смогли помочь Вам в решении проблемы. Помимо этой статьи, на сайте еще 11945 инструкций. Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам. Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Опишите, что у вас не получилось. Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

Как очистить кэшированную оперативную память

Удалите неиспользуемые приложения

Все неиспользуемые приложения, особенно те, которые добавляются в автозагрузку, попадают в память. В системе множество программ, которые пользователи не используют, кэшируются, занимают ОЗУ. Вспомните только не убираемую автозагрузку uTorrent в Windows 10.

Запретите использование данных для открытия приложений после перезапуска или обновления. В новой версии параметр назыв. Автоматически сохранять мои перезапускаемые приложения при выходе из системы и перезапускать их после входа.

Много писали о тонкой настройке автозапуска программ Windows 10. Перейдите в расположение Параметры > Приложения > Автозагрузка. И выключите запуск всех ненужных программ перетягиванием ползунков.

Отключение ненужных служб

В системе с каждым обновлением становиться всё больше и больше служб. Хотя для обычного пользователя далеко не все они нужны. Смотрите, как отключить на примере службы криптографии. Более подробно: оптимизация и ускорение Windows 10 для слабых ноутбуков.

Откройте управление службами выполнив команду services.msc в окне Win+R. Теперь достаточно изменить тип запуска ненужной службы на Отключено. Внимательно читайте описание службы, которую Вы отключаете и смотрите её зависимости.

Очистка оперативной памяти

Самый простой способ очистки оперативной памяти — это перезагрузка компьютера. Все данные, которые кэшируются непосредственно в ОЗУ будут очищены. Включение компьютера повторно покажет ситуацию с количеством занятой памяти.

Можно воспользоваться различным софтом для очистки оперативной памяти. В ближайшем будущем такая функциональность будет непосредственно в ОС. Смотрите подробней: как очистить оперативную память на Windows 10.

• Значение кэшировано — это объём оперативной памяти, который не используется запущенными программами, занятый кэшированными данными с диска. В большинстве случаев, это те процессы, которые сейчас не используются и находятся в режиме ожидания.
• В диспетчере задач или мониторе ресурсов много памяти кэшировано? Не стоит нервничать. Это ускоряет процесс запуска приложений и открытий различных файлов. Можно с уверенностью утверждать, при необходимости пространства эта память освобождается.
• Можете включить файл подкачки — использование пространства на диске, если недостаточно оперативной памяти. Возможно, даже станет больше доступно ОЗУ. Самый надёжный вариант решения задачи, это добавление дополнительных планок оперативной памяти.

Кэш жесткого диска

В жестких дисках присутствует специализированная оперативная память, выступающая в качестве промежуточного звена для хранения информации. Она предназначена для краткосрочного хранения данных, считанных с носителя, но не поступивших на обработку. Необходимость использования кэша обусловлена разницей в скорости между различными компьютерными компонентами. Сегодня популярны модели дисков с объемом кэша от 32 до 64 Мб.

Кэш жесткого диска

Page-кэш, или как связаны между собой оперативная память и файлы

Ранее мы познакомились с тем, как ядро управляет виртуальной памятью процесса, однако работу с файлами и ввод/вывод мы опустили. В этой статье рассмотрим важный и часто вызывающий заблуждения вопрос о том, какая существует связь между оперативной памятью и файловыми операциями, и как она влияет на производительность системы. Что касается работы с файлами, тут операционная система должна решить две важные проблемы. Первая проблема – удивительно низкая скорость работы жестих дисков (особенно операций поиска) по сравнению со скоростью оперативной памяти. Вторая проблема – возможность совместного использования
единожды загруженного в оперативную память файла разными программами. Взглянув на процессы с помощью Process Explorer, мы увидим, что порядка 15 МБ оперативной памяти в каждом процессе тратится на общие DLL-библиотеки. На моем компьютере в данный момент выполняется 100 процессов, и, если бы не существовала возможность совместного использования файлов в памяти, то около 1,5 ГБ памяти тратилось бы
только на общие DLL-библиотеки
. Это, конечно, неприемлемо. В Linux, программы тоже используют разделяемые библиотеки типа ld.so, libc и других.

К счастью, обе проблемы можно решить, как говорится, одним махом – с помощью страничного кэша (page cache)

. Страничный кэш используется ядром для хранения фрагментов файлов, причем каждый фрагмент имеет размер в одну страницу. Для того, чтобы лучше проиллюстрировать идею страничного кэша, я придумал программу под названием
render
, которая открывает файл
scene.dat
, читает его порциями по 512 байт и копирует их в выделенное пространство в куче. Первая операция чтения будет осуществлена так, как показано на рисунке вверху.

После того, как будут прочитаны 12 KБ, куча процесса render и имеющие отношения к делу физические страницы будут выглядеть следующим образом:

Кажется, все просто, но на деле все, много чего происходит. Во-первых, даже несмотря на то, что наша программа использует обычные вызовы read(), в результате их выполнения в страничном кэше окажется три 4-килобайтных страницы с содержимым файла scene.dat. Многие удивляются, но все стандартные операции файлового ввода / вывода работают через страничный кэш

. В Linux на x86-платформе, ядро представляет файл в виде последовательности 4-килобайтных фрагментов. Если запросить прочтение всего навсего одного байта из файла, то этого приведет к тому, что 4-килобайтный фрагмент, содержащий данный байт, будет целиком прочитан с диска и помещен в страничный кэш. Вообще говоря, в этом есть смысл, потому что, во-первых, производительность при непрерывном чтении с диска (sustained disk throughput) является достаточно высокой, и, во-вторых, программы обычно читают более одного байта из некоторой области файла. Страничный кэш знает о том, какое место в файле занимает каждый скэшированный его фрагмент; это изображено на рисунке как #0, #1, и т.д. В Windows используются 256-килобайтные фрагменты (называемые “
view
”), которые по своему предназначению аналогичны страницам в страничном кэше Linux.

При использовании обычных операций чтения, данные сначала попадают в страничный кэш. Программисту данные доступны порционально, через буфер, и из него он копирует их (в нашем примере) в область в куче. Данный подход к делу является крайне неэффективным – не только тратятся вычислительные ресурсы процессора и оказывается негативное влияние на процессорные кэши, но также происходит напрасная трата оперативной памяти на хранение копий одних и тех же данных

. Если взглянуть на предыдущий рисунок, то будет видно, что содержимое файла scene.dat хранится сразу в двух экземплярах; любой новый процесс, работающий с этим файлом, скопирует эти данные еще раз. Таким образом, вот чего мы добились – несколько уменьшили проблему задержки при чтении с диска, но в остальном потерпели полную неудачу. Однако, решение проблемы существует – это
«отображение файлов в память» (memory-mapped files)
:

Когда программист использует отображение файлов в память, ядро мэппирует виртуальные страницы напрямую в физические страницы в страничном кэше. Это позволяет добиться значительного прироста производительности – в Windows System Programming пишут об ускорении времени выполнения программы на 30% и более по сравнению со стандартными файловыми операциями ввода/вывода. Аналогичные цифры, только теперь уже для Linux и Solaris, приводятся и в книге Advanced Programming in the Unix Environment. С помощью данного механизма можно писать программы, которые будут использовать значительно меньше оперативной памяти (хотя тут многое также зависит от особенностей самой программы).

Как всегда, главное в вопросах производительности – это измерения и наглядные результаты. Но даже и без этого, отображение файлов в память вполне себя окупает. Интерфейс программирования – достаточно приятный и позволяет читать файлы как обычные байты в памяти. Ради всех преимуществ данного механизма не придется чем-то особенным жертвовать, например, читаемость кода никак не пострадает. Как говорится, флаг вам в руки – не бойтесь экспериментировать со своим адресным пространством и вызовом mmap в Unix-подобных системах, вызовом CreateFileMapping в Windows, а также разными оберточными функциями, доступными в высокоуровневых языках программирования.

Когда создается отображение файла в память, его содержимое попадает туда не сразу, а постепенно – по мере, того, как процессор отлавливает page faults, вызванные обращением к еще незагруженным фрагментам файла. Обработчик для такого page fault отыщит нужный page-фрейм в страничном кэше и осуществит мэппирование виртуальной страницы в данный page-фрейм. Если нужные данные до этого не были скэшированы в страничном кэше, то будет инициирована операция чтения с диска.

А теперь, вопрос. Представим, что программа render завершила выполнение, и никаких ее дочерних процессов тоже не осталось. Будут ли при этом тут же высвобождены страницы в страничном кэше, хранящие фрагменты файла scene.dat

? Многие думают, что да – но это было бы неэффективно. Вообще, если попытаться проанализировать ситуацию, то вот что приходит в голову: достаточно часто мы создаем файл в одной программе, она завершает свое выполнение, затем файл используется в другой программе. Страничный кэш должен предусматривать такие ситуации.
И вообще
, зачем ядру
в принципе
избавляться от содержимого страничного кэша? Мы же помним, что скорость работы жесткого диска на пять порядков медленнее оперативной памяти. И если случается так, что данные ранее уже были скэшированы, то нам крупно повезло. Именно поэтому, из страничного кэша ничего не удаляется, по крайней мере до тех пор, пока есть свободная оперативная память. Страничный кэш
не
зависит от какого-то конкретного процесса, наоборот – это такой ресурс, который совместно использует вся система. Неделю спустя, вновь запустим render, и если файл scene.dat все еще находится в страничном кэше — ну, что ж, нам везет! Вот почему размер страничного кэша постепенно растет, а затем его рост вдруг останавливается. Нет, не потому что операционная система – полная фигня, которая съедает всю оперативу. А потому, что так и должно быть. Неиспользуемая оперативная память – это тоже своего рода напрасно растрачиваемый ресурс. Лучше использовать как можно больше оперативной памяти под страничный кэш, чем вообще никак не использовать.

Когда программа делает вызов write(), данные просто копируются в соответствующую страницу в страничном кэше, и она помечается флагом «dirty». Запись непосредственно на сам жесткий диск не

происходит сразу же, и нет смысла блокировать программу в ожидании, пока дисковая подсистема станет доступной. Есть у этого поведения и свой недостаток – если компьютер упадет в синий экран, то данные могут так и не попасть на диск. Именно поэтому критически важные файлы, как например, файлы журнала транзакций баз данных, нужно синхронизировать специальным вызовом fsync() (но вообще, есть еще кэш контроллера жесткого диска, так что и здесь нельзя быть абсолютно уверенным в успешности операции записи). Вызов read() напротив блокирует программу до тех пор, пока диск не станет доступным и данные не будут прочитаны. Для того, чтобы несколько смягчить данную проблему, операционные системы используют т.н. «метод нетерпеливой загрузки» (eager loading), и примером этого метода является
«опережающее чтение» (read ahead)
. Когда задействуется опережающее чтение, ядро производит упреждающую загрузку определенного количества файловых фрагментов в страничный кэш, предвосхищая тем самым последуюшие запросы на чтение. Можно помочь ядру с выбором оптимальных параметров для опережающего чтения, выбрав параметр в зависимости от того, как Вы собираетесь читать файл – последовательно или в произвольном порядке (вызовы madvise(), readahead(), в Windows — cache хинты). Linux использует опережающее чтение для файлов, отраженных в память; насчет Windows я не уверен. Наконец, можно вообще не использовать страничный кэш – за это ответственны флаги O_DIRECT в Linux и NO_BUFFERING в Windows; базы данных так довольно часто и поступают.

Мэппинг файла в память может быть двух типов – или private

, или
shared
. Эти термины обозначают только то, как система будет реагировать на
изменение
данных в оперативной памяти: в случае с shared-мэппингами любое изменение данных будет сбрасываться на диск или будет видимым в других процессах; в случае с private-мэппингами этого не произойдет. Для реализации private-мэппингов, ядро опирается на механизм
copy-on-write
, который основан на определенном использовании записей в page-таблицах. В следующем примере, наша программа render, а также программа render3d (а у меня талант на выдумывание названий программ!) создают private-мэппинг для файла scene.dat. Затем, render пишет в область виртуальной памяти, которая поставлена в соответствие файлу:

То, что записи в page-таблицах являются read-only (см. на рисунке) не должно нас смущать; и это еще не

означает, что мэппинг будет доступен только на чтение. Это просто такой прием, с помощью которого ядро обеспечивает совместное использование страницы разными процессами и оттягивает необходимость создавать копию страницы до самого последнего момента. Глядя на рисунок понимаешь, что термин “private” возможно и не самый удачный, но если вспомнить, что он описывает исключительно поведение при
изменении
данных, то все нормально. У механизма мэппирования есть и еще одна особенность. Допустим, есть две программы, которые не связаны отношениями «родительский процесс – дочерний процесс». Программы работают с одним и тем же файлом, но мэппирют его по-разному – в одной программе это private-мэппинг, в другой – shared-мэппинг. Так вот, программа с private-мэппингом (назовем ее «первой программой») будет видеть все изменения, вносимые второй программой в некоторую страницу,
до тех пор, пока первая программа сама не попытается записать что-нибудь в эту страницу
(что приведет к созданию отдельной копии страницы для первой программы). Т.е. как только отработает механизм copy-on-write, изменения, вносимые другими программами, уже видны не будут. Ядро не гарантирует подобного поведения, но в случае с x86-процессорами так и происходит; и в этом есть определенный смысл, даже с точки зрения того же API.

Что же касается shared-мэппингов, то здесь дела обстоят следующим образом. На страницы выставляются права «read/write», и они просто мэппируются в страничный кэш. Таким образом, кто бы не вносил изменения в страницу, это увидят все процессы. Помимо этого, данные сбрасываются на жесткий диск. Ну и наконец, если страницы на предыдущем рисунке были бы действительно read-only, то page fault, отловленный при обращении к ним, повлек бы за собой ошибку сегментации (segmentation fault), а не отработку логики copy-on-write.

Разделяемые библиотеки также отображаются в память как и любые другие файлы. В этом нет ничего особенного — все тот же private-мэппинг, доступный программисту через вызов API. Далее приводится пример, показывающий часть адресного пространства двух экземпляров программы render, использующих механизм отображения файлов в память. Помимо этого, показаны соответствующие области физической памяти. Таким образом мы можем увязать вместе те концепций, с которыми познакомились в данной статье:

На этом завершим нашу серию из трёх статей, посвященных основам работы памяти. Надеюсь информация была для вас полезной и позволила составить общее представление по данной теме.

Ссылки на статьи серии:

• Организация памяти процесса habrahabr.ru/company/smart_soft/blog/185226 duartes.org/gustavo/blog/post/anatomy-of-a-program-in-memory
• Как ядро управляет памятью habrahabr.ru/company/smart_soft/blog/226315 duartes.org/gustavo/blog/post/how-the-kernel-manages-your-memory
• Page-кэш, или как связаны между собой оперативная память и файлы habrahabr.ru/company/smart_soft/blog/227905 duartes.org/gustavo/blog/post/page-cache-the-affair-between-memory-and-files

Материал подготовлен сотрудниками компании Smart-Soft — smart-soft.ru.

Отключение Superfetch

Одна из функций Windows 10, которая может расходовать значительное количество оперативной памяти, это Superfetch. Данная служба занимается хранением в ОЗУ компьютера сведений о приложениях, службах, процессах и прочем. На компьютере с достаточной мощностью она способна повысить его скорость работы. Но при ограниченной оперативной памяти лучше ее отключить.

Чтобы выключить Superfetch, откройте список служб Windows. Проще всего это сделать, если в поиске вписать “Службы”. И запустить найденное приложение.

Отыщите в списке служб Superfetch, нажмите на нее дважды левой кнопкой мыши, после чего выберите в пункте “Тип запуска” вариант “Отключена”. Сохранить изменения и перезагрузите компьютер.

Зачем нужен кеш?

Кеш-память необходима в связи с тем, что Оперативная память память слишком медленная, чтобы процессор мог выполнять свои инструкции с достаточной скоростью, и мы больше не можем ее ускорять. Решение? Добавьте внутреннюю память в процессор, что позволяет увеличивать масштаб последних данных и инструкций.

Проблема в том, что сделать это чрезвычайно сложно, поскольку заставляет сами программы делать это, тем самым увеличивая циклы процессора. Решение? Создайте память с механизмом, который копирует данные и инструкции, наиболее близкие к тому, что выполняется в данный момент.

Поскольку кеш находится внутри процессора, как только ЦП находит данные внутри него, он выполняет их намного быстрее, чем если бы у него был естественный доступ к ОЗУ.

За что в Windows 10 отвечает процесс «Система и сжатая память»

В предыдущих версиях Виндовс этого процесса не было, однако его задачи выполнял хорошо известный и редко когда сбоивший процесс System. По существу, это один из основных компонентов операционной системы, потребляющий немалый объём оперативки, а временами грузящий центральный процессор и использующий файл подкачки по полной. В «Десятке» увеличенное потребление ресурсов ПК этим процессом не считается сбоем. Как заявляют производители, это результат усовершенствования механизма распределения памяти, за который отвечает функция Compression store, являющаяся составной частью процесса «Система и сжатая память».

Задача процесса заключается в увеличении производительности компьютера, в улучшении работы запущенных пользователем программ, в повышении стабильности Windows 10.

Суть нововведений заключается в следующем. Операционная система для своей работы требует немалого количества памяти, для чего использует как быструю RAM, так и медленный жёсткий диск, на котором создаёт файл подкачки. Скорость обмена данными между CPU и винчестером на несколько порядков меньше, чем с оперативной памятью. Если в последней намечался дефицит, работа ПК сильно замедлялась из-за необходимости частого обращения к диску. Пользователи предыдущих версий Windows наверняка замечали в эти моменты, насколько интенсивно работает винчестер по характерному жужжанию и частому миганию лампочки.

В «Десятке» эту проблему попытались решить, перемещая больше данных в оперативную память, предварительно сжимая их. Разумеется, на шифровку/дешифровку тоже тратится время, но в итоге всё равно получается ощутимый выигрыш по сравнению с обращением к файлу подкачки.

Программный кэш

Представляет собой директорию на жестком диске компьютера, создаваемую программами для непродолжительного хранения информации. Например, браузер сохраняет страницы, просмотренные пользователем. При повторном переходе по введенному адресу браузер сначала обращается к кеш-памяти, чтобы ускорить загрузку страницы и одновременно уменьшить потребление трафика. Размер папки способен варьироваться от разновидности программного обеспечения.

Программный кэш

Видео

Надеюсь, статья помогла разобраться, для чего нужна кэшированная память и в других вопросах, имеющих к ней отношение.

А вдруг и это будет интересно:

Почему бы не подписаться?

Рассылка новых, иногда интересных и полезных, материалов сайта remontka.pro. Никакой рекламы и бесплатная компьютерная помощь подписчикам от автора. Другие способы подписки (ВК, Одноклассники, Телеграм, Facebook, Twitter, Youtube, Яндекс.Дзен)

19.03.2021 в 09:17

Мир вам! Прошу прощение за обращение не по сегодняшней, но я не нашёл, как ещё к вам можно обратиться. У меня на Windows 10 время от времени выскакивает окошко с надписью — «Восстановить параметры безопасности интернета». Что это такое и как их восстановить, чтобы уведомление больше не появлялось?

19.03.2021 в 10:12

Здравствуйте. Возможно, ваш антивирус находит какие-то изменения и показывает такое сообщение? Точнее по описанию я не скажу.

19.03.2021 в 12:34

Удачная статья… У меня другой вопрос, как увеличить размер кэша в памяти, у меня получается так «используется 3гб из 64, размер кэша 2 гб», как «попросить» Виндовоз кушать всё…?

19.03.2021 в 16:40

А вот такие механизмы мне не знакомы и не уверен, что есть. То есть он же не просто так их берет: сначала что-то должно занять память, а потом, перестав работать, не освобождать. И если у вас на первом этапе никто, преимущественно системный, много не потребляет, то и в кэше мы много не увидим.

20.03.2021 в 13:18

нее, а погрузить все работающие файлы (весь виндовоз) в оперативку…, чтоб шибче работало. теоретически 64 гб должно хватить..

21.03.2021 в 07:57

Ну вообще когда вы систему загружаете у вас и так почти все именно работающие файлы Windows в оперативке, библиотеки, которые время от времени бывают нужны — не загружаются, а всё основное — да. А вот если бы это было не так, работать было бы сильно сложнее.

13.04.2021 в 02:06

Хватит только теоретически. И при переполнении будет мгновенный бсод (поэкспериментировать можно, это весело), плюс своп-то все равно будет эмулироваться в ОП. Можно практически отключить файл подкачки и запретить его использование в реестре, но это не даст никакого повышения производительности, абсолютно. Подобный сценарий работает в windows PosReady/industry с заливкой образа с системой в оперативку при старте с помощью ewf фильтра, и дальнейшей работой оттуда. Там это сделано с целью надежности и экономии флешки, дешевого ссд в банкомате, с которого обычно все грузится. WinPe грузится также, из тех же соображений.

19.03.2021 в 14:55

Дмитрий, здравствуйте! Исправьте описку — «Если в диспетчере устройств вы подведёте указатель мыши…» – не в диспетчере устройств, а в диспетчере задач. Всего наилучшего!

19.03.2021 в 16:33

Здравствуйте. Спасибо, сейчас сделаю)

13.04.2021 в 02:18

10-ка еще память жмет, что в общем видно, там в скобочках, но я отключаю вместе с суперфетчем. Для офисно дизайнерско серверных итд нужд весьма полезная штука. Для всего, кроме игр.

Отсутствует кеш или данные не найдены

Одна из самых больших проблем с производительностью — это когда происходит промах в кэше, когда данные не найдены на уровне кеша. Это чрезвычайно опасно для производительности ЦП, вышедшего из строя, поскольку следствием этого является большое количество потерянных циклов процессора, но не менее опасно для ЦП, вышедшего из строя.

При проектировании ЦП тот факт, что общее время поиска всех промахов в кэше вместе со временем поиска больше, чем поиск данных непосредственно в кэше, является ошибкой. Многие проекты ЦП пришлось вернуться к таблице параметров из-за того, что время поиска больше, чем доступ к ОЗУ.

Вот почему архитекторы очень неохотно добавляют дополнительные уровни в архитектуру, потому что да, это должно быть оправдано перед лицом улучшенной производительности.