Je niekedy vhodné mať veľkosť virtuálnej pamäte, ktorá je menšia ako fyzická veľkosť?

Aj keď je * technicky * možné nakonfigurovať veľkosť virtuálnej pamäte menšiu ako fyzická veľkosť RAM, je to takmer nikdy odporúčané pre všeobecné operačné systémy a moderné aplikácie. Tu je zrútenie toho, prečo:

Prečo virtuálna pamäť v prvom rade existuje:

* Prevádzka programy väčšie ako RAM: Hlavným dôvodom je umožniť programy väčšie ako dostupné fyzické RAM. Operačný systém podľa potreby vymení časti pamäte programu medzi RAM a pevným diskom (Swap Space/Page File). Bez virtuálnej pamäte by ste boli prísne obmedzení na množstvo pamäte RAM.

* Ochrana a izolácia pamäte: Virtuálna pamäť poskytuje každý proces svoj vlastný virtuálny adresný priestor. Tým sa zabráni náhodnému (alebo zlomyseľne) prístupu alebo úpravám pamäte patriace k inému procesu. Každý proces si myslí, že má svoju vlastnú špecializovanú pamäť, zjednodušuje programovanie a zlepšenie stability systému.

* Efektívne pridelenie pamäte: Virtuálna pamäť umožňuje OS prideliť pamäť v bezdotátnych blokoch v RAM. Ak sa fyzická pamäť prideľuje priamo, môžete naraziť na problémy s fragmentáciou, kde je dostatok celkového voľného pamäte RAM, ale nie dostatok susediacich blokov na nový proces alebo pridelenie.

* mapovanie pamäte: Virtuálna pamäť umožňuje mapovanie pamäte súborov priamo do adresy procesu. Toto je veľmi efektívny spôsob, ako čítať a zapisovať veľké súbory, pretože OS podľa potreby spracováva načítanie a ukladanie obsahu súboru na stránkach.

Prečo je mať virtuálna pamäť menšia ako fyzická baranka zlá:

* Limits Veľkosť programu: Efektívne obmedzujete maximálnu veľkosť každého programu, ktorý môže spustiť veľkosť virtuálnej pamäte. Toto je významné obmedzenie, najmä s dnešnými veľkými aplikáciami a súborom údajov.

* Zvýšené chyby mimo pamäte: Aj keď kód a údaje programu * sa mohli zmestiť do RAM, OS sa môže stále pokúsiť prideliť virtuálnejší priestor na adresu, ako je k dispozícii, čo vedie k chybám mimo pamäte a zlyhaniam programov.

* Prerušená ochrana pamäte: Aj keď by ste stále mali technicky virtuálne adresné priestory, miera, do akej môže OS používať systém virtuálnej pamäte na ochranu pred problémami s pamäťou, bude prísne obmedzený.

* bráni výkonu systému: Ak máte veľa pamäte RAM, chcete, aby ho OS spravil efektívne. Obmedzenie virtuálnej pamäte bráni tomuto procesu.

Kedy by sa to mohlo zdať * užitočné? (Zriedkavé a konkrétne prípady)

Existujú mimoriadne medzery, v ktorých by sa mohla uvažovať oveľa menšia veľkosť virtuálnej pamäte *, ale sú veľmi špecializované a neodporúčajú sa všeobecným používateľom:

* vložené systémy s obmedzeniami zdrojov: Vo veľmi zabudovaných systémoch obmedzených zdrojom (napr. Mikrokontroléry), kde je RAM extrémne obmedzená a je známa veľkosť programu, môže byť deaktivácia alebo výrazné obmedzenie virtuálnej pamäte výberom návrhu na zníženie zložitosti a režijných nákladov operačného systému. Aj v mnohých zabudovaných systémoch je však minimálny systém virtuálnej pamäte často prospešný.

* Špecializované vedecké výpočty (veľmi zriedkavé): V niektorých veľmi špecifických vysoko výkonných výpočtových scenároch, kde sú vzory prístupu k pamäti mimoriadne predvídateľné a dobre optimistické, a aplikácia je starostlivo navrhnutá tak, aby sa úplne zmestila do RAM, môže existovať teoretický zisk výkonu (veľmi malý) eliminovaním režijného prekladu virtuálnej pamäte. Je to však veľmi pokročilá optimalizačná technika a výhody sú pravdepodobne zanedbateľné v porovnaní s potenciálnymi rizikami.

* ladenie/testovanie (dočasné): Menšia veľkosť virtuálnej pamäte by sa mohla použiť * dočasne * počas ladenia alebo testovania na simuláciu tlaku pamäte a identifikáciu úniku pamäte alebo iných problémov súvisiacich s pamäťou v programe. Toto nie je konfigurácia pre normálne použitie.

Na záver:

Pre takmer všetky moderné počítačové systémy a aplikácie sa dôrazne odporúča mať veľkosť virtuálnej pamäte * aspoň * rovná sa fyzickej veľkosti RAM. Vo väčšine prípadov je ešte lepšie mať výrazne väčší (napr. 1,5 až 2-násobok fyzickej pamäte RAM) na zvládnutie úloh náročných na pamäť a zabránenie chýb mimo pamäte. Výkonnostné výhody virtuálnej pamäte prevažujú nad potenciálnymi nevýhodami v drvivej väčšine situácií. Pokiaľ nie ste veľmi skúseným správcom systému alebo vývojárom zabudovaných systémov pracujúcich na vysoko špecializovanom projekte, mali by ste sa držať predvolených nastavení virtuálnej pamäte poskytovanej operačným systémom.

• Predchádzajúca strana: Ako funguje virtuálna adresa fyzického mapovania v počítačových systémoch? 
• Ďalšia strana: Aké sú výhody použitia Cloud RAM na optimalizáciu výkonu a škálovateľnosti vo virtuálnom prostredí?