Технологія стислій пам`яті в os x 10.9 mavericks

Більше ресурсів, менше споживання

Нова можливість - стисла пам`ять - звучить як абсолютна утопія: операційна система стискає найменш важливий зберігається в пам`яті контент, щоб вивільнити RAM. Причому робить вона це так ефективно, що CPU і накопичувач працюють менше, що також дозволяє заощадити заряд батареї.

Нова можливість ідеально підходить під напрямок розробок Apple для мобільних продуктів, на зразок нових MacBook Air. Метою розробок є збільшення часу роботи від батарей за допомогою SSD-накопичувачів (на противагу механічним жорстких дисків), що, втім, ніяк не збільшує потенціал RAM.

Поточні моделі MacBook Air в мінімумі зараз пропонують 4GB RAM, тоді як за $ 100 опціонально можна отримати вже 8GB. Проте, більш ранні моделі, які зможуть працювати з OS X Mavericks, пропонують користувачеві лише 2GB RAM.

Відео: Установка і огляд OS X 10.9 (MAVERICKS)

Щоб домогтися максимуму від такого обмеженого обсягу оперативної пам`яті, Apple буде застосовувати динамічне стиснення пам`яті, покликане зменшити в пам`яті розмір того контенту, який був в неї завантажений, але який не потрібен в даний момент.

Подібну роль в OS X завжди виконувала віртуальна пам`ять. Віртуальна пам`ять дозволяє OS X вивантажувати менш важливий контент на диск (на жорсткий диск або SSD), і потім довантажувати його в пам`ять при необхідності. Однак, такий підхід також значно навантажує CPU і накопичувач. І чим більше користувач завантажує в пам`ять даних, тим більше система змушена їх скидати на накопичувач.

Тепер же OS X, схоже, навчилася стискати пам`ять на льоту і більш ефективно, зменшивши необхідність у використанні віртуальної пам`яті. Це дозволяє більш часто відключати CPU і накопичувач, зберігаючи дорогоцінну енергію батарей.

Супер-швидке, супер-ефективне стиснення

ldquo-Чим більше пам`яті має в своєму розпорядженні ваш Mac, тим швидше він работаетrdquo-, заявила Apple на сторінці OS X Mavericks.

Але при одночасній роботі кілька додатків, ваш Mac використовує більше пам`яті. Стисла пам`ять в OS X Mavericks дозволяє вашому Mac вивільнити пам`ять, коли вона найбільше потрібна. У міру наближення Mac до наявного ліміту пам`яті, OS X автоматично стискає дані неактивних додатків, збільшуючи обсяг доступної пам`яті.

  До і після стиснення пам`яті

Також Apple заявила, що нова можливість автоматично стискає самі давно використовувалися дані в пам`яті, зменшуючи їх розмір приблизно вдвічі. При необхідності, їх можна миттєво розтиснути.

Як результат, системі є більше вільної пам`яті, що покращує її загальну пропускну здатність і чуйність, дозволяючи вашому Mac більш ефективно обробляти великі обсяги даних.

Для стиснення, Apple використовує технологію WKdm, яка, зі слів компанії, настільки ефективна в упаковці даних, що цикл їх стиснення і вилучення "швидше, ніж читання і запис на диск".

Нова стара технологія стиснення даних

У стисненні даних в пам`яті і на накопичувачі, в цілому, немає нічого нового. У 1980-х, інструменти, на зразок DiskDoubler, дозволяли стискати файли на диску на льоту, а не пакувати їх в архіви (які з`явилися ще на зорі комп`ютерів). У той же час інструмент RAM Doubler те ж саме робив з пам`яттю (в кінці 90-х ця техніка була, по суті, замінена на віртуальну пам`ять).

Згодом переваги стиснення файлів були частково забуті, що пов`язано зі зменшенням ціни накопичувачів і появою в операційних системах різних альтернативних технологій. Але недавно мобільні комп`ютери стали тяжіти до відносно дорогим SSD-накопичувачів (і часто до відпочиваючих, але дуже швидким ядер CPU), і стиснення знову стало популярним.

Ще в OS X 10.6 Snow Leopard, Apple додала технологію стиснення HFS + Compression, видавши її за можливість економії місця на диску. Переваги HFS + були обмежені тим фактом, що попередні версії OS X не вміли працювати з такими стисненими файлами, і тому стиснення застосовувалося лише до файлів системи.

Windows також використовує в NTFS стиснення файлів, як робить і Linux Btrfs, але в загальному все це веде до втрати продуктивності, що робить основною перевагою стиснення - лише збільшене місце на диску (ціною втрати продуктивності).

Стиснення контенту мінливою системної пам`яті, замість стиснення даних диска, залишилося в ще більш експериментальної стадії. Хоча воно за замовчуванням включено в багатьох віртуалізаційних продуктах, на кшталт VMWare ESX.

У проекті Linux Compcache намагаються використовувати подібне стиснення пам`яті за допомогою алгоритму LZO. Переваги від нього є, хоча вони не завжди стоять витрачених на них коштів. Крім того, у розробників з`являються додаткові проблеми, на кшталт ускладненого пробудження зі сплячого режиму.

сучасні рішення

Сьогодні ж комбінація швидких, часто відпочиваючих ядер CPU- великих обсягів даних-більш дорогих SSD-накопичувачів і вимог ефективності мобільних комп`ютерів зробили стиснення пам`яті ідеальним рішенням різних проблем (якщо, звичайно, використані технології стиснення відповідають типи виконуваних завдань).

Вчені Метью Сімпсон (Matthew Simpson) з Clemson University і Ражів Баруа (Rajeev Barua) і Сурапа Бісвас (Surupa Biswas) з Maryland University досліджували використання різних типів стиснення пам`яті ще десять років тому, зокрема щодо вбудованих систем, де пам`яті часто не вистачає .

Вони намагалися знайти кращі технології стиснення, і прийшли до висновку, що словникової-засновані алгоритми зазвичай дають менші швидкості стиснення і високі швидкості витягання, тоді як статистичні алгоритми зазвичай дають однаково високі швидкості як на стисненні, так і на добуванні.

Відео: AppleScript to purge memory with OSX Mavericks 10.9

Результати тестування алгоритмів

За технологією WKdm, яку зараз і використовує Apple (по суті, це гібридна технологія, заснована як на словарно, так і на статистичному стисненні), був зроблений висновок, що вона забезпечує високу ефективність і швидкі швидкості як стиснення, так і вилучення.

Заряджена віртуальна пам`ять

Нова стиснута пам`ять також працює на вершині віртуальної пам`яті, роблячи її ще більш ефективною.

За словами Apple, якщо вашому Mac необхідно скинути файли на диск (за допомогою віртуальної пам`яті), стислі об`єкти зберігаються в повнорозмірних сегментах, що покращує ефективність читання / запису і знижує знос SSD і флеш-накопичувачів. Також Apple заявляє, що її техніка стиснення знижує розмір давно невикористаних даних в пам`яті більш ніж на 50 відсотків, і додає, що стисла пам`ять є неймовірно швидкої, яка виконує стиснення і витяг сторінки пам`яті всього лише за кілька мільйонних секунди.

На відміну від традиційної віртуальної пам`яті, стисла пам`ять також використовує переваги паралельних обчислень на кількох ядрах, що дозволяє досягати дуже високої продуктивності, як у вивільненні пам`яті, так і в доступі до рідко використаним об`єктів в пам`яті.

За допомогою поліпшення роботи віртуальної пам`яті, система починає менше часу витрачати на тривалі передачі даних між пам`яттю і накопичувачем і назад. Як результат, стиснення пам`яті, зі слів Apple, покращує як загальну чуйність системи під навантаженням, так і часи пробудження з очікування.

До слова, представлені вище діаграми були отримані на 13 "ноутбуках MacBook Air з процесором 1,8GHz Intel Core i5, 256GB флеш-накопичувачем, 4GB RAM і предрелізовимі версіями OS X 10.9 і OS X 10.8.4. Продуктивність може варіюватися в залежності від системи, що використовуються додатків і інших чинників.