Что значит кэшированная озу
Как оптимизировать и очистить память Windows7,8 и 10.
Многие пользователи хотят, что бы компьютер постоянно «летал». Есть много способов оптимизации скорости работы ПК. Вот 3 статьи на нашем сайте: один, два и три. Но сегодня речь пойдет об оптимизации работы оперативной памяти. На сайте Майкрософт есть интересная статья но без литра водки не разберешься :-). Мы пойдем в обход, как настоящие герои.
Дальше будет много картинок, почти компьютерный комикс с рецептом для приготовления :-).
Запускаем диспетчер задач Ctrl+Shift+Esc, переходим на вкладку быстродействие и смотрим на циферки, в данном случае объём оперативной памяти составляет 12279 МБ. Кэшировано 521 МБ. Доступно 10646 МБ. И свободно 10200 МБ. По центру внизу нажимаем кнопку Монитор ресурсов.
Наблюдаем примерно такую же картину, Свободная память совпадает, но есть еще пункт Ожидание 433 МБ.
Теперь переключимся на вкладку процессы на данный момент их 53 плюс минус 1-2, бывает отложенный запуск программ на старте Windows, системный процесс запускается, делает свою работу и выгружается. Поэтому цифры могут плавать в небольшом диапазоне.
Теперь поработаем с нормальной нагрузкой, например браузер Firefox с кучей вкладок, штук 50 или больше. Плюс еще парочка небольших программ.
Как видим, оперативная память начинает «таять». Если у Вас установлено 4 ГБ оперативной памяти, то уже нормальной работы не получится. При 8 ГБ всё еще будет хорошо. Теперь опять смотрим в монитор ресурсов и сравниваем цифры.
Доступно, кэшировано, свободно всё совпадает, но вот полоска ожидание разрослась до 7027 МБ. то есть 7 ГБ. Теперь закрываем Firefox и другие запущенные программы и смотрим в диспетчер задач.
Оперативная память освободилась, это видно по графику, да и цифры красивые.
В мониторе ресурсов цифры совпадают, но синяя полоса ожидание (она же кэшировано), означает, что в оперативной памяти еще висит информация, с которой мы работали. Так как пункт свободно показывает нам 3786 МБ.
Теперь представьте, что вы работали полдня, запускали большое количество программ, в оперативной памяти висят куски непонятно чего, и как сам Windows управляет всем этим КЭШИРОВАНО абсолютно не понятно. Наверное, сами программисты из Microsoft не знают, как работает оперативка :-). А Вам нужно запустить видеоредактор, фотошоп или погонять в любимую игрушку (лара крофт, farcry 5 или подобные монстры) без лагов и фризов.
Есть очень простой выход, скачиваем маленькую бесплатную программу Mem Reduct.
Устанавливаете и запускаете, от имени администратора! Программа на русском языке.
Mem Reduct показывает свои циферки. Так же можно сравнить с AIDA 64, интересен пункт виртуальная память, цифры совпадают. В AIDA 64 так же можно промониторить файл подкачки, в данном случае задав минимальный объём 1024 МБ, а максимальный 6144 МБ. Чётко видно текущую и пиковую загрузку файла подкачки. Таким образом, при запущенной AIDA 64 можно поработать дней пять при своей типовой нагрузке на компьютер и определить нужный конкретно Вам объём файла подкачки. Так как споры по поводу его объёма на просторах интернета не утихают.
Далее в опциях программы Mem Reduct нужно сделать настройки. Для Windows10 есть еще дополнительный пункт, можете попробовать у кого стоит 10-ка.
Далее нажимаем кнопку внизу Очистить память.
Появится окошко, можно поставить галочку и нажимаем Да.
Теперь картина совершенно другая. Свободной памяти море, ожидание всего 505 МБ. файл подкачки слегка распух до 613 МБ. виртуальная память почти не изменилась.
В диспетчере задач всё тоже чудесно, причем свободной памяти еще больше, чем при старте компьютера, Mem Reduct какие-то объёмы оперативной памяти сбрасывает (загоняет) в файл подкачки.
Так же хотелось бы сказать пару слов любителям игр, особенно которые смотрят чудо-блогеров на ютубе и любят статистику из MSI Afterburner. Так вот, скриншот для Вас. Где указано RAM 10565 МБ. Это не загрузка оперативной памяти. Это скорее всего сумма кешировано+занято, а вот ниже параметр RAM usage 6970 МБ соответствует правде.
Сами «Танки» кушают всего 1415 МБ оперативной памяти.
Вот еще любопытный скриншот, как разные программы по разному считают объём оперативной памяти.
Надеемся, статья была полезной и интересной.
Присоединяйтесь к нашей группе в VK, чтобы, не пропустить новые статьи, скидки и другие вкусняшки. Для подписчиков группы действует скидка 10% на все виды работ.
Есть минимум три основных пути как отремонтировать компьютер: 1. Обратиться к знакомому или другу (гуру), который хорошо разбирается в компьютерах. 2. Вызвать мастера на дом. 3. Обратиться в сервисный центр. Рассмотрим поподробнее все три варианта ремо.
В статье Вы научитесь: • Как подключить компьютер к смартфону по wi-fi для передачи файлов со смартфона. • Как подключить смартфон к смартфону по wi-fi для передачи файлов между ними. • Как подключить смартфон к компьютеру по wi-fi для передачи файлов с.
В статье обсудим, как быстро и удобно настроить автозагрузку Windows 10, 8, 7 абсолютно любому пользователю. С помощью Autorun Organizer.
Оперативное вмешательство: разбираемся с утечками памяти
Оперативной памяти много не бывает: любой доступный объём достаточен лишь «до поры, до времени», а там найдётся, куда его применить. Хорошо, когда это действительно полезные задачи. Работа. Игры. Исследования. Плохо, когда оперативка заканчивается не по вине пользователя, но по раздолбайству разработчика.
Причин тому много, способов же решения… давайте обо всём по порядку.
Верните мой 97-й
Незаконный захват оперативной памяти приложениями – прямое следствие технологического прогресса. Вычислительных ресурсов, спасибо закону Мура, становится больше (да и цена их падает год от года), а стоимость работы высококвалифицированного специалиста, увы (и вновь к счастью для нас, IT’шников), следует обратной динамике. Приложения обрастают новыми возможностями, для быстрой разработки вводятся очередные слои абстракций… Двадцать лет назад код был куда ближе к «железу», нежели сейчас. Огромное число прослоек и промежуточных технологий – одно из многих зол, приводящих к плачевной ситуации. 15 мегабайт оперативной памяти для (!) калькулятора. Кошмар!
И ладно бы ситуация улучшалась, так нет: разработчики берут старые инструменты, придумывают еще более простые и многофункциональные новые, проходит несколько лет и цикл повторяется. Подумать только, недавно мы радовались CSS 3.0 и скругленным уголкам простым свойством объекта, затем Bootstrap’у, сейчас – очередной надстройке-комбайну. Write less, do more во все поля.
Комфортабельные троллейбусы из хлеба
Современные браузеры – это не только ценный гипертекст, но и три-четыре десятка полезных фич. Воспроизведение видео, работа с документами, и другие расширения – почти что операционка в миниатюре. С кучей собственных модулей от разных разработчиков, и всё это соединено кое-как. Работает зачастую так же. Миллион открытых вкладок, сложная вёрстка, фреймворк на фреймворке – одни из основных генераторов утечек.
Как бороться? Поставить какой-нибудь блокировщик рекламы и экстеншн типа The Great Suspender, который выгружает из памяти неиспользуемые страницы и сохраняет во вкладке «минимум» – удобно и эффективно снижает фоновый отжор памяти.
Не все adblock’и одинаково полезны
Да, софт, который вырезает назойливые баннеры и код всяких отслеживалок, в определенных случаях снижает нагрузку и на процессор, и на оперативку. Но не всегда. Эффективность данного решения зависит напрямую от качества его исполнения. Софт, работающий на уровне системы в роли прокси-сервера (отсекающий трафик с рекламных площадок до того, как он попадёт в браузер) сам по себе потребляет некоторый объём памяти, но он более-менее статичен. А вот расширения и модули для популярных браузеров создают монструозные конструкции на месте вырезанных рекламных фреймов. Да, рекламы на странице становится меньше, вот только потребление памяти данной вкладкой может вырасти не на каких-то 10-15%, а в несколько раз.
Проблемы кэширования ресурсов
Этим страдают в большинстве своём игры-песочницы, как стационарные, так и запускаемые внутри браузера: Factorio, Rim World, Minecraft с кучей модов… При определённом стечении обстоятельств (например, оставили производство на ночь, чтобы игра зарабатывала, пока вы спите) можно проснуться с наглухо повисшим компьютером. Ну или очень медленно работающим. При этом в плане оперативной памяти всё будет «ок» – сколько потребляла игра, столько и потребляет.
В 90% случаев такого поведения у пользователей установлен SSD и включены одновременно файл подкачки и режим гибернации. Игра сбрасывает неиспользуемые ресурсы из оперативки в своп, «Винда» кэширует их и сохраняет на случай ухода в сон, далее графика используется повторно и вновь откладывается в «долгий ящик». Вот только старые копии никуда не удаляются – спустя несколько часов, в зависимости от объёма накопителя, свободное место на нём заканчивается, система падает до перезагрузки и очистки временных файлов. Не пытайся игра «оптимизировать» расход оперативной памяти, выгружая и вновь подкачивая ресурсы – текла бы как обычно, с постепенным замедлением работы и последующим крашем.
Варианты решения: проверка гипотезы какой-нибудь утилитой типа TreeSize, удаление накопленных мусорных asset’ов, перенос подкачки на объёмный HDD или отключение гибернации в Windows 10, написание багрепорта на форум, ожидание патча.
У разработчика лапки
Иногда утечки – это просто утечки. Фотошоп любит и умеет отжирать большие объёмы памяти, особенно сразу после выхода нового номерного релиза. Благо в самом приложении есть инструмент ограничения доступного объёма оперативки (не стоит выделять больше 66%), назначения кэширующих дисков и всего такого. В качестве альтернативы можно подождать полгода и дождаться стабильной версии. Киллерфичи редко бывают настолько нужны, чтобы мириться с багами.
Торрент-клиенты. Множество одновременно установленных подключений, столько же одновременно скачиваемых файлов, проблемы с соединением – и соответствующий расход памяти. Решение – ограничение на количество исходящих соединений и скорости отдачи. Правильные коэффициенты подбираются вручную.
Софт принтеров / сканеров / камер. В анамнезе – написанный за еду индусский код: кривой, как камасутра. Медицина в этом случае бессильна – тут уж ибо использовать открытые / универсальные аналоги, либо писать багрепорты и молиться Шиве, чтоб тот покарал проклятых халтурщиков.
Майнер-малварь. Иногда утечка памяти «в никуда» – повод расчехлить антивирус. Главная защита криптовалют от «оптимизации» их добычи аппаратным методом – увеличение сложности алгоритма в направлении «нужно больше памяти для расчётов». Поэтому фоновые майнилки могут спалиться на потреблении оперативки. Причём приобщиться к числу «шахтёров» можно и незаметно для себя: чего стоит только известный скандал с uTorrent, «бонусом» к которому пользователи получали приложение-майнер Epic Scale. Да и один популярный трекер минувшей осенью засветился в фоновой добыче криптовалюты прямо в браузерах посетителей.
Война без конца
Пройдёт ещё немало времени до того, как будет написан качественный ИИ, способный разгрести завалы кривого кода. А пока приходится бороться с утечками памяти проверенными методами: с бубном, плетью и багрепортом. Или наращивать объёмы и не замечать этих самых утечек. Конечно, иметь на борту 16, 32 или даже 64 гига быстрой оперативки – это хорошо, и у Kingston всегда найдётся подходящее решение. Важно помнить, что кривому софту любой объём не помеха – просто с хорошим запасом оперативной памяти он дольше проработает без проблем.
Есть интересные примеры утечек памяти в системе? Пишите в комментах – всем будет интересно.
Что такое кэш в процессоре и зачем он нужен
Содержание
Содержание
Для многих пользователей основополагающими критериями выбора процессора являются его тактовая частота и количество вычислительных ядер. А вот параметры кэш-памяти многие просматривают поверхностно, а то и вовсе не уделяют им должного внимания. А зря!
В данном материале поговорим об устройстве и назначении сверхбыстрой памяти процессора, а также ее влиянии на общую скорость работы персонального компьютера.
Предпосылки создания кэш-памяти
Любому пользователю, мало-мальски знакомому с компьютером, известно, что в составе ПК работает сразу несколько типов памяти. Это медленная постоянная память (классические жесткие диски или более быстрые SSD-накопители), быстрая оперативная память и сверхбыстрая кэш-память самого процессора. Оперативная память энергозависимая, поэтому каждый раз, когда вы выключаете или перезагружаете компьютер, все хранящиеся в ней данные очищаются, в отличие от постоянной памяти, в которой данные сохраняются до тех пор, пока это нужно пользователю. Именно в постоянную память записаны все программы и файлы, необходимые как для работы компьютера, так и для комфортной работы за ним.
Каждый раз при запуске программы из постоянной памяти, ее наиболее часто используемые данные или вся программа целиком «подгружаются» в оперативную память. Это делается для ускорения обработки данных процессором. Считывать и обрабатывать данные из оперативной памяти процессор будет значительно быстрей, а, следовательно, и система будет работать значительно быстрее в сравнении с тем, если бы массивы данных поступали напрямую из не очень быстрых (по меркам процессорных вычислений) накопителей.
Если бы не было «оперативки», то процесс считывания напрямую с накопителя занимал бы непозволительно огромное, по меркам вычислительной мощности процессора, время.
Но вот незадача, какой бы быстрой ни была оперативная память, процессор всегда работает быстрее. Процессор — это настолько сверхмощный «калькулятор», что произвести самые сложные вычисления для него — это даже не доля секунды, а миллионные доли секунды.
Производительность процессора в любом компьютере всегда ограничена скоростью считывания из оперативной памяти.
Процессоры развиваются так же быстро, как память, поэтому несоответствие в их производительности и скорости сохраняется. Производство полупроводниковых изделий постоянно совершенствуется, поэтому на пластину процессора, которая сохраняет те же размеры, что и 10 лет назад, теперь можно поместить намного больше транзисторов. Как следствие, вычислительная мощность за это время увеличилась. Впрочем, не все производители используют новые технологии для увеличения именно вычислительной мощности. К примеру, производители оперативной памяти ставят во главу угла увеличение ее емкости: ведь потребитель намного больше ценит объем, нежели ее быстродействие. Когда на компьютере запущена программа и процессор обращается к ОЗУ, то с момента запроса до получения данных из оперативной памяти проходит несколько циклов процессора. А это неправильно — вычислительная мощность процессора простаивает, и относительно медленная «оперативка» тормозит его работу.
Такое положение дел, конечно же, мало кого устраивает. Одним из вариантов решения проблемы могло бы стать размещение блока сверхбыстрой памяти непосредственно на теле кристалла процессора и, как следствие, его слаженная работа с вычислительным ядром. Но проблема, мешающая реализации этой идеи, кроется не в уровне технологий, а в экономической плоскости. Такой подход увеличит размеры готового процессора и существенно повысит его итоговую стоимость.
Объяснить простому пользователю, голосующему своими кровными сбережениями, что такой процессор самый быстрый и самый лучший, но за него придется отдать значительно больше денег — довольно проблематично. К тому же существует множество стандартов, направленных на унификацию оборудования, которым следуют производители «железа». В общем, поместить оперативную память прямо на кристалл процессора не представляется возможным по ряду объективных причин.
Как работает кэш-память
Как стало понятно из постановки задачи, данные должны поступать в процессор достаточно быстро. По меркам человека — это миг, но для вычислительного ядра — достаточно большой промежуток времени, и его нужно как можно эффективнее минимизировать. Вот здесь на выручку и приходит технология, которая называется кэш-памятью. Кэш-память — это сверхбыстрая память, которую располагают прямо на кристалле процессора. Извлечение данных из этой памяти не занимает столько времени, сколько бы потребовалось для извлечения того же объема из оперативной памяти, следовательно, процессор молниеносно получает все необходимые данные и может тут же их обрабатывать.
Кэш-память — это, по сути, та же оперативная память, только более быстрая и дорогая. Она имеет небольшой объем и является одним из компонентов современного процессора.
На этом преимущества технологии кэширования не заканчиваются. Помимо своего основного параметра — скорости доступа к ячейкам кэш-памяти, т. е. своей аппаратной составляющей, кэш-память имеет еще и множество других крутых функций. Таких, к примеру, как предугадывание, какие именно данные и команды понадобятся пользователю в дальнейшей работе и заблаговременная загрузка их в свои ячейки. Но не стоит путать это со спекулятивным исполнением, в котором часть команд выполняется рандомно, дабы исключить простаивание вычислительных мощностей процессора.
Спекулятивное исполнение — метод оптимизации работы процессора, когда последний выполняет команды, которые могут и не понадобиться в дальнейшем. Использование метода в современных процессорах довольно существенно повышает их производительность.
Речь идет именно об анализе потока данных и предугадывании команд, которые могут понадобиться в скором будущем (попадании в кэш). Это так называемый идеальный кэш, способный предсказать ближайшие команды и заблаговременно выгрузить их из ОЗУ в ячейки сверхбыстрой памяти. В идеале их надо выбирать таким образом, чтобы конечный результат имел нулевой процент «промахов».
Но как процессор это делает? Процессор что, следит за пользователем? В некоторой степени да. Он выгружает данные из оперативной памяти в кэш-память для того, чтобы иметь к ним мгновенный доступ, и делает это на основе предыдущих данных, которые ранее были помещены в кэш в этом сеансе работы. Существует несколько способов, увеличивающих число «попаданий» (угадываний), а точнее, уменьшающих число «промахов». Это временная и пространственная локальность — два главных принципа кэш-памяти, благодаря которым процессор выбирает, какие данные нужно поместить из оперативной памяти в кэш.
Временная локальность
Процессор смотрит, какие данные недавно содержались в его кэше, и снова помещает их в кэш. Все просто: высока вероятность того, что выполняя какие-либо задачи, пользователь, скорее всего, повторит эти же действия. Процессор подгружает в ячейки сверхбыстрой памяти наиболее часто выполняемые задачи и сопутствующие команды, чтобы иметь к ним прямой доступ и мгновенно обрабатывать запросы.
Пространственная локальность
Принцип пространственной локальности несколько сложней. Когда пользователь выполняет какие-то действия, процессор помещает в кэш не только данные, которые находятся по одному адресу, но еще и данные, которые находятся в соседних адресах. Логика проста — если пользователь работает с какой-то программой, то ему, возможно, понадобятся не только те команды, которые уже использовались, но и сопутствующие «слова», которые располагаются рядом.
Набор таких адресов называется строкой (блоком) кэша, а количество считанных данных — длиной кэша.
При пространственной локации процессор сначала ищет данные, загруженные в кэш, и, если их там не находит, то обращается к оперативной памяти.
Иерархия кэш-памяти
Любой современный процессор имеет в своей структуре несколько уровней кэш-памяти. В спецификации процессора они обозначаются как L1, L2, L3 и т. д.
Если провести аналогию между устройством кэш-памяти процессора и рабочим местом, скажем столяра или представителя любой другой профессии, то можно увидеть интересную закономерность. Наиболее востребованный в работе инструмент находится под рукой, а тот, что используется реже, расположен дальше от рабочей зоны.
Так же организована и работа быстрых ячеек кэша. Ячейки памяти первого уровня (L1) располагаются на кристалле в непосредственной близости от вычислительного ядра. Эта память — самая быстрая, но и самая малая по объему. В нее помещаются наиболее востребованные данные и команды. Для передачи данных оттуда потребуется всего около 5 тактовых циклов. Как правило, кэш-память первого уровня состоит из двух блоков, каждый из которых имеет размер 32 КБ. Один из них — кэш данных первого уровня, второй — кэш инструкций первого уровня. Они отвечают за работу с блоками данных и молниеносное обращение к командам.
Кэш второго и третьего уровня больше по объему, но за счет того, что L2 и L3 удалены от вычислительного ядра, при обращении к ним будут более длительные временные интервалы. Более наглядно устройство кэш-памяти проиллюстрировано в следующем видео.
Кэш L2, который также содержит команды и данные, занимает уже до 512 КБ, чтобы обеспечить необходимый объем данных кэшу нижнего уровня. Но на обработку запросов уходит в два раза больше времени. Кэш третьего уровня имеет размеры уже от 2 до 32 МБ (и постоянно увеличивается вслед за развитием технологий), но и его скорость заметно ниже. Она превышает 30 тактовых циклов.
Процессор запрашивает команды и данные, обрабатывая их, что называется, параллельными курсами. За счет этого и достигается потрясающая скорость работы. В качестве примера рассмотрим процессоры Intel. Принцип работы таков: в кэше хранятся данные и их адрес (тэг кэша). Сначала процессор ищет их в L1. Если информация не найдена (возник промах кэша), то в L1 будет создан новый тэг, а поиск данных продолжится на других уровнях. Для того, чтобы освободить место под новый тэг, информация, не используемая в данный момент, переносится на уровень L2. В результате данные постоянно перемещаются с одного уровня на другой.
С кэшем связан термин «сет ассоциативности». В L1 блок данных привязан к строкам кэша в определенном сете (блоке кэша). Так, например, 8-way (8 уровень ассоциативности) означает, что один блок может быть привязан к 8 строкам кэша. Чем выше уровень, тем выше шанс на попадание кэша (процессор нашел требуемую информацию). Есть и недостатки. Главные — усложнение процесса и соответствующее снижение производительности.
Также при хранении одних и тех же данных могут задействоваться различные уровни кэша, например, L1 и L3. Это так называемые инклюзивные кэши. Использование лишнего объема памяти окупается скоростью поиска. Если процессор не нашел данные на нижнем уровне, ему не придется искать их на верхних уровнях кэша. В этом случае задействованы кэши-жертвы. Это полностью ассоциативный кэш, который используется для хранения блоков, вытесненных из кэша при замене. Он предназначен для уменьшения количества промахов. Например, кэши-жертвы L3 будут хранить информацию из L2. В то же время данные, которые хранятся в L2, остаются только там, что помогает сэкономить место в памяти, однако усложняет поиск данных: системе приходится искать необходимый тэг в L3, который заметно больше по размеру.
В некоторых политиках записи информация хранится в кэше и основной системной памяти. Современные процессоры работают следующим образом: когда данные пишутся в кэш, происходит задержка перед тем, как эта информация будет записана в системную память. Во время задержки данные остаются в кэше, после чего их «вытесняет» в ОЗУ.
Итак, кэш-память процессора — очень важный параметр современного процессора. От количества уровней кэша и объема ячеек сверхбыстрой памяти на каждом из уровней, во многом зависит скорость и производительность системы. Особенно хорошо это ощущается в компьютерах, ориентированных на гейминг или сложные вычисления.