NEXT 5/2008 - Ponad czwartym gigabajtem

Pamięć RAM, zwłaszcza typu DDR2, jest obecnie bardzo tania. Nic dziwnego, że coraz więcej komputerów wyposażanych jest np. w dwa 2-gigabajtowe moduły. Radość z posiadania takiej ilości RAM-u często szybko mija, gdy się okazuje, że system operacyjny zamiast czterech gigabajtów melduje mniej więcej trzy.

Taki scenariusz, mimo że dość często ostatnio spotykany, wciąż dla wielu użytkowników jest zaskoczeniem. Na licznych forach dyskusyjnych pojawiają się pytania, gdzie znika niemal (a czasem i ponad) gigabajt. Chociaż w większości przypadków odpowiedzi adresują poprawnie źródło problemu – osiągnięcie granicy 32-bitowego adresowania, fakty często mieszają się z mitami.

Można zatem przeczytać m.in. o tym, że jest to wina Windows XP, a problem rozwiązuje instalacja Visty; że 32-bitowe systemy nie widzą więcej niż 4 gigabajty pamięci; a także znaleźć rewolucyjne rozwiązania problemu, np. przez dezaktywację pliku wymiany (ang. swap space) w systemie operacyjnym.

Takie odpowiedzi biorą się oczywiście z niezrozumienia bardzo skomplikowanego zagadnienia, jakim jest obsługa pamięci w komputerze, a także z nieznajomości kilku faktów z historii informatyki. Warto przyjrzeć się sprawie dokładniej: z czego wynika bariera 4 GB, czy i jak można ją obejść, wreszcie – czy obsługa RAM-u to jedyny problem w tej kwestii.

Pamięć pamięci nierówna

Często używanym w dyskusjach zwrotem jest: system nie widzi pamięci. Jest ono ambiwalentne pod co najmniej dwoma względami. Pierwszy, co to znaczy, że system widzi pamięć – czy stanowi to tylko kwestię oprogramowania, czy może to sprzęt dyktuje systemom warunki pracy oraz czy widzenie jest tożsame z wykorzystywaniem? Drugi zaś, czym właściwie w tym kontekście jest pamięć?

Odpowiedź należy zacząć od wyraźnego wypunktowania, że rodzajów pamięci w systemach operacyjnych jest kilka. Zacznijmy od tego, co oczywiste – RAM-u, czyli pamięci fizycznej instalowanej na płytach głównych. Jej uzupełnieniem jest pamięć (lub plik) wymiany – wydzielony obszar dysku twardego pełniący rolę rozszerzenia RAM-u, w kategorii ilościowej. Obie pamięci razem wzięte tworzą obszar, w ramach którego system operacyjny i aplikacje mogą umieszczać potrzebne dane.

Pamięć wirtualna procesu

Każdy proces dysponuje własnym wirtualnym obszarem adresacji, a system operacyjny dokonuje mapowania tych adresów na konkretne fragmenty pamięci fizycznej.

Oczywistym jest, że miejsce przechowywania zapisywanych w nim informacji musi być jednoznacznie określone, tak aby system wiedział, do której komórki pamięci czy sektora dysku twardego sięgnąć w celu jej odczytu. Problem ten rozwiązuje użycie mechanizmu adresowania. Obszar całkowitej dostępnej pamięci jest dzielony na numerowane bloki, z których każdy ma własny adres.

32-bitowe adresowanie

Jest on oczywiście liczbą całkowitą z zakresu od zera do maksymalnej wartości, jaką może obsłużyć procesor. Ta zaś zależy wprost od liczby bitów używanych przez CPU do adresacji. Łatwo policzyć, że dla 32-bitowej jednostki jest to 232, co daje 4 G unikatowych adresów. Wszystko byłoby proste, gdybyśmy przyjęli założenie, że jedyną dostępną pamięcią jest RAM – i tylko jej dotyczy adresacja. Ponieważ tak nie jest, systemy operacyjne od dawna dysponują mechanizmami pozwalającymi obejść ten limit.

Te 4 miliardy adresów stanowią więc tzw. pamięć wirtualną, widoczną dla aplikacji. System operacyjny stosuje zaś algorytm mapujący każdy adres wirtualny z tego zakresu na fizyczny. Tym drugim może być zarówno komórka RAM-u, jak i sektor dysku objęty plikiem wymiany. Jak łatwo się przekonać, swap file w 32-bitowych systemach może być większy niż 4 GB. Nie można zatem zastosować np. dwóch osobnych wirtualnych przestrzeni adresowych, osobno dla RAM-u i swapa, bo w przypadku tej drugiej pamięci fizycznej również nie dałoby się użyć mapowania jeden do jednego. Trzeba użyć metody pośredniej.

Ocena:    (aby ocenić, musisz się zalogować w serwisie)

 del.icio.us |  Wykop mnie |  Digg this story |  dodajdo.com

• Coraz tańsza pamięć »
  GOODRAM DDR2-667 (2X1 GB)
• Cenna pamięć »
  test porównawczy pamięci RAM
• Trzy, a nawet cztery »
  procesor AMD
• Dużo (po)wolnej pamięci »
  test porównawczy pamięci DDR2
• Czas na pamięci »
  test porównawczy pamięci DDR2-800 i szybszych