Pomiędzy bitami

W poprzednich wpisach było parę przemyśleń i sugestii poprawy komfortu pracy na desktopie wyposażonym w niewielką ilość pamięci RAM, bez finalnego rozwiązania choć z paroma trickami poprawiającymi pracę, więc pora na podejście trzecie do tematu, inspirowane przez kumpla z IRC, który sprzedał mi „newsa” o zram.

Od pewnego czasu (okolice kernela 2.6.37, jeśli dobrze widzę) w kernelu Linuksa obecny jest moduł zram, pozwalający na tworzenie kompresowanych urządzeń blokowych w pamięci RAM. Wykorzystać to można podobnie jak compcache, czyli do tworzenia kompresowanego obszaru pamięci, używanego przez system przed przeniesieniem danych na swap na dysku. Idea jest prosta – swap na dysku jest tragicznie wolny i obciąża I/O, procesor zwykle się trochę nudzi, zresztą nie będzie miał dużo więcej pracy, a ilość wolnej pamięci się zwiększy.

Ogólnie zram jest ideowym spadkobiercą compcache, ale wygląda mi na prostszy i ideowo, i w użyciu. No i jest obecny w kernelu. Idea działania jest prosta: tworzymy swap z wyższym priorytetem, niż swap na dysku, na urządzeniu blokowym umieszczonym w kompresowanym obszarze pamięci. Początkowo dane tradycyjnie są w RAM, w przypadku, gdy system musi korzystać z przestrzeni wymiany, umieszcza je najpierw na swapie w RAM, a dopiero później – tradycyjnie – na swapie na dysku.

Prosty skrypt realizujący powyższe:

#!/bin/bash
modprobe zram
echo $((200*1024*1024)) > /sys/block/zram0/disksize # 200 MB
mkswap /dev/zram0
swapon -p 60 /dev/zram0

Kolejno: załadowanie modułu zram (można korzystać z parametrów), określenie rozmiaru dysku dla urządzenia /dev/zram0 na 200 MB (i jest to rozmiar swap, będący jednocześnie maksymalną wielkością zużytej pamięci, nie rozmiarem przeznaczonej pamięci na swap!), utworzenie swapu na urządzeniu  /dev/zram0, włączenie utworzonego swap z priorytetem 60.

Podobno efekty są świetne – zaczynam testy u siebie, wstępnie nie wygląda źle, na pewno niebawem podzielę się wrażeniami (jako update do tego wpisu) po dłuższym teście. Jeśli chodzi o rozmiar swap dla modułu zram, to zacząłbym od 10-20% całości RAM (u mnie 200 MB przy 1 GB RAM). Z tego co zauważyłem, skompresowane dane zajmują w praktyce ok. 40-50% oryginalnych.

Parę przydatnych poleceń diagnostycznych:

• cat /sys/block/zram0/compr_data_size – rozmiar danych po kompresji
• cat /sys/block/zram0/orig_data_size – rozmiar nieskompresowanych danych
• cat /sys/block/zram0/mem_used_total – całkowita ilość zużytej pamięci
• swapon -s – rozmiar i wykorzystanie poszczególnych swap (inna jednostka!)

Linki w temacie, które zdecydowanie warto przejrzeć, jeśli ktoś jest bardziej zainteresowany:

• http://www.webupd8.org/2011/10/increased-performance-in-linux-with.html
• http://unix.stackexchange.com/questions/17879/cleancache-vs-zram
• https://lwn.net/Articles/454795/
• http://en.gentoo-wiki.com/wiki/Zram_disks (dead link)
• http://crunchbanglinux.org/forums/topic/15344/zram-a-good-idea/

Szczególnie ostatni wpis zawiera fajny, uwzględniający ilość procesorów skrypt startowy. Można rozważyć użycie po przeanalizowaniu. IMHO dla 1-2 procesorów trochę kosmiczne wartości będą, uzależnianie wielkości swap od ilości procesorów też jest średnie, ale poprawienie to nic trudnego. Za to obsługą utworzonego urządzenia blokowego zajmie się w tamtym wariancie więcej, niż jeden procesor. Z drugiej strony kto ma więcej niż dwa rdzenie i mało RAM?

Miałem obawy co do działania hibernacji (z użyciem pm-utils, z uswsusp miałem problem…) w takiej konfiguracji. Niepotrzebnie, bo wygląda, że działa OK – zapewne hibernacja jest na tyle inteligentna, że rozpoznaje, czy ma do czynienia z fizycznym urządzeniem blokowym.

Oczywiście swap to nie jedyne możliwe zastosowanie modułu zram – więcej przykładów w linku do wiki Gentoo.