אפל הציגה בפומבי תכונה חדשה ומשמעותית במערכת OS X 10.9 Mavericks שנועדה למקסם את השימוש בזיכרון RAM, אחסון ומעבד תוך הגברת יעילות החשמל: זיכרון דחוס.
יותר משאבים, פחות חסרונות
התכונה החדשה של זיכרון דחוס נשמעת אוטופית לחלוטין: מערכת ההפעלה מיישמת דחיסת נתונים על התוכן הפחות חשוב המוחזק בזיכרון כדי לפנות יותר זיכרון RAM זמין. והוא עושה זאת ביעילות כזו שהמעבד והתקני האחסון עובדים פחות, וחוסך גם בסוללה.
התכונה החדשה מתאימה במיוחד לכיוון העיצוב של אפל למוצרים הניידים שלה כמו ה-MacBook Air, שמטרתו לספק חיי סוללה ארוכים באמצעות אחסון SSD (בניגוד לכונן קשיח מכני), אך גם אינו מציע הרחבת זיכרון RAM לאחר השוק. פּוֹטֶנצִיאָל.
היבול הנוכחי של דגמי ה-MacBook Air של אפל מספק כעת מינימום של 4GB RAM, עם אפשרות ברכישה של 100$ להתקנת 8GB. עם זאת, דגמים מוקדמים יותר המסוגלים להריץ OS X Mavericks נמכרו בשנת 2011 עם 2GB זעום בלבד.כדי להפיק את המרב ממשאבי זיכרון RAM מוגבלים כל כך, אפל תשתמש בדחיסת זיכרון דינמית כדי לכווץ אוטומטית את טביעת הרגל של תוכן שנטען ל-RAM אך אינו נחוץ באופן מיידי.
כדי להפיק את המרב ממשאבי זיכרון RAM מוגבלים כל כך, אפל תשתמש בדחיסת זיכרון דינמית כדי לכווץ אוטומטית את טביעת הרגל של תוכן שנטען ל-RAM אך אינו נחוץ באופן מיידי.
OS X תמיד השתמשה בזיכרון וירטואלי כדי לשרת מטרה דומה; עם זיכרון וירטואלי, מערכת ההפעלה "דפים" תוכן פחות חשוב לדיסק (הכונן הקשיח או ה-SSD), ואז טוענת אותו בחזרה לזיכרון הפעיל בעת הצורך. עם זאת, זה דורש תקורה משמעותית של מעבד ודיסק. ככל שמשתמשים מתקרבים יותר להיגמר הזיכרון הזמין, כך המערכת צריכה לבצע יותר חידוד לאחסון הדיסקים.
מסתבר שמערכת ההפעלה יכולה לדחוס זיכרון תוך כדי תנועה אפילו ביעילות רבה יותר, ולצמצם את הצורך בהחלפה פעילה תחת זיכרון וירטואלי. זה מאפשר למעבד ולכונן לכבות לעתים קרובות יותר, וחוסך בצריכת הסוללה.
דחיסה סופר מהירה, סופר יעילה
"ככל שיש לרשות Mac שלך יותר זיכרון, כך הוא עובד מהר יותר", מציינת אפל ב-OS X Mavericks.עמוד טכנולוגיה מתקדמת.
"אבל כאשר יש לך אפליקציות מרובות פועלות, ה-Mac שלך משתמש יותר בזיכרון. עם OS X Mavericks, זיכרון דחוס מאפשר ל-Mac שלך לפנות שטח זיכרון כשאתה זקוק לו ביותר. כאשר ה-Mac שלך מתקרב לקיבולת זיכרון מקסימלית, OS X דוחס אוטומטית נתונים מ- אפליקציות לא פעילות, מה שהופך יותר זיכרון לזמין."
אפל גם מציינת בתקציר של סקירת טכנולוגיה כי "זיכרון דחוס דוחס אוטומטית את הפריטים שנעשה בהם שימוש פחות לאחרונה בזיכרון, דוחס אותם לכמחצית מגודלם המקורי. כאשר יש צורך בפריטים אלה שוב, ניתן לבטל אותם באופן מיידי".
כתוצאה מכך, יש יותר זיכרון פנוי למערכת, מה ש"משפר את רוחב הפס הכולל של המערכת ואת התגובתיות, ומאפשר ל-Mac שלך לטפל בכמויות גדולות של נתונים בצורה יעילה יותר".
אפל משתמשת בדחיסה של WKdm, שהיא כל כך יעילה באריזת נתונים שמחזור הדחיסה והדחיסה "מהיר יותר מקריאה וכתיבה לדיסק".
הטכנולוגיה הישנה החדשה של דחיסת נתונים
דחיסת זיכרון ואחסון באופן כללי אינם חדשים כלל. בשנות ה-80, כלים כמו DiskDoubler אפשרו למשתמשים לדחוס קבצים בדיסק תוך כדי תנועה, בניגוד לאריזת קבצים בארכיונים (שראשיתה מתחילת המחשוב). RAM Doubler עשה את אותו הדבר עבור זיכרון, טכניקה שבעצם הוחלפה בזיכרון וירטואלי בסוף שנות ה-90.
עם הזמן, היתרונות של דחיסת קבצים עלו במידה רבה על ידי התקורה הכרוכה בכך, במיוחד כאשר האחסון הפך לזול יותר והולך בשפע וטכניקות חדשות נבנו במערכת ההפעלה. אבל המהלך האחרון לעבר מחשוב נייד והשימוש באחסון מוצק יקר יחסית (ולרוב בליבות מעבד סרק אך מהירות מאוד) הפכו את הדחיסה לפופולרית שוב.
החל מ-OS X 10.6 Snow Leopard, אפל הוסיפה בשקט HFS+ Compression כתכונה לחיסכון בשטח דיסק בקבצי מערכת. היתרונות של זה הוגבלו על ידי העובדה שגרסאות קודמות של OS X לא יכלו לזהות את הקבצים הדחוסים הללו, ולכן הדחיסה לא הוחלה על קבצים מחוץ למערכת.
Windows משתמשת גם בדחיסת קבצים ב-NTFS, וכך גם ב-Btrfs של לינוקס, אבל באופן כללי אלה כרוכים בקנס ביצועים, מה שהופך את היתרון העיקרי להגדלת שטח הדיסק במחיר הביצועים.דחיסת התוכן של זיכרון מערכת נדיף, במקום אחסון דיסק, נותרה ניסיוני אפילו יותר.
דחיסת התוכן של זיכרון מערכת נדיף, במקום אחסון דיסק, נותרה ניסיוני אפילו יותר. הוא פעיל כברירת מחדל במוצרי וירטואליזציה רבים, כמו ESX של VMWare. וזה גםנחקרלשימוש במחשוב כללי.
תחת לינוקס הCompcacheהפרויקט מבקש לדחוס באופן דומה זיכרון באמצעות אלגוריתם LZO שאחרת היה מועבר לדיסק ביוקר. עם זאת, היתרונות גם כאן, לא תמיד היו שווים את התקורה הכרוכה בכך, או את הסיבוך הנוסף שנוצר עם ביצוע דברים כמו התעוררות מתרדמת חורף.
פתרונות מודרניים לטיפול בבעיות חדשות
עם זאת, כיום, השילוב של ליבות מעבד מהירות ולעתים קרובות סרק; מערכי נתונים גדולים; אחסון SSD יקר יותר ודרישות היעילות של מחשוב נייד הפכו את דחיסת הזיכרון לפתרון מושלם למגוון בעיות, אם טכנולוגיות הדחיסה בהן נעשה שימוש מתאימות לסוגי המשימות המבוצעות.
מחקר של מתיו סימפסון מאוניברסיטת קלמסון Rajeev Barua ו Surupa Biswas, אוניברסיטת מרילנד,נִבחָןהשימוש בסוגים שונים של דחיסת זיכרון לפני עשור, במיוחד בהתייחס למערכות משובצות שבהן הזיכרון צפוי להיות נדיר יותר.
על הפרק אז היו טכניקות הדחיסה הטובות ביותר לשימוש. המחקר ציין כי "אלגוריתמים מבוססי מילון נוטים להיות בעלי מהירויות דחיסה איטיות ומהירויות פירוק מהירות ואילו אלגוריתמים סטטיסטיים נוטים להיות מהירים באותה מידה במהלך דחיסה ופירוק."
הדחיסה של WKdm שבה אפל משתמשת כעת (המשתמשת בהכלאה של טכניקות דחיסה מילונית וסטטיסטית כאחד) נמצאה במחקר שלהם כדי לספק דחיסה יעילה הן במהירויות הדחיסה והן במהירויות הדחיסה המהירה ביותר (ולכן היעילה ביותר).
זיכרון וירטואלי מוטען
תכונת הזיכרון הדחוס החדשה של אפל פועלת גם על גבי זיכרון וירטואלי, מה שהופך אותו ליעיל עוד יותר.
"אם ה-Mac שלך צריך להחליף קבצים בדיסק [באמצעות זיכרון וירטואלי]," מסבירה אפל, "אובייקטים דחוסים מאוחסנים במקטעים בגודל מלא, מה שמשפר את יעילות הקריאה/כתיבה ומפחית את הבלאי בכונני SSD וכונני הבזק".
אפל מצהירה כי טכניקות הדחיסה שלה "מקטינות את גודלם של פריטים בזיכרון שלא נעשה בהם שימוש לאחרונה ביותר מ-50 אחוז", ומציינת כי "זיכרון דחוס הוא מהיר להפליא, דוחס או משחרר עמוד זיכרון בכמה ספורים בלבד. מיליוניות השנייה."
זיכרון דחוס יכול גם לנצל את היתרון של ביצוע מקביל על ליבות מרובות "בניגוד לזיכרון וירטואלי מסורתי", ולכן "השגת ביצועים מהירים בזק הן להשבת זיכרון לא בשימוש והן לגשת לאובייקטים בשימוש נדיר בזיכרון."
על ידי שיפור הדרך שבה פועל זיכרון וירטואלי, זה פחות הכרחי למערכת "לבזבז זמן בהעברת נתונים הלוך ושוב בין זיכרון לאחסון". כתוצאה מכך, אפל טוענת כי דחיסת זיכרון משפרת הן את ההיענות הכללית תחת עומס והן משפרת את התעוררות מזמני המתנה, כפי שמתואר לעיל.
הערת השוליים (4) אפל מתייחסת בהערות הגרפיות כי "בדיקות שנערכו על ידי אפל במאי 2013 וביוני 2013 תוך שימוש במערכות ייצור 1.8GHz Intel Core i5 13 אינץ' MacBook Air עם 256GB של אחסון פלאש, 4GB של זיכרון RAM והפצה מוקדמת. גרסאות OS X v10.9 ו-OS X v10.8.4 הביצועים ישתנו בהתאם למערכת תצורה, עומס עבודה של יישומים וגורמים אחרים."
