Memoria virtuală este o zonă a spațiului de stocare a memoriei secundare a unui sistem de computer (cum ar fi un hard disk sau o unitate solid state) care acționează ca și cum ar fi o parte a memoriei RAM sau a memoriei primare a sistemului.

În mod ideal, datele necesare pentru a rula aplicații sunt stocate în RAM, unde pot fi accesate rapid de către CPU. Dar când sunt rulate aplicații mari sau când mai multe aplicații rulează simultan, memoria RAM a sistemului poate deveni plină.

Pentru a rezolva această problemă, unele date stocate în memoria RAM care nu sunt utilizate în mod activ pot fi mutate temporar în memoria virtuală (care este localizată fizic pe un hard disk sau alt dispozitiv de stocare). Acest lucru eliberează spațiu în RAM, care poate fi apoi utilizat pentru a găzdui date la care sistemul are nevoie pentru a accesa iminent.

Schimbând date între RAM și memoria virtuală atunci când nu este necesară și revenind de la memoria virtuală la RAM atunci când este nevoie, un sistem poate continua să funcționeze fără probleme cu mult mai puțină RAM fizică decât ar fi cerut altfel.

Memoria virtuală permite unui sistem să ruleze aplicații mai mari sau să ruleze mai multe aplicații în același timp fără a rămâne fără memorie RAM. Mai exact, sistemul poate funcționa ca și cum resursele RAM totale ar fi egale cu cantitatea de RAM fizică, plus cantitatea de RAM virtuală.

De ce este nevoie de memorie virtuală?

Memoria virtuală a fost dezvoltată atunci când memoria RAM fizică era foarte scumpă, iar memoria RAM este încă mai scumpă pe Gigabyte decât mediile de stocare, cum ar fi hard disk-urile și unitățile SSD. Din acest motiv, este mult mai puțin costisitor să folosești o combinație de memorie RAM fizică și memorie virtuală decât să echipezi un sistem de computer cu mai multă memorie RAM.

Deoarece utilizarea memoriei virtuale (sau creșterea memoriei virtuale) nu are un cost financiar suplimentar (deoarece folosește spațiul de stocare existent), acesta oferă o modalitate de a utiliza un computer mai multă memorie decât este disponibilă fizic pe sistem.

Memorie virtuală vs. memorie fizică

Deoarece memoria RAM este mai scumpă decât memoria virtuală, s-ar părea – toate lucrurile fiind egale – că computerele ar trebui să fie echipate cu cât mai puțină memorie RAM și cât mai multă memorie virtuală posibil.

Deci, un sistem cu 2 GB de memorie fizică și 2 GB de memorie virtuală nu va oferi aceeași performanță ca un sistem similar cu 4 GB de memorie fizică. Pentru a înțelege de ce, este necesar să înțelegem cum funcționează memoria virtuală.

Cum funcționează memoria virtuală?

Când o aplicație (inclusiv sistemul de operare) rulează, aceasta stochează locația firelor de program și a altor date la o adresă virtuală, în timp ce datele sunt stocate efectiv la o adresă fizică în RAM. Dacă mai târziu acel spațiu RAM este necesar mai urgent de un alt proces, atunci datele pot fi schimbate din RAM și în memoria virtuală.

Responsabilitatea de a urmări toate aceste date pe măsură ce sunt schimbate între memoria fizică și cea virtuală revine managerului de memorie al computerului. Managerul de memorie menține un tabel care mapează adresele virtuale utilizate de sistemul de operare și aplicații la adresele fizice în care sunt stocate datele. Când datele sunt schimbate între RAM și memoria virtuală, tabelul este actualizat astfel încât o anumită adresă virtuală să fie întotdeauna indicată la locația fizică corectă.

Un computer poate rula numai fire și poate manipula datele stocate în RAM, mai degrabă decât memoria virtuală. Și este nevoie de o cantitate deloc neglijabilă pentru a schimba datele necesare în RAM. În consecință, rezultă că utilizarea memoriei virtuale implică un succes de performanță.

Cu alte cuvinte, un sistem cu 4 GB RAM va oferi, în general, performanțe mai mari decât un sistem cu 2 GB RAM și 2 GB memorie virtuală din cauza performanței afectate de swapping și, din acest motiv, se spune că memoria virtuală este mai lentă decât RAM .

Pentru a preveni thrashing-ul, este de obicei necesar să reduceți numărul de aplicații care rulează simultan sau pur și simplu să creșteți cantitatea de memorie RAM din sistem. Sistemele de operare, cum ar fi majoritatea versiunilor de Windows, recomandă în general utilizatorilor să nu mărească memoria virtuală de peste 1,5 ori cantitatea de RAM fizică prezentă. Deci, un sistem cu 4 GB RAM ar trebui să aibă memorie virtuală de cel mult 6 GB.

Memoria virtuală poate acționa împreună cu memoria principală a computerului pentru a permite operațiuni mai rapide și mai fluide.

Cum se mărește memoria virtuală într-un sistem

Majoritatea sistemelor de operare permit utilizatorilor să crească memoria virtuală dintr-o pagină de configurare.

  • În Windows, utilizatorii pot permite, de asemenea, sistemului să gestioneze dinamic cantitatea de memorie virtuală furnizată.
  • În mod similar, în Mac OS, utilizatorii pot utiliza panoul de preferințe pentru a aloca memoria virtuală.

Tipuri de memorie virtuală: paginare și segmentare

Memoria virtuală poate fi gestionată în mai multe moduri diferite de sistemul de operare al unui sistem, iar cele mai comune două abordări sunt paginarea și segmentarea.

Pagină cu memorie virtuală

Într-un sistem care folosește paginarea, memoria RAM este împărțită într-un număr de blocuri – de obicei de dimensiune 4k – numite pagini. Procesele sunt apoi alocate doar suficiente pagini pentru a-și îndeplini cerințele de memorie. Asta înseamnă că va exista întotdeauna o cantitate mică de memorie irosită, cu excepția cazului neobișnuit în care un proces necesită exact un număr întreg de pagini.

Segmentarea memoriei virtuale

Segmentarea este o abordare alternativă la gestionarea memoriei, unde în loc de pagini cu o dimensiune fixă, proceselor li se alocă segmente de lungime diferită pentru a-și îndeplini exact cerințele. Asta înseamnă că, spre deosebire de un sistem paginat, nici o memorie nu este irosită într-un segment. Segmentarea permite, de asemenea, împărțirea aplicațiilor în spații de adrese independente din punct de vedere logic, ceea ce le poate face mai ușor de partajat și mai sigur.

Avantajele și dezavantajele memoriei virtuale

Chiar dacă memoria RAM este acum relativ ieftină în comparație cu costul său atunci când memoria virtuală a fost dezvoltată pentru prima dată, este încă extrem de utilă și este încă folosită în multe, poate în majoritatea sistemelor informatice. Problema cheie a memoriei virtuale se referă la performanță.

Avantajele memoriei virtuale

  • Permite rularea mai multor aplicații în același timp.
  • Permite aplicațiilor mai mari să ruleze în sisteme care nu au suficientă memorie RAM fizică pentru a le rula.
  • Oferă o modalitate de a crește memoria, care este mai puțin costisitoare decât cumpărarea mai multor RAM.
  • Oferă o modalitate de creștere a memoriei într-un sistem care are cantitatea maximă de memorie RAM pe care hardware-ul și sistemul său de operare o pot suporta.

Dezavantaje ale memoriei virtuale

  • Nu oferă aceleași performanțe ca RAM.
  • Poate afecta negativ performanța generală a unui sistem.

Ocupă spațiu de stocare care altfel ar putea fi utilizat pentru stocarea datelor pe termen lung.

KOSMIK Systems oferă servicii de memorie virtuală. Vă așteptăm să discutăm mai multe pentru a găsi varianta optimă pentru afacerea dvs.