Jump to content

# zram (Русский)

From ArchWiki

Состояние перевода: На этой странице представлен перевод статьи zram. Дата последней синхронизации: 9 декабря 2024. Вы можете помочь синхронизировать перевод, если в английской версии произошли изменения.

Ссылки по теме

- Пространство подкачки
- zswap (Русский)

zram, ранее известный как compcache, — это модуль ядра Linux, позволяющий создать сжатое блочное устройство в ОЗУ, то есть RAM-диск со сжатием на лету. Создаваемое этим модулем блочное устройство можно использовать в качестве подкачки или как обычный RAM-диск. Чаще всего zram используется для хранения временных файлов (`/tmp`) и для подкачки. Изначально zram выполнял только последнюю функцию, отсюда и первоначальное название «compcache» («compressed cache»).

## Использование в качестве подкачки

Изначально созданное блочное устройство zram не резервирует и не использует оперативную память. Лишь в момент переноса страниц памяти в подкачку они будут сжиматься и помещаться в блочное устройство zram. Размер этого устройства увеличивается и уменьшается динамически по мере необходимости.

Даже если предположить, что zstd будет достигать не самого высокого коэффициента сжатия 1:2 (на реальных данных коэффициент сжатия обычно около 1:3), использование zram позволит поместить в оперативную память больше данных, чем без сжатия.

Примечание

- При настройке zram размер устройства zram определяет максимальный объем хранимых данных без учёта сжатия. Вы можете задать размер zram равный объёму оперативной памяти или даже больше, если данные смогут в поместиться в память в сжатом виде.
- Если в используемом вами ядре по умолчанию включен zswap, его стоит отключить, чтобы он не работал как кэш подкачки перед zram. Включение их обоих также приводит к отображению некорректной статистики в zramctl(8), и zram остаётся в основном неиспользуемым, потому что zswap перехватывает и сжимает страницы памяти до того как они попадут в zram.
- Спящий режим не может работать с устройством zram, даже если zram настроен на использование резервного устройства в постоянной памяти; logind не позволит перейти в спящий режим, если подкачка находится на устройстве zram.

Совет С помощью параметра `mem_limit` можно указать максимальный объём памяти, который ZRAM может использовать для хранения сжатых данных.

Для начала в качестве размера устройства zram можно указать половину объёма оперативной памяти.

### Вручную

Чтобы добавить одно устройство zram со сжатием zstd, ёмкостью в половину объёма оперативной памяти и приоритетом выше обычного (только для текущего сеанса):

    # modprobe zram
    # zramctl /dev/zram0 --algorithm zstd --size "$(($(grep -Po 'MemTotal:\s*\K\d+' /proc/meminfo)/2))KiB"
    # mkswap -U clear /dev/zram0
    # swapon --discard --priority 100 /dev/zram0

Для выключения можно перезагрузиться или выполнить

    # swapoff /dev/zram0
    # modprobe -r zram
    # echo 1 > /sys/module/zswap/parameters/enabled

Подробное объяснение всех шагов, опций и потенциальных проблем описано в официальной документации модуля zram.

Чтобы сделать устройство zram постоянным, используйте один из описанных ниже методов.

### С использованием правила udev

Пример ниже показывает, как настроить подкачку на zram автоматически при загрузке с помощью одного правила udev. Для этого не требуется дополнительных пакетов.

Сперва включите автоматическую загрузку модуля:

    /etc/modules-load.d/zram.conf

    zram

Создайте правило udev, изменив `disksize` по необходимости:

    /etc/udev/rules.d/99-zram.rules

    ACTION=="add", KERNEL=="zram0", ATTR{comp_algorithm}="zstd", ATTR{disksize}="4G", RUN="/usr/bin/mkswap -U clear /dev/%k", TAG+="systemd"

Добавьте `/dev/zram` в файл fstab с приоритетом выше стандартного:

    /etc/fstab

    /dev/zram0 none swap defaults,discard,pri=100 0 0

Примечание Использовать LABEL или UUID в файле fstab не получится, поскольку udev не создаёт символические ссылки `/dev/disk/by-label/*` и `/dev/disk/by-uuid/*` для устройств zram.

### С использованием zram-generator

zram-generator предоставляет юнит `systemd-zram-setup@.service` для автоматической инициализации устройства zram без необходимости включать/запускать шаблон или его экземпляры. Смотрите zram-generator(8) и zram-generator.conf(5).

Для использования установите пакет zram-generator и создайте такой файл настроек:

    /etc/systemd/zram-generator.conf

    [zram0]
    zram-size = min(ram / 2, 4096)
    compression-algorithm = zstd

`zram-size` — размер устройства zram в МиБ. Можно написать `ram`, чтобы в качестве значения использовать объём оперативной памяти.

`compression-algorithm` задаёт алгоритм сжатия, используемый устройством zram. Посмотреть список доступных алгоритмов можно с помощью команды `cat /sys/block/zram0/comp_algorithm` (текущий используемый алгоритм выделен квадратными скобками).

Включать юниты не нужно, они будут запускаться автоматически после перезагрузки. Чтобы запустить их без перезагрузки, выполните daemon-reload и запустите `systemd-zram-setup@zramN.service`, где `N` соответствует нумерации настроенных вами устройств zram (для приведённого выше примера настроек это `systemd-zram-setup@zram0.service`).

Вы можете проверить статус подкачки на настроенном вами устройстве `/dev/zramN`, посмотрев статус экземпляра юнита `systemd-zram-setup@zramN.service` или с помощью команды zramctl(8) или swapon(8).

### С использованием zramswap

zramswapAUR предоставляет автоматический скрипт для настройки подкачки высоким приоритетом и размером по умолчанию 20% от размера ОЗУ вашей системы. Чтобы он запускался автоматически при каждой загрузке, включите службу `zramswap.service`.

### С использованием zramd

zramdAUR[ссылка недействительна: package not found] позволяет автоматически настроить zram с использованием сжатия zstd по умолчанию. Настройки можно изменить в файле `/etc/default/zramd`. Чтобы он запускался автоматически при каждой загрузке, включите службу `zramd.service`.

## Советы и рекомендации

### Просмотр статистики zram

Используйте команду zramctl(8). Пример:

    $ zramctl

    NAME       ALGORITHM DISKSIZE  DATA  COMPR  TOTAL STREAMS MOUNTPOINT
    /dev/zram0 zstd           32G  1.9G 318.6M 424.9M      16 [SWAP]

- DISKSIZE = 32G: это устройство zram может хранить до 32 ГиБ данных (без учёта сжатия).
- DATA = 1.9G: на данный момент этом устройстве zram хранится 1,9 ГиБ данных (без учёта сжатия).
- COMPR = 318.6M: 1,9 ГиБ несжатых данных были сжаты до 318,6 МиБ.
- TOTAL = 424.9M: для хранения 1,9 ГиБ несжатых данных в устройстве zram понадобилось 424,9 МиБ памяти с учётом метаданных.

### Несколько устройств zram

По умолчанию модуль ядра `zram` при загрузке создаёт одно устройство `/dev/zram0`.

Чтобы создать несколько устройств, укажите параметр модуля ядра `num_devices`. Также можно создавать их на лету без перезагрузки модуля.

### Оптимизация подкачки на устройстве zram

Поскольку устройство zram отличается от подкачки на обычном диске, можно оптимизировать настройки подкачки для zram:

    /etc/sysctl.d/99-vm-zram-parameters.conf

    vm.swappiness = 180
    vm.watermark_boost_factor = 0
    vm.watermark_scale_factor = 125
    vm.page-cluster = 0

Эти параметры используются в Pop!_OS и основаны на результатах тестирования некоторыми пользователями в r/Fedora, где выяснилось, что `vm.page-cluster = 0` работает идеально. Также хорошо работают высокие значения swappiness, что предлагается документацией ядра:

  Значение по умолчанию — 60.
  Для подкачки в памяти, такой как zram или zswap, а также гибридных установок, в которых подкачка расположена на более быстрых устройствах, чем файловая система, можно рассматривать к использованию значения, превышающие 100. Например, если случайный ввод-вывод на устройстве подкачки в среднем в 2 раза быстрее, чем ввод-вывод из файловой системы, swappiness может иметь значение 133 (x + 2x = 200, 2x = 133.33).

В системе с жёстким диском случайный ввод-вывод с устройства zswap будет на порядки быстрее, чем ввод-вывод с файловой системы, поэтому значение swappiness лучше установить ~200. Даже в системе с быстрым SSD большое значение swappiness может быть хорошо.

### Подключение резервного устройства для zram

zram можно настроить так, чтобы при нехватке памяти несжимаемые страницы вытеснялись на указанное блочное устройство.

Чтобы добавить такое устройство вручную:

    # echo /dev/sdX > /sys/block/zram0/backing_dev

Если вы используете zram-generator, отредактируйте файл `/etc/systemd/zram-generator.conf`, указав путь к нужному устройству в соответствующем разделе `[zramX]`:

    /etc/systemd/zram-generator.conf

    writeback-device=/dev/disk/by-partuuid/XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX

### Использование zram не для подкачки

zram также можно использовать в качестве обычного блочного устройства, аналогичного `/dev/ram`, но использующего меньше физической памяти за счёт небольшого снижения производительности. Однако здесь есть несколько оговорок:

- нет поддержки таблицы разделов (нет автоматического создания `/dev/zramxpy`);
- размер блока фиксирован и составляет 4 КиБ.

Очевидный способ обойти это — создать loop-устройство поверх zram с помощью losetup, указав желаемый размер блока с помощью опции `-b` и используя опцию `-P` для обработки таблицы разделов и автоматического создания устройств, соответствующих разделам на loop-устройстве. Сперва добавьте устройство zram нужного размера:

    # zramctl -f -s NG

    /dev/zramx

Затем, если вы хотите использовать на нём какой-то образ диска, запишите его содержимое на новое устройство `/dev/zramx`, после чего создайте loop-устройство. Имейте в виду, что если на образе диска есть таблица разделов, то размер блока loop-устройства должен совпадать с размером блока, который используется в этой таблице разделов (обычно это 512).

    # losetup -f -b 512 -P /dev/zramx

    # ls /dev/loop*

    /dev/loop0 /dev/loop0p1 /dev/loop0p2

    # mount /dev/loop0p1 /mnt/boot
    # mount /dev/loop0p2 /mnt/root

Примечание

- Номер устройства zram зависит от наличия ранее добавленных устройств zram, а его размер должен быть достаточным для того, чтобы в нём поместился нужный вам образ диска.
- Вывод команды `ls /dev/loop*` зависит от количества разделов, присутствующих в записанном вами образе диска.

## Смотрите также

- Wikipedia:ru:zRam
- https://github.com/pop-os/default-settings/pull/163
- https://www.reddit.com/r/pop_os/comments/znh9n6/help_test_a_zram_optimization_for_pop_os/

Category:

- Kernel (Русский)

Hidden category:

- Pages with broken package links

zram (Русский)
Add topic