Что это такое и зачем это нужно?

Резюме: В этом посте объясняется, что такое виртуальная память. После прочтения вы узнаете, как работает виртуальная память на ПК с Mac/Windows, а также о плюсах и минусах виртуальной памяти.

Вероятно, вы знакомы с ОЗУ (оперативной памятью), но не знакомы с виртуальная память в компьютере. Как оперативная, так и виртуальная память являются важными частями для запуска приложений. В этом посте мы собираемся исследовать каждый аспект виртуальной памяти, и после прочтения у вас будет более глубокое понимание виртуальной памяти.

Оглавление:

Что такое виртуальная память?

В отличие от физической памяти или первичной памяти (так называемой оперативной памяти), микросхемы, встроенной в центральный процессор компьютера, виртуальная память не является отдельным компонентом, встроенным в материнскую плату. Виртуальная память — это область вторичного пространства памяти компьютерной системы, жесткого диска или твердотельного накопителя, установленного на вашем компьютере Mac/Windows. А виртуальная память используется для хранения данных, необходимых для запуска приложений, точно так же, как и физическая память.

Зачем нужна виртуальная память?

Когда вы запускаете приложения на своем компьютере, в ОЗУ хранятся данные, необходимые для запуска этих приложений, чтобы ЦП мог быстро получить доступ к хранящимся в ОЗУ данным для обеспечения плавной производительности. Но если вы запускаете приложения, потребляющие память, или запускаете несколько приложений одновременно, ОЗУ может быть близко к заполнению, учитывая, что объем ОЗУ, поставляемый с вашим компьютером, ограничен. Здесь на помощь приходит виртуальная память. Виртуальная память позволяет пользователям запускать больше приложений, чем доступная физическая память в системе, действуя так, как если бы она была частью системной ОЗУ или основной памяти.

Как работает виртуальная память?

В процессе работы виртуальной памяти принимает участие как аппаратное, так и программное обеспечение. Виртуальная память позволяет использовать доступное пространство во вторичной памяти в качестве ОЗУ, когда требуемое потребление памяти превышает ограниченный объем ОЗУ. ЦП может только читать и записывать данные в ОЗУ для работы, а не в виртуальной памяти. Поэтому, если есть срочная задача, но доступной оперативной памяти недостаточно, модуль управления памятью/диспетчер памяти переместит наименее используемые данные из оперативной памяти в виртуальную память, чтобы освободить больше места в оперативной памяти для текущей задачи.

Например, запущенные в данный момент программы заняли 4 ГБ памяти, всего объема ОЗУ, и теперь вам нужно выполнить новую задачу, которая требует еще 2 ГБ памяти, тогда система переместит 2 ГБ данных неактивного приложения из ОЗУ в виртуальную память, чтобы освободить место в ОЗУ для текущей задачи. А когда данные потребуются позже, система скопирует виртуальную память в физическую память для доступа ЦП.

Плюсы и минусы виртуальной памяти

Практически во всех современных компьютерах применяется механизм использования как физической памяти, так и виртуальной памяти. Очевидным преимуществом виртуальной памяти является то, что вы можете запускать больше приложений одновременно. Кроме того, он позволяет запускать большие программы, которые не может запустить только ограниченная оперативная память. С точки зрения стоимости использование виртуальной памяти обходится дешевле, чем увеличение объема оперативной памяти на вашем компьютере, поскольку виртуальная память использует пространство, выделенное на жестком диске, для хранения данных, а некоторые новые компьютеры даже не поддерживают увеличение объема оперативной памяти.

Но минусы несущественны. Во-первых, это производительность. Для обмена файлами между виртуальной памятью и физической памятью требуется время, поэтому вы можете увидеть явное снижение скорости при использовании виртуальной памяти. Кроме того, это может негативно сказаться на общей производительности системы. А использование виртуальной памяти может вызвать нервозность вашего вторичного хранилища памяти, если оно невелико, что может вызвать ошибки Mac, такие как «В вашей системе закончилась память приложения» и «Ваш диск почти заполнен».

Часто задаваемые вопросы о виртуальной памяти

Оперативная память — это физическая память, в которой хранятся приложения, документы и процедуры на компьютере. Виртуальная память — это логическая память и область хранения, в которой хранятся файлы на вашем жестком диске для извлечения, когда компьютеру не хватает оперативной памяти.

Существует два типа виртуальной памяти, а именно подкачка и сегментация. Пейджинг делит память на небольшие блоки размером около 4 КБ, а сегментация делит память на сегменты различной длины.

Вы можете проверить использование виртуальной памяти на Mac в инструменте macOS — Terminal. Запустите терминал и выберите вкладку «Память», после чего вы увидите график и таблицу внизу. Вы увидите индикатор под названием «Swap Used», который указывает, сколько виртуальной памяти было использовано на Mac.

Теоретически виртуальная память может использовать все доступное пространство на жестком диске для хранения данных приложений. Максимальное ограничение – физическое дисковое пространство. Но пользователям рекомендуется не увеличивать виртуальную память более чем в 1,5 раза по сравнению с объемом имеющейся физической памяти. Таким образом, система с 4 ГБ ОЗУ должна иметь виртуальную память не более 6 ГБ.