Windows จะถ่ายโอนแรมทั้งหมดในไฟล์ hibernation ได้อย่างรวดเร็วได้อย่างไร

ฉันกำลังอ่านบทความที่อธิบายขั้นตอนการจำศีลใน Microsoft Windows ประเด็นหลักที่ฉันได้รับจากมันคือ

1. Windows จะทิ้ง RAM ทั้งหมด (หลังจากประมวลผลแล้ว) ในhiberfil.sysไฟล์
2. ในระหว่างการบูทขึ้นไฟล์การไฮเบอร์เนตจะถูกอ่านและเนื้อหาจะถูกโหลดใน RAM

คำถามของฉันคือเมื่อฉันมักจะคัดลอกไฟล์ขนาดพูด, 1 GB จะใช้เวลาประมาณ2 นาทีเพื่อให้เสร็จสมบูรณ์

อย่างไรก็ตามเมื่อ Windows กำลังเขียนไฟล์การไฮเบอร์เนต (ระหว่างขั้นตอนการไฮเบอร์เนต) กระบวนการทั้งหมดอาจใช้เวลา 10-15 วินาที เหตุใดจึงมีความแตกต่างในการเขียนความเร็ว?

ขนาด RAM ของฉันคือ 4 GB (ฉันไม่ได้พูดถึงเทคโนโลยีการบูตเร็ว)

มาตรฐาน:

1. การคัดลอกไฟล์ 1 GB จากดิสก์ 1 ไปยังดิสก์ 2 (ภายนอก): 2.3 นาที
2. ไฮเบอร์เนตระบบ: 15 วินาที

นี่อาจเป็นคำตอบสามเท่า

สิ่งหนึ่งที่อาจจะเล่นได้ที่นี่คือ Hybrid Shutdown ใหม่ใน Windows ซึ่งจะปิดแอปพลิเคชันของคุณได้อย่างมีประสิทธิภาพนำคุณออกจากระบบและดำเนินการเพื่อไฮเบอร์เนตแกนกลางของระบบปฏิบัติการ การมีการบันทึกข้อมูลนี้แล้วหมายความว่าไม่จำเป็นต้อง "จำศีล" ซ้ำอีก

สิ่งที่สองคือการจำศีลจะไม่จำเป็นต้องบันทึกหน้าหน่วยความจำที่ถูกเพจเอาต์ไปยังไฟล์ swap หรือไม่ได้ใช้งาน (นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้ใส่ไฟล์ swap ในเชิงรุกและเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำเช่นกัน) .

อย่างที่สามก็คือข้อมูลไฟล์ไฮเบอร์เนตจะถูกบีบอัดด้วยเช่นกัน รวมกับจุดที่สองของฉันและถ้าคุณมีเพียงชุดข้อมูลขนาดเล็กที่จะส่งออกที่มีข้อมูลที่บีบอัดได้สูง (โดยทั่วไปไฟล์บีบอัดจะบีบอัดได้ดี) ดังนั้นปริมาณข้อมูลที่จะออกไปสู่ไฟล์ไฮเบอร์เนตอาจน้อยกว่าชุดการทำงาน ของข้อมูล โปรดทราบว่าตามที่ระบุไว้ในความคิดเห็นแคชไฟล์และข้อมูลบัฟเฟอร์ที่ไม่จำเป็นอื่น ๆ สามารถถูกทิ้งได้อย่างง่ายดายโดยไม่มีผลร้ายใด ๆ เพื่อลดจำนวนข้อมูลที่จะถูกเททิ้งในไฟล์ไฮเบอร์เนต

นอกจากนี้ฮาร์ดไดรฟ์ปัจจุบันค่อนข้างเร็ว ด้วยดิสก์ที่มีการเขียนอย่างต่อเนื่องตามลำดับ 100 MB / s คุณจะสามารถเขียนออก (ไม่บีบอัด) RAM 4 GB ในเวลาไม่ถึงหนึ่งนาที เนื่องจากการไฮเบอร์เนตสามารถทำได้เหมือนสิ่งสุดท้ายหลังจากระงับกระบวนการผู้ใช้ทั้งหมดและก่อนที่จะหยุดการทำงานของ CPU โดยทั่วไประบบปฏิบัติการจะมีความเร็วในการเขียนแบบเต็มของดิสก์ นี่เป็นสิ่งหนึ่งที่เบนช์มาร์กพื้นฐานของคุณจะไม่มีและการคัดลอกจากดิสก์ไปยังดิสก์อาจช้ากว่าการเขียนแรมลงดิสก์

การรวมสิ่งต่าง ๆ เหล่านี้และปริมาณข้อมูลที่จะเขียนลงในไฟล์การจำศีลอาจมีขนาดค่อนข้างเล็กอาจมีความจุ 1 GB และอาจจะถูกเขียนลงในบล็อกต่อเนื่องขนาดใหญ่หนึ่งบล็อกภายในเวลา 10 วินาที

ก่อนอื่นจำนวน RAM ที่ต้องบันทึกมีขนาดเล็กอย่างน่าประหลาดใจ ในความเป็นจริงจะต้องล้างข้อมูลชุดของเพจที่สกปรกที่แมป ("lazy writeback") เช่นเดียวกับเพจส่วนตัวทั้งหมดที่ได้รับการเขียนและย้ายโค้ดที่สามารถเรียกคืนได้

• เซ็กเมนต์. text ของไฟล์เรียกทำงานได้รับการสนับสนุนโดยการแม็พไฟล์เสมอ นั่นก็เป็นจริงเช่นกันสำหรับอย่างน้อยDLLs บางตัว (แต่ไม่ใช่ทั้งหมดขึ้นอยู่กับว่าพวกเขาจำเป็นต้องย้ายที่ตั้งใหม่หรือไม่)
• หน่วยความจำที่สำรองข้อมูลไว้ในทำนองเดียวกันโดยการแมปไฟล์สามารถยกเลิกได้ (โดยสันนิษฐานว่าไม่ใช่ CoW หรือ RW และสกปรก)
• การเขียนกลับขี้เกียจจะยังคงเกิดขึ้น แต่นอกจากนั้นแคชสามารถถูกยกเลิกได้
• หน่วยความจำที่จัดสรรแล้ว แต่ไม่ได้เขียนลงไป (โดยปกติแล้วส่วนใหญ่ของข้อมูลแอพพลิเคชั่น!) จะได้รับการสนับสนุนจากหน้าศูนย์และสามารถละทิ้งได้
• ส่วนขนาดใหญ่ของหน้าหน่วยความจำที่อยู่ใน "สแตนด์บาย" สถานะ (ที่เกิดขึ้นจริงมีถิ่นที่อยู่ต่อกระบวนการทำงานตั้งอยู่บน Windows เป็นตื่นตาตื่นใจขนาดเล็ก 16MB เพียง) จะได้รับการคัดลอกไปยังไฟล์หน้าในพื้นหลังในบางจุดและสามารถยกเลิก .
• ขอบเขตของหน่วยความจำที่ถูกแมปโดยอุปกรณ์บางอย่างเช่นการ์ดกราฟิกอาจไม่จำเป็นต้องบันทึก (อาจ) บางครั้งผู้ใช้จะประหลาดใจว่าพวกเขาเสียบ 8GiB หรือ 16GiB ลงในคอมพิวเตอร์และ 1GiB หรือ 2GiB เป็นเพียง "หายไป" โดยไม่มีเหตุผลที่ชัดเจน API กราฟิกที่สำคัญต้องการแอปพลิเคชันที่สามารถใช้กับเนื้อหาบัฟเฟอร์ที่ไม่ถูกต้อง "ภายใต้เงื่อนไขบางประการ" (โดยไม่ต้องบอกว่าสิ่งนี้หมายถึงอะไร) ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะคาดหวังว่าหน่วยความจำที่ถูกตรึงโดยไดรเวอร์กราฟิกจะถูกทิ้งเช่นกัน หน้าจอกำลังจะมืดไปแล้วหลังจากทั้งหมด

ประการที่สองตรงกันข้ามกับที่คุณคัดลอกไฟล์การทิ้งชุดของหน้า RAM ที่จำเป็นต้องบันทึกไว้ในดิสก์นั้นเป็นการเขียนเรียงลำดับต่อเนื่องและต่อเนื่องกันจากมุมมองของไดรฟ์ Win32 API ยังแสดงถึงฟังก์ชันระดับผู้ใช้สำหรับการดำเนินการนี้ การรวบรวมการเขียนได้รับการสนับสนุนโดยตรงจากฮาร์ดแวร์และทำงานได้เร็วที่สุดเท่าที่ดิสก์สามารถรับข้อมูลได้ (ตัวควบคุมจะดึงข้อมูลโดยตรงผ่าน DMA)
มีจำนวนเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับการทำงานนี้ (เช่นการจัดตำแหน่งขนาดบล็อกการปัก) และมันเล่นได้ไม่ดีกับการแคชและไม่มีสิ่งเช่น "การเขียนกลับขี้เกียจ" (ซึ่งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพที่ต้องการอย่างมากภายใต้การทำงานปกติ )
นั่นคือเหตุผลที่ทำไมไม่ใช่ทุกการเขียนทำงานอย่างนั้นตลอดเวลา อย่างไรก็ตามเมื่อระบบกำลังบันทึกไฟล์การจำศีลเงื่อนไขทั้งหมดจะถูกทำให้เป็นไปโดยอัตโนมัติ (ข้อมูลทั้งหมดถูกจัดเรียงตามหน้าขนาดหน้าและตรึง) และการแคชจะไม่เกี่ยวข้องเนื่องจากคอมพิวเตอร์กำลังจะปิดในเวลาไม่นาน

ประการที่สามการเขียนแบบต่อเนื่องเพียงครั้งเดียวเป็นสิ่งที่ดีมากสำหรับดิสก์หมุนและดิสก์โซลิดสเตต

ไฟล์ swap และไฟล์ hibernation มักเป็นไฟล์แรกสุดที่สร้างและสำรองไว้บนดิสก์ พวกเขามักจะมีหนึ่งชิ้นไม่เกินสองชิ้น ดังนั้นหากเซกเตอร์เสียหายและดิสก์ต้องทำการจัดสรรเซกเตอร์กายภาพใหม่การเขียนตามลำดับเชิงตรรกะจะแปลเป็นการเขียนตามลำดับทางกายภาพบนดิสก์หมุน

ไม่จำเป็นต้องมีการดำเนินการอ่าน - แก้ไข - เขียนบนดิสก์เมื่อมีการเขียนข้อมูลที่ต่อเนื่องและต่อเนื่องเป็นจำนวนมาก ปัญหานี้เด่นชัดน้อยลงในฮาร์ดดิสที่หมุนได้ซึ่งสามารถเขียนเซกเตอร์เดี่ยวที่ค่อนข้างเล็ก (โดยที่คุณไม่ต้องเขียนไบต์เดียวซึ่งการแคชมักจะป้องกันอุปกรณ์ไม่จำเป็นต้องดึงเนื้อหาต้นฉบับและเขียนเวอร์ชันที่แก้ไขแล้ว) .
อย่างไรก็ตามนี่คือสิ่งที่เห็นได้ชัดเจนมากบน SSD ที่ทุกการเขียนหมายถึงเช่นบล็อก 512kB (นั่นคือจำนวนปกติ แต่อาจมีขนาดใหญ่กว่า) จะต้องอ่านและแก้ไขโดยคอนโทรลเลอร์และเขียนกลับไปที่อื่น บล็อก. ในขณะที่คุณสามารถในหลักการเขียนถึง (แต่ไม่เขียนทับ) หน่วยที่เล็กลงในดิสก์แฟลชคุณสามารถลบบล็อกขนาดใหญ่ได้เท่านั้นมันเป็นวิธีการทำงานของฮาร์ดแวร์ นี่คือเหตุผลว่าทำไม SSD ถึงดีกว่าสำหรับการเขียนตามลำดับมาก

มันไม่ได้ถ่ายโอนแรมทั้งหมดในเวลาไฮเบอร์เนต

มันจะมี RAM ส่วนใหญ่อยู่ในดิสก์อยู่แล้ว สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ช่วยให้การจำศีลเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ยังช่วยให้หน่วยความจำสามารถใช้งานได้อย่างรวดเร็วสำหรับโปรแกรมใหม่ (เพื่อให้สามารถเปิดได้อย่างรวดเร็ว)

ดังนั้นจึงต้องเขียนเพียงเล็กน้อยของ 4GB และสามารถทำได้ใน 10-15 วินาที

จากmicrosoft :

เมื่อ RAM ขาดตลาด (ตัวอย่างเช่น Committed Bytes มากกว่า RAM ที่ติดตั้ง) ระบบปฏิบัติการจะพยายามรักษา RAM ที่ติดตั้งไว้บางส่วนเพื่อให้สามารถใช้งานได้ทันทีโดยการคัดลอกหน้าหน่วยความจำเสมือนที่ไม่ได้ใช้งานอยู่กับ pagefile . ดังนั้นตัวนับนี้จะไม่ถึงศูนย์และไม่จำเป็นต้องเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีว่าระบบของคุณขาด RAM หรือไม่

นอกเหนือจากที่กล่าวมาทั้งหมดฉันคิดว่ามีปัจจัยอื่น ๆ

หนึ่งคือเมื่อคัดลอกไฟล์ไฟล์จะต้องอ่านและเขียน; ไฮเบอร์เนตต้องใช้ไฟล์ที่จะเขียนเท่านั้น มันคือตามคำนิยามแล้วในหน่วยความจำ!

เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้เมื่ออ่านไฟล์และเขียนในเวลาเดียวกันเพื่อบันทึกหน่วยความจำกระบวนการคืออ่าน chunk เขียน chunk ปรับปรุงไดเรคทอรี่ (เพื่อแสดงขนาดใหม่); อ่านอันเขียนเขียนอันอัพเดตไดเรคทอรี่

ทุกครั้งที่คุณย้ายจากส่วนหนึ่งของดิสก์ไปยังส่วนอื่น (เช่นอ่านไฟล์ a เพื่อเขียนไฟล์ b เขียนไฟล์ b เพื่อเขียนไดเรกทอรีและเขียนไดเรกทอรีเพื่ออ่านกลุ่มถัดไป) ดิสก์ต้องค้นหา - ย้ายหัว อนุญาตให้หัวที่จะชำระรอส่วนขวาของดิสก์ที่จะมา นี่เป็นข้อดีอย่างหนึ่งของดิสก์โซลิดสเตท - การค้นหาไม่ต้องใช้เวลา เมื่อจำศีลข้อมูลจะถูกเขียนจากต้นจนจบ ไฟล์ hibernation (swap) ได้รับการจัดสรรล่วงหน้าดังนั้นไดเรกทอรีไม่จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุง (คุณไม่ได้เปลี่ยนขนาดของไฟล์ hibernation เพียงแค่เนื้อหา)

และในที่สุดคอมพิวเตอร์ของคุณก็หยุดงานอื่น ๆ ทั้งหมด - นี่เป็นสิ่งเดียวที่ทำ (ฉันสงสัยว่านี่จะสร้างความแตกต่างได้มาก แม้แต่สิ่งต่าง ๆ เช่นการจัดการหน่วยความจำและการสลับงานก็ถูกระงับ

อาจเป็นเพราะ RAM มีความเร็วอินพุต / เอาท์พุตที่รวดเร็วกว่าฮาร์ดดิสก์ดังนั้น RAM จึงสามารถส่งออกข้อมูลได้เร็วเท่าที่ฮาร์ดดิสก์สามารถอ่านได้

เมื่อทำการคัดลอกไฟล์คุณจะถูก จำกัด ด้วยปัจจัยต่าง ๆ - ความเร็วของดิสก์ถ้าต้องอ่านเข้าและออกไปยังดิสก์เดียวกันมันจะใช้เวลานานกว่าความเร็วในการเชื่อมต่อที่ จำกัด (ถ้าไปยังไดรฟ์ภายนอก) ตรวจสอบ ไม่ได้เขียนทับอะไร ฯลฯ