zram vs zswap vs zcache Ultimate guide: เมื่อใดควรใช้อันไหน

1. พวกมันคืออะไรกันแน่? มันแตกต่างกันอย่างไร (ฉันเขียนความเข้าใจของฉันลงในคำตอบด้านล่าง)
2. ในระบบ Zswap เมื่อหน้าถูกขับออกจาก zswap ไปเป็น swap จริงมันจะถูกเก็บในรูปแบบบีบอัดจาก? (หรือมันแตกก่อนการจัดเก็บ? AFAICT ยังคงถูกบีบอัด แต่ฉันไม่แน่ใจ)
3. สถานะปัจจุบันของ zcache คืออะไร เห็นได้ชัดว่ามันถูกลบออกหรือบางสิ่งบางอย่างใน 3.11 สิ่งนี้หมายความว่า? ( http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/commit/?id=96256460487387d28b8398033928e06eb9e428f7 )

เกี่ยวกับ 2. , zswap ดูเหมือนจะแตกหน้าในการเขียนกลับ, ยืนยันความคิดเห็นของ @ Cbhihe

mm / zswap.cบรรทัด 828:

/*
 * Attempts to free an entry by adding a page to the swap cache,
 * decompressing the entry data into the page, and issuing a
 * bio write to write the page back to the swap device.
 * ...
 */
static int zswap_writeback_entry(struct zpool *pool, unsigned long handle)
{
    ...

    case ZSWAP_SWAPCACHE_NEW: /* page is locked */
        /* decompress */
        ...

        ret = crypto_comp_decompress(tfm, src, entry->length,
                         dst, &dlen);
        ...
        kunmap_atomic(dst);    


$ git show
commit 1573d2caf713874cfe0d1336c823d0fb548d8bed
Merge: 4cdf8db 0a86248
Author: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Date:   Tue Oct 11 23:59:07 2016 -0700

ดังนั้น zswap จึงมีประโยชน์สำหรับสถานการณ์ที่แคชแคชในหน่วยความจำมีแนวโน้มที่จะถูกลืมในไม่ช้าก่อนที่จะเขียนกลับไปที่ดิสก์ ไม่ใช่สำหรับแอปพลิเคชันที่มีฮีปขนาดใหญ่ที่มีอายุการใช้งานยาวนานซึ่งในที่สุดจะต้องได้รับการสำรองข้อมูลโดยอุปกรณ์ swap จริง

มีหลายสิ่งหลายอย่างเกี่ยวกับระบบทั้งสามนี้ แต่ไม่มีสิ่งใดที่เปรียบเทียบง่าย ๆ ระหว่างพวกเขาโดยลำพังอธิบายได้ดี ฉันพยายามทำความเข้าใจ แต่หัวของฉันระเบิด จากนั้นฉันคิดว่าฉันได้รับแล้วฉันจึงลองเขียนมันลงและหัวของฉันก็ระเบิดอีกครั้ง (ดูบทสรุปของการใช้งาน) ฉันคิดว่ามันจะมีประโยชน์ในการโพสต์สิ่งนี้ที่นี่เนื่องจากมีคำถามมากมายเกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนแบบแลกเปลี่ยนกัน

สรุปสิ่งที่ควรใช้เมื่อ:

1. ZRAMถ้าคุณไม่มีอุปกรณ์ swap ใน HDD / SSD
2. ZSWAPหากคุณมีอุปกรณ์ swap ใน HDD / SSD
3. ZCACHE : ทำในสิ่งที่ ZSWAP ทำและยังบีบอัดและเพิ่มความเร็วแคชของระบบแฟ้ม (มันซับซ้อนมากขึ้นภายในและไม่ได้อยู่ในเคอร์เนลฉีดเนื่องจากยังอยู่ระหว่างการพัฒนา)

สรุปการใช้งานของพวกเขา:

1. ZRAMเป็นอุปกรณ์ swap ที่มีการบีบอัด RAM
2. ZSWAPเป็นแคชที่ถูกบีบอัดหากคุณมี swap อยู่แล้ว
3. ZCacheเป็นแบ็กเอนด์สำหรับVirtual RAM thingy (หน่วยความจำแบบ Transcendent) ชนิดพิเศษที่สามารถใช้เพื่อแคชหน้าระบบแฟ้มหรือสลับข้อมูล

รายละเอียด:

• ZRAM: สร้างอุปกรณ์สลับใน RAM หน้าที่ส่งมาที่นี่ถูกบีบอัดเนื่องจากจัดเก็บไว้ มันมีลำดับความสำคัญสูงกว่าอุปกรณ์แลกเปลี่ยนอื่น ๆ : หน้าเว็บที่สลับออกจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ zram เป็นพิเศษจนกว่าจะเต็ม แต่จะใช้เฉพาะอุปกรณ์แลกเปลี่ยนอื่น ๆ เท่านั้น

  • ประโยชน์ที่ได้รับ: เป็นอิสระจากอุปกรณ์แลกเปลี่ยน (ทางกายภาพ) อื่น ๆ สามารถใช้เมื่อไม่มีพาร์ติชันสลับเพื่อขยายหน่วยความจำที่มีอยู่
  • ข้อเสีย:หากมีอุปกรณ์ swap อื่น ๆ (HDD / SSD) แสดงอยู่พวกเขาจะไม่ได้ใช้อย่างเหมาะสมที่สุด เนื่องจากอุปกรณ์ zram เป็นอุปกรณ์ swap อิสระเมื่อหน้าเต็มหน้าใหม่ใด ๆ ที่จำเป็นต้องเปลี่ยนจะถูกส่งไปยังอุปกรณ์ swap ถัดไปโดยตรงดังนั้น:
    1. มีโอกาสที่แท้จริงของการผกผัน LRU (ใช้น้อยเมื่อเร็ว ๆ นี้): มันจะเป็นข้อมูลที่สลับสับเปลี่ยนล่าสุดที่ไปยังดิสก์ที่ช้าในขณะที่หน้าเว็บที่ไม่ได้ใช้งานซึ่งถูกสลับเป็นเวลานานจะยังคงอยู่ใน ZRAM ที่รวดเร็ว
    2. ข้อมูลที่ส่งและอ่านจากดิสก์จะใช้แบนด์วิดท์จำนวนมากเนื่องจากไม่มีการบีบอัด
  • สถานะ:ผสานเข้ากับเคอร์เนลฉีด 3.14 เมื่อเปิดใช้งานในระบบจะต้องมีการกำหนดค่า userspace บางอย่างเพื่อตั้งค่าอุปกรณ์แลกเปลี่ยนและใช้พวกเขา

• ZSWAP:frontswapระบบตะขอพยายามที่จะสลับออกหน้าและใช้เป็น zswap เขียนหลังแคชสำหรับอุปกรณ์แลกเปลี่ยน HDD / SSD A: มีความพยายามที่จะทำในการบีบอัดหน้าและถ้ามันมีข้อมูลที่อัดไม่ดีมันจะถูกเขียนโดยตรงไปยังดิสก์ หากข้อมูลถูกบีบอัดข้อมูลจะถูกเก็บไว้ในพูลหน่วยความจำ zswap หากเพจถูกสลับหน่วยความจำไม่เพียงพอเมื่อเพจที่ถูกบีบอัดทั้งหมดใน RAM มีขนาดเกินกว่าขนาดที่กำหนดเพจที่ถูกบีบอัดน้อยที่สุดที่ใช้ล่าสุด (LRU) จะถูกเขียนไปยังดิสก์

  • ประโยชน์ที่ได้รับ:ใช้ RAM อย่างมีประสิทธิภาพและการสลับดิสก์เป็นหลัก ลดขนาดดิสก์ I / O โดยลดจำนวนการเขียนและอ่านที่ต้องการ (ข้อมูลถูกบีบอัดและเก็บไว้ใน RAM) และลดแบนด์วิดท์ของการดำเนินการ I / O เหล่านี้เนื่องจากข้อมูลอยู่ในรูปแบบบีบอัด
  • ข้อ จำกัด :มันเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ swap บนดิสก์และด้วยเหตุนี้ขึ้นอยู่กับ swap partition บนฮาร์ดดิสก์
  • สถานะ:ผสานเข้ากับเคอร์เนลลินุกซ์ฉีด 3.11

• ZCache:มันเป็นแบ็กเอนด์สำหรับระบบหน่วยความจำที่ดีเยี่ยม หน่วยความจำดีเยี่ยมมีหน่วยความจำแบบ RAM ที่สามารถเข้าถึงหน้าได้ครั้งละครั้งโดยใช้putและการgetโทร ซึ่งแตกต่างจากหน่วยความจำปกติที่สามารถเข้าถึงไบต์ในแต่ละครั้ง frontswapและcleancacheระบบความพยายามเบ็ดเพื่อแลกเปลี่ยนและเรียกคืนระบบไฟล์แคชหน้าตามลำดับและส่งพวกเขาไปที่แบ็กเอนด์หน่วยความจำที่ดีเยี่ยม เมื่อใช้ zcache เป็นแบ็คเอนด์ข้อมูลจะถูกบีบอัดและเก็บไว้ใน RAM เมื่อเติมเต็มหน้าที่ถูกบีบอัดจะถูกเปลี่ยนเป็นการสลับ (แบ็กเอนด์ทางเลือกคือ RAMster ซึ่งใช้พูล RAM ร่วมกันบนคอมพิวเตอร์เครือข่าย) โดยใช้เพียงfrontswapส่วนหน้ากับแบ็กเอนด์ทำงานเช่นเดียวกับzcache zswap(อันที่จริงแล้ว zswap เป็นชุดย่อยที่ง่ายของ zcache)

  • คุณประโยชน์ให้การแคชที่บีบอัดทั้งสำหรับการสลับและสำหรับแคชของระบบไฟล์
  • สถานะ:ยังไม่ได้ฉีดเนื่องจากมีความซับซ้อนมากและกำลังทำงานอยู่

แหล่งข้อมูลที่ดีที่สุดที่ฉันพบคือ:

• หน่วยความจำดีเยี่ยมสรุป
• [PATCH 0/8] zswap: การแคชการแลกเปลี่ยนที่บีบอัด
• การบีบอัดหน่วยความจำในเคอร์เนล
• LSFMM: การบีบอัดหน่วยความจำในเคอร์เนล
• zswap การแลกเปลี่ยนแคชแคช