кэшированная память что это

Обзор кэширования

Кэширование помогает значительно повысить производительность приложений и снизить затраты, независимо от масштаба

Что такое кэширование?

В сфере вычислительной обработки данных кэш – это высокоскоростной уровень хранения, на котором требуемый набор данных, как правило, временного характера. Доступ к данным на этом уровне осуществляется значительно быстрее, чем к основному месту их хранения. С помощью кэширования становится возможным эффективное повторное использование ранее полученных или вычисленных данных.

Как работает кэширование?

Данные в кэше обычно хранятся на устройстве с быстрым доступом, таком как ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), и могут использоваться совместно с программными компонентами. Основная функция кэша – ускорение процесса извлечения данных. Он избавляет от необходимости обращаться к менее скоростному базовому уровню хранения.

Небольшой объем памяти кэша компенсируется высокой скоростью доступа. В кэше обычно хранится только требуемый набор данных, причем временно, в отличие от баз данных, где данные обычно хранятся полностью и постоянно.

Обзор кэширования

ОЗУ и работающие в памяти сервисы. Поскольку ОЗУ и работающие в памяти сервисы обеспечивают высокие показатели скорости обработки запросов, или IOPS (количество операций ввода-вывода в секунду), кэширование повышает скорость извлечения данных и сокращает расходы при работе в больших масштабах. Чтобы обеспечить аналогичный масштаб работы с помощью традиционных баз данных и оборудования на базе жестких дисков, требуются дополнительные ресурсы. Использование этих ресурсов приводит к повышению расходов, но все равно не позволяет достигнуть такой низкой задержки, какую обеспечивает кэш в памяти.

Области применения. Кэш используется на разных технологических уровнях, включая операционные системы, сетевые уровни, в том числе сети доставки контента (CDN) и DNS, интернет-приложения и базы данных. С помощью кэширования можно значительно сократить задержки и повысить производительность операций ввода-вывода в секунду для многих рабочих нагрузок приложений с большой нагрузкой на чтение, например порталов для вопросов и ответов, игровых ресурсов, порталов для распространения мультимедиа и социальных сетей. Кэшировать можно результаты запросов к базам данных, вычислений, которые требовательны к ресурсам, запросы к API и ответы на них, а также веб-артефакты, например файлы HTML, JavaScript и изображений. Рабочие нагрузки, требующие больших вычислительных мощностей для обработки наборов данных, например сервисы рекомендаций и высокопроизводительное вычислительное моделирование, тоже могут эффективно использовать уровень данных в памяти в качестве кэша. В этих приложениях можно обращаться к очень большим наборам данных в режиме реального времени через кластеры машин, которые охватывают сотни узлов. Управление этими данными в дисковом хранилище является узким местом таких приложений из-за низкой скорости работы базового оборудования.

Шаблоны проектирования. В среде распределенных вычислений выделенный уровень кэширования позволяет системам и приложениям работать независимо от кэша. При этом их жизненные циклы не влияют на кэш. Кэш служит центральным уровнем, к которому могут обращаться различные несвязанные между собой системы. Он имеет собственный жизненный цикл и архитектурную топологию. Это особенно важно для систем, в которых узлы приложений можно динамически масштабировать в обе стороны. Если кэш находится на том же узле, что и приложение или системы, которые им пользуются, масштабирование может разрушить целостность кэша. Кроме того, если используются локальные кэши, это дает преимущества только локальным приложениям, которые пользуются данными. В распределенной среде кэша данные могут охватывать множество серверов кэширования и находиться в центральном расположении, удобном для всех потребителей данных.

Рекомендации по кэшированию. При реализации уровня кэша необходимо принимать во внимание достоверность кэшируемых данных. Эффективный кэш обеспечивает высокую частоту попаданий, то есть наличия в кэше запрашиваемых данных. Промах кэша происходит, когда запрашиваемых данных в кэше нет. Для удаления из кэша неактуальных данных применяются такие механизмы, как TTL (время жизни). Следует также понимать, требуется ли для среды кэширования высокая доступность. Если она необходима, можно использовать сервисы в памяти, такие как Redis. В ряде случаев уровень в памяти можно использовать как отдельный уровень хранения данных, в отличие от кэширования из основного хранилища. Чтобы решить, подходит ли такой вариант, необходимо определить для данных в сервисе в памяти соответствующие значения RTO (требуемое время восстановления, то есть сколько времени требуется системе на восстановление после сбоя) и RPO (требуемая точка восстановления, то есть последняя восстанавливаемая точка или транзакция). Для соответствия большинству требований RTO и RPO можно применять характеристики и проектные стратегии разных сервисов в памяти.

Ускорение получения веб-контента от веб-сайтов (браузеры или устройства)

Кэширование с помощью Amazon ElastiCache

Веб-сервис Amazon ElastiCache упрощает развертывание, эксплуатацию и масштабирование в облаке хранилища или кэша в памяти. Сервис повышает производительность интернет-приложений, позволяя получать информацию из быстрых управляемых хранилищ данных, размещенных в памяти, а не только из баз данных, размещенных на дисках и работающих не так быстро. Информацию о том, как реализовать эффективную стратегию кэширования, см. в этом техническом описании по кэшированию в памяти.

Преимущества кэширования

Повышение производительности приложений

Поскольку память работает в разы быстрее диска (магнитного или SSD), чтение данных из кэша в памяти производится крайне быстро (за доли миллисекунды). Это значительно ускоряет доступ к данным и повышает общую производительность приложения.

Сокращение затрат на базы данных

Один инстанс кэша может обрабатывать тысячи операций ввода-вывода в секунду, потенциально заменяя несколько инстансов базы данных, что в результате дает снижение общих затрат. Это особенно важно, если плата взимается за пропускную способность базы данных. В таких случаях можно снизить затраты на десятки процентов.

Снижение нагрузки на серверную часть

Благодаря освобождению серверной базы данных от значительной части нагрузки на чтение, которая направляется на уровень памяти, кэширование может сократить нагрузку на базу данных и защитить ее от снижения производительности под нагрузкой и даже от сбоев при пиковых нагрузках.

Прогнозируемая производительность

Общей проблемой современных приложений является обработка пиков в использовании приложений. Примерами могут служить социальные сети во время Суперкубка или в день выборов, веб-сайты электронной коммерции в Черную пятницу и т. д. Повышенная нагрузка на базу данных приводит к повышению задержек при получении данных, и общая производительность приложения становится непредсказуемой. Эту проблему можно решить благодаря использованию кэша в памяти с высокой пропускной способностью.

Устранение проблемных мест в базах данных

Во многих приложениях небольшое подмножество данных, например профиль знаменитости или популярный продукт, может оказаться намного более востребованным, чем остальные данные. Это приводит к появлению проблемных мест в базе данных и требует избыточного выделения ее ресурсов, чтобы удовлетворить спрос на пропускную способность, которой достаточно для получения наиболее часто используемых данных. За счет хранения общих ключей в кэше в памяти можно избавиться от необходимости избыточного выделения ресурсов и обеспечить быструю и предсказуемую работу системы при обращении к самым востребованным данным.

Повышение пропускной способности операций чтения (количество операций ввода-вывода в секунду)

Помимо сокращения задержек, системы в памяти обеспечивают намного более высокую скорость выполнения запросов (количество операций ввода-вывода в секунду) по сравнению с базами данных на диске. Один инстанс, который используется как распределенный дополнительный кэш, может обслуживать сотни тысяч запросов в секунду.

Источник

Кэшированная Оперативная Память Windows 10 — Что Это и Как Очистить Кэш

В этой инструкции подробно о том, что означает кэшированная память в Windows 10, стоит ли переживать, что её много и о том, можно ли её очистить.

Любой пользователь Windows 10, открывший диспетчер задач и заглянувший на вкладку «Производительность» в раздел «Память» обнаружит пункт «Кэшировано», причем размер кэшированной памяти обычно тем значительнее, чем больше объем оперативной памяти на компьютере или ноутбуке.

Что значит «Кэшировано» в информации о памяти

Если в диспетчере задач вы подведёте указатель мыши к пустому разделу, обычно располагающемуся по центру графического представления «Структура памяти», вы увидите подпись: «Зарезервировано. Память, содержащая кэшированные данные и код, которые сейчас не используются» — речь ведётся именно о той оперативной памяти, которую вы видите в пункте «Кэшировано». Что это означает?

Кэшированная память в Windows 10 — это занятые, но неиспользуемые в настоящий момент страницы памяти, содержащие различные данные, которые могут потребоваться в дальнейшем для работы системных и сторонних процессов и которые эффективнее будет получить именно из оперативной памяти, а не снова прочитать с диска. Чем больше доступной неиспользуемой памяти, тем больший её объём может оказаться в состоянии «кэшировано».

Логику этого подхода можно описать следующим образом: в Windows 10 присутствуют различные механизмы ускорения работы системы и кэшированная память — один из них. При наличии неиспользуемой оперативной памяти эффективнее использовать её как кэш, а не освобождать сразу: сама по себе свободная память не приводит к ускорению работы: система и программы будут работать с одинаковой скоростью, независимо от того, свободно у вас 2 Гб RAM или 16. Проблемы могут возникнуть, когда свободной памяти не остаётся, но кэшированная память с большой вероятностью не станет причиной этого.

Очистка кэшированной памяти

Прежде всего, какая-либо очистка кэшированной памяти Windows 10 самостоятельными действиями, с помощью сторонних утилит или другими методами обычно лишена смысла: память «Кэшировано» освобождается системным менеджером памяти в первую очередь, когда RAM потребовалось для каких-либо задач, а доступной свободной оперативной памяти недостаточно.

В качестве примера: в первом разделе статьи приводился снимок экрана с состоянием ОЗУ в диспетчере задач на момент начала написания этого материала. Ниже — сразу после запуска редактора видео, открытия и запуска рендеринга проекта в нём.

Как можно увидеть, объём кэшированной памяти сократился на 2 Гб, в дальнейшем, по прекращении работы с «тяжелым» софтом её объём вновь будет прирастать по мере использования системы и всё это — нормальное поведение, не влияющее негативно на отзывчивость вашего ПК или ноутбука.

Существуют сторонние утилиты для быстрой очистки всей кэшированной оперативной памяти в Windows 10 и предыдущих версиях системы. Один из самых популярных инструментов — EmptyStandbyList.exe, демонстрация его использования после примечания. Ещё две программы, позволяющие выполнить очистку: Mem Reduct и Intelligent Standby List Cleaner.

Я не рекомендую подобные программы к использованию. Повторюсь: в рассматриваемом случае приятные для глаз числа свободной оперативной памяти, которые мы сможем получить, не приведут к повышению производительности системы или FPS в играх. В других сценариях, когда речь идёт не о кэшированной памяти, а о занятой и используемой RAM, при условии её нехватки для других задач высвобождение может иметь смысл, но это уже отдельная тема.

Упомянутую программу можно скачать с сайта разработчика: https://wj32.org/wp/software/empty-standby-list/ после этого для её использования:

При этом следует учитывать, что сразу после использования утилиты, по мере работы, объем кэшированной памяти вновь начнёт расти.

Источник

Кэшировано много оперативной памяти Windows 10

Можно увидеть, что кэшировано много оперативной памяти в диспетчере задач Windows 10. Пользователям не совсем понятно что это за память. И как большое её количество может повлиять на производительность. Думаю понятно, чем больше ОЗУ тем меньше проблем.

Эта статья расскажет, что такое кэшированная память и почему её очень много в Windows 10. Во время эксперимента файл подкачки был отключён на всех дисках. Многие процессы, службы, библиотеки и программы, при включении компьютера, уже попадают в оперативную память.

Что значит кэшировано памяти

Этот объём памяти (включает зарезервированную и изменённую память), в которой содержаться кэшированные данные и код, предназначены для мгновенного доступа и использования процессами, драйверами и операционной системой.

Например, в диспетчере задач показывает кэшировано 6.0 Гб. В строке Структура памяти смотрим Зарезервировано (5832 Мб). Это и есть память, содержащая кэшированные данные и код, которые прямо сейчас не используются.

В первую очередь система использует свободную память. При нехватке памяти, кэшированная будет переводиться в свободную. Размер кэша уменьшается и менее нужные (давно используемые) данные очищаются.

Монитор ресурсов имеет более подробное описание. Это зарезервированная память, в которой содержаться кэшированные данные, и которая недоступна для использования. При необходимости память освобождается.

Важно! Операционная система установлена на твердотельный SSD накопитель. Сразу исключаем версии с использованием виртуальной памяти Windows 10. Файл подкачки полностью отключён на всех дисках. И все нужные данные кэшируются непосредственно в ОЗУ.

Как очистить кэшированную оперативную память

Удалите неиспользуемые приложения

Все неиспользуемые приложения, особенно те, которые добавляются в автозагрузку, попадают в память. В системе множество программ, которые пользователи не используют, кэшируются, занимают ОЗУ. Вспомните только не убираемую автозагрузку uTorrent в Windows 10.

Запретите использование данных для открытия приложений после перезапуска или обновления. В новой версии параметр назыв. Автоматически сохранять мои перезапускаемые приложения при выходе из системы и перезапускать их после входа.

Много писали о тонкой настройке автозапуска программ Windows 10. Перейдите в расположение Параметры > Приложения > Автозагрузка. И выключите запуск всех ненужных программ перетягиванием ползунков.

Отключение ненужных служб

В системе с каждым обновлением становиться всё больше и больше служб. Хотя для обычного пользователя далеко не все они нужны. Смотрите, как отключить на примере службы криптографии. Более подробно: оптимизация и ускорение Windows 10 для слабых ноутбуков.

Откройте управление службами выполнив команду services.msc в окне Win+R. Теперь достаточно изменить тип запуска ненужной службы на Отключено. Внимательно читайте описание службы, которую Вы отключаете и смотрите её зависимости.

Очистка оперативной памяти

Самый простой способ очистки оперативной памяти — это перезагрузка компьютера. Все данные, которые кэшируются непосредственно в ОЗУ будут очищены. Включение компьютера повторно покажет ситуацию с количеством занятой памяти.

Можно воспользоваться различным софтом для очистки оперативной памяти. В ближайшем будущем такая функциональность будет непосредственно в ОС. Смотрите подробней: как очистить оперативную память на Windows 10.

Источник

Содержание:

В одной из наших прошлых статей мы коснулись такого аспекта работы RAM как аппаратно зарезервированная память, объём которой можно посмотреть в Диспетчере задач, переключившись на вкладку «Производительность» и выбрав слева блок «Память». Так вот, помимо этой самой зарезервированной памяти там имеются и другие данные о работе ОЗУ, которые могут вызвать у пользователя вопросы. Например, что такое кэшированная память в Диспетчере задач, почему она иногда занимает так много места, можно и нужно ли предпринимать какие-либо меры с целью её уменьшения?

↑ Кэшированная оперативная память

Такие разные кэши

Перед тем как приступать к разбору обозначенного вопроса, следует сказать о том, что кэши бывают разные. Есть всем известный браузерный кэш — каталог файловой системы, в котором веб-обозреватели хранят временные данные; не менее известным типом кэша является располагающийся на физическом жёстком диске файл подкачки, в который система сбрасывает непомещающиеся в оперативную память данные; существуют и так называемые промежуточные кэши, например, служащая буфером между ОЗУ и центральным процессором кэш-память, реализованная в виде высокоскоростной микросхемы SRAM. Рассмотрим принцип её работы чуть более подробно.

Что такое кэш процессора, и как он работает

Когда ЦП обращается к оперативной памяти, чтобы считать или записать в неё данные, он сначала идентифицирует ячейку, с которой собирается работать. Для этого он формирует и отправляет в память запрос, RAM же его обрабатывает и открывает доступ процессору к хранящимся в соответствующей ячейке данным. Эта процедура занимает некоторое время, а поскольку процессор гораздо шустрее оперативной памяти, он вынужден ждать ответа от ОЗУ. Чтобы ускорить получение процессором данных из оперативной памяти, была придумана так называемая быстрая оперативная память, или иначе кэш-память.

Таким образом, кэшированная память сокращает время отклика и повышает общую производительность компьютера. Соответственно, чем больше у вас на компьютере такой памяти, тем быстрее он должен работать. Тут, наверное, у многих из наших читателей возникнет такой вопрос: если быстрая память так хороша, почему ею не заменяют обычную оперативную память? Ответ прост — всё дело в цене, кэш-память намного дороже обычной памяти, поэтому она используется в ограниченных объёмах.

↑ Что такое кэшированная память в Диспетчере задач

Однако мы увлеклись, вернёмся к нашему вопросу, вернее к той кэшированной памяти, которую может обнаружить у себя в Диспетчере задач каждый пользователь.

Кстати, сведения об этой памяти указаны также в оснастке «Монитор ресурсов», в котором она обозначена секцией синего цвета «Ожидание». По сути, кэшированная память представляет собой часть свободной оперативной памяти, выделенной под неиспользуемые данные наиболее приоритетных процессов.

В то же время кэшированная память не привязана жёстко к данным процессам, поэтому её страницы могут быть использованы для записи других, менее приоритетных процессов. Убедиться в этом вы можете сами, открыв пару десятков вкладок в браузере. Вы увидите, что объем доступной кэшированной памяти сразу станет меньше, а всё потому, что зарезервированные страницы были переданы браузеру для записи в них данных вкладок. Из этого следует, что беспокоиться вам нужно не о увеличении размера кэшированной памяти, а скорее наоборот — об уменьшении доступного объёма кэша при отсутствии свободной памяти, выделенной в Мониторе ресурсов голубым цветом.

Нужно ли очищать кэшированную память

Особой нужды в очистке кэшированной памяти нет, более того, постоянная принудительная её очистка может привести к неравномерной нагрузке процессора, более частому обращению к файлу подкачки и общему снижению производительности. Исключения составляют те случаи, когда вы точно установили связь между увеличением объёма кэшированной памяти с падением производительности, что иногда бывает в играх. Тогда на собственный страх и риск вы можете включить очистку кэша оперативной памяти.

Очистка кэшированной памяти в RAMMap и EmptyStandbyList

Самый простой способ обнулить кэш оперативную память — это воспользоваться бесплатной тулзой RAMMap, разработанной одним из сотрудников Microsoft Марком Руссиновичем. Утилита не требует установки, чтобы очистить в ней память, выберите в главном меню Empty → Empty Standby List. Объем кэшированной памяти тут же уменьшится в несколько раз, но уже через несколько минут система опять её зарезервирует.

Также вы можете воспользоваться такой утилитой как EmptyStandbyList, работающей по тому же принципу что и функция Empty Standby List в утилите RAMMap. В отличие от RAMMap, тулза EmptyStandbyList не имеет графического интерфейса, чтобы очистить с её помощью кэшированную память, достаточно просто запустить исполняемый файл. Естественно, через некоторое время кэш снова будет заполнен, если вы хотите это предотвратить, в Планировщике заданий вам нужно создать задачу, которая станет запускать исполняемый файл EmptyStandbyList.exe каждые 2, 3, 5, 10 или сколько вам нужно минут.

Откройте Планировщик командой taskschd.msc, справа нажмите «Создать» задачу

и выставьте настройки как показано на скриншоте. Обратите внимание, что в качестве пользователя мы указываем Систему, тогда как по умолчанию задание будет выполняться от имени учётной записи администратора. В условиях запуска (триггеры) указываем интервал между запусками задачи, на вкладке «Действия» указываем путь к исполняемому файлу утилиты. Сохраняем задание и проверяем его работу.

Использовать этот трюк или нет, решать вам. Если вы наблюдаете чрезмерное заполнение RAM-кэша, сопровождающееся снижением производительности в играх или при работе с «тяжёлыми» приложениями, пробуйте, в остальных случаях особого смысла в очистке кэша памяти мы не видим.

Источник