RAM disk - RAM drive
Jednotka RAM (také nazývaná RAM disk ) je blok paměti s náhodným přístupem ( primární úložiště nebo nestálá paměť ), se kterou počítačový software zachází, jako by paměť byla disková jednotka ( sekundární úložiště ). Někdy se označuje jako virtuální jednotka RAM nebo softwarová jednotka RAM, aby se odlišila od hardwarové jednotky RAM, která používá samostatný hardware obsahující RAM, což je typ jednotky SSD s podporou baterie .
Výkon
Výkon jednotky RAM je obecně řádově rychlejší než u jiných forem digitálního úložiště, jako jsou jednotky SSD , páskové , optické , pevné disky a diskety . Toto zvýšení výkonu je způsobeno několika faktory, včetně doby přístupu, maximální propustnosti a charakteristik systému souborů .
Doba přístupu k souborům je výrazně zkrácena, protože jednotka RAM je polovodičová (žádné pohyblivé části). Fyzický pevný disk, optický (např. CD-ROM , DVD a Blu-ray ) nebo jiná média (např. Magnetická bublina , akustické úložiště , magnetická páska ) musí přesunout informace do určité polohy, než může dojít ke čtení nebo zápisu. Jednotky RAM mají přístup k datům pouze s adresou, čímž se tato latence eliminuje .
Za druhé, maximální propustnost jednotky RAM je omezena rychlostí paměti RAM, datové sběrnice a CPU počítače. Další formy paměťových médií jsou dále omezeny rychlostí úložné sběrnice, například IDE (PATA), SATA , USB nebo FireWire . Sloučení tohoto omezení je rychlost skutečné mechaniky hnacích motorů, hlav nebo očí.
Zatřetí, používaný souborový systém , jako je NTFS , HFS , UFS , ext2 atd., Využívá další přístupy, čte a zapisuje na disk, který je sice malý, ale může se rychle sčítat, zvláště v případě mnoha malých souborů vs. . několik větších souborů (dočasné internetové složky, webové mezipaměti atd.).
Protože je úložiště v paměti RAM, je to nestálá paměť , což znamená, že bude ztraceno v případě výpadku napájení, ať už úmyslného (restartování nebo vypnutí počítače) nebo náhodného (výpadek napájení nebo selhání systému). To je obecně slabina (data musí být pravidelně zálohována na trvalé paměťové médium, aby nedošlo ke ztrátě), ale někdy je to žádoucí: například při práci s dešifrovanou kopií šifrovaného souboru nebo pomocí RAM disk pro uložení dočasných souborů systému .
V mnoha případech jsou data uložená na jednotce RAM vytvořena z dat trvale uložených jinde pro rychlejší přístup a jsou znovu vytvořena na jednotce RAM při restartu systému.
Kromě rizika ztráty dat je hlavním omezením jednotek RAM kapacita, která je omezena množstvím nainstalované paměti RAM. Víceterabajtové úložiště SSD se stalo běžným, ale paměť RAM se stále měří v gigabajtech.
Jednotky RAM používají normální systémovou paměť, jako by to byl oddíl na fyzickém pevném disku, a nikoli přístup k datové sběrnici běžně používané pro sekundární úložiště. Přestože jednotky RAM lze často podporovat přímo v operačním systému pomocí speciálních mechanismů v jádře O/S , je obecně jednodušší přistupovat k jednotce RAM pomocí ovladače virtuálního zařízení . Díky tomu je nedisková povaha jednotek RAM neviditelná jak pro O/S, tak pro aplikace.
Vzhledem k dočasné povaze informací uložených na jednotce RAM obvykle není nutné zálohovat baterii, ale nepřerušitelný zdroj napájení může udržet systém v chodu během krátkého výpadku napájení.
Některé jednotky RAM používají komprimovaný souborový systém, například cramfs, který umožňuje přístup ke komprimovaným datům za běhu, aniž by je nejprve dekomprimovali. To je výhodné, protože jednotky RAM jsou často malé kvůli vyšší ceně za bajt než konvenční úložiště na pevném disku.
Historie a specifika operačního systému
První softwarovou jednotku RAM pro mikropočítače vynalezl a napsal Jerry Karlin ve Velké Británii v letech 1979/80. Tento software, známý jako systém Silicon Disk byla dále rozvíjena do komerčního produktu a na trh JK Systems Research, která se stala mikrokosmos Research Ltd, kdy byla společnost připojila Peter Cheesewright z mikrokosmu Ltd . Cílem bylo umožnit raným mikropočítačům využívat více RAM, než by CPU mohl přímo adresovat. Zajištění toho, aby se banka přepínaná RAM chovala jako disková jednotka, bylo mnohem rychlejší než diskové jednotky - zvláště v těch dnech, kdy na takových strojích byly snadno dostupné pevné disky.
Silicon Disk byl uveden na trh v roce 1980, původně pro operační systém CP/M a později pro MS-DOS . Vzhledem k omezením adresování paměti na počítačích Atari 8-bit , Apple II a Commodore byla jednotka RAM také oblíbenou aplikací na systémech Atari 130XE , Commodore 64 a Commodore 128 s rozšiřujícími jednotkami RAM a na počítačích řady Apple II s více než 64 kB RAM. Apple Computer podporoval softwarovou jednotku RAM nativně v systému ProDOS : v systémech s pamětí RAM 128 kB nebo více by ProDOS automaticky přidělil jednotku RAM s názvem /RAM .
Společnost IBM přidala v srpnu 1984 do systému PC DOS (verze 3.0) jednotku RAM s názvem VDISK.SYS , což byla první součást systému DOS, která používala rozšířenou paměť . VDISK.SYS nebyl k dispozici v aplikaci Microsoft ‚s MS-DOS , protože, na rozdíl od většiny složek dřívějších verzích PC DOS byl napsán IBM. Společnost Microsoft zahrnula podobný program RAMDRIVE.SYS do systému MS-DOS 3.2 (vydaný v roce 1986), který by mohl také využívat rozšířenou paměť . To bylo přerušeno v systému Windows 7. DR-DOS a DR více operačních systémů pro více uživatelů také přišel s RAM disk s názvem VDISK.SYS. V systému Multiuser DOS je disk RAM standardně nastaven na písmeno jednotky M: (pro paměťovou jednotku). AmigaOS má vestavěnou jednotku RAM od vydání verze 1.1 v roce 1985 a stále ji má v AmigaOS 4.1 (2010). Společnost Apple Computer v roce 1991 přidala funkce do počítače Apple Macintosh pomocí ovládacího panelu paměti systému System 7 a zachovala tuto funkci po celou dobu životnosti systému Mac OS 9 . Mac OS X uživatelé mohou používat hdid , newfs (nebo newfs HFS ) a držák nástroje k vytváření, formát a namontovat jednotku RAM.
Inovace paměti RAM zavedená v roce 1986, ale obecně dostupná v roce 1987 Perrym Kivolowitzem pro AmigaOS, byla schopnost jednotky RAM přežít většinu havárií a restartů. Zařízení s názvem ASDG Recoverable Ram Disk, zařízení přežilo restarty alokováním paměti dynamicky v opačném pořadí výchozí alokace paměti (funkce podporovaná základním operačním systémem), aby se snížila fragmentace paměti. Byl napsán „superblok“ s jedinečným podpisem, který mohl být umístěn v paměti při restartu. Superblok a všechny ostatní disky RRD „blokovaly“ udržované kontrolní součty, které umožnily zneplatnění disku v případě zjištění poškození. Nejprve byl ASDG RRD uzamčen na paměťové desky ASDG a používán jako prodejní funkce. Později byl ASDG RRD zpřístupněn jako shareware nesoucí navrhovaný dar ve výši 10 dolarů. Verze sharewaru se objevila na Fred Fish Disks 58 a 241. Samotný AmigaOS by ve verzi 1.3 získal obnovitelný disk RAM (nazývaný „RAD“).
Mnoho unixových a unixových systémů poskytuje určitou formu funkcí jednotky RAM, například /dev /ram v Linuxu nebo md (4) ve FreeBSD . Jednotky RAM jsou zvláště užitečné ve vysoce výkonných aplikacích s nízkými zdroji, pro které jsou někdy konfigurovány operační systémy podobné Unixu. Existuje také několik specializovaných „ultralehkých“ distribucí Linuxu, které jsou navrženy pro spouštění z vyměnitelných médií a uloženy na ramdisku po celou dobu relace.
Vyhrazené hardwarové jednotky RAM
Existovaly jednotky RAM, které používají paměť DRAM, která je určena výhradně pro funkci paměťového zařízení s extrémně nízkou latencí. Tato paměť je izolována od procesoru a není přímo přístupná stejným způsobem jako normální systémová paměť.
Časný příklad hardwarové jednotky RAM představila společnost Assimilation Process, Inc. v roce 1986 pro Macintosh. Říká se mu „Excalibur“, jednalo se o externí 2 MB RAM disk a prodával se za 599 až 699 $ v USA. S možností rozšíření paměti RAM v přírůstcích po 1 MB byla údajně její interní baterie účinná po dobu 6 až 8 hodin a na dobu neobvyklou byla připojena přes port diskety Macintosh.
V roce 2002 Cenatek vyrobil Rocket Drive , max. 4 GB, který měl čtyři sloty DIMM pro paměť PC133 s až čtyřmi gigabajty úložiště. V té době běžné stolní počítače používaly 64 až 128 megabajtů paměti PC100 nebo PC133. Jeden gigabajtový modul PC133 (největší v té době dostupný) stál přibližně 1 300 $ (ekvivalent 1 871 $ v roce 2020). Plně vybavený Rocket Drive se čtyřmi GB úložiště by stál 5 600 $ (ekvivalent 8 058 $ v roce 2020).
V roce 2005 Gigabyte Technology vyrobila i-RAM , max. 4 GB, která fungovala v podstatě identicky s Rocket Drive, kromě upgradu na použití novější technologie paměti DDR, i když také omezena na maximální kapacitu 4 GB.
U obou těchto zařízení vyžaduje dynamická paměť RAM nepřetržité napájení k uchování dat; když dojde ke ztrátě napájení, data zmizí. Pro Rocket Drive existoval konektor pro externí napájecí zdroj oddělený od počítače a možnost externí baterie pro uchování dat při výpadku napájení. I-RAM obsahovala malou baterii přímo na rozšiřující desce pro 10-16 hodin ochrany.
Obě zařízení používala rozhraní SATA 1.0 k přenosu dat z vyhrazené jednotky RAM do systému. Rozhraní SATA představovalo pomalé úzké hrdlo, které omezovalo maximální výkon obou jednotek RAM, ale ve srovnání s mechanickými pevnými disky tyto disky stále poskytovaly výjimečně nízkou latenci přístupu k datům a vysokou trvalou přenosovou rychlost.
V roce 2006 vyrobila Gigabyte Technology GC-RAMDISK , max. 8 GB, což byla tvorba druhé generace pro i-RAM. Má maximálně 8 GB kapacity, což je dvojnásobek oproti i-RAM. Používal port SATA-II, opět dvakrát větší než i-RAM. Jedním z jeho nejprodávanějších bodů je, že může být použit jako zaváděcí zařízení.
V roce 2007 vyrobila společnost ACard Technology disk RAM ANS-9010 Serial ATA RAM, maximálně 64 GB. Citace z technické zprávy: ANS-9010 ", který má osm slotů DDR2 DIMM a podporuje až 8 GB paměti na slot. ANS-9010 je také vybaven dvojicí portů Serial ATA, což umožňuje fungovat jako jeden disk nebo maškaráda jako pár disků, které lze snadno rozdělit na ještě rychlejší pole RAID 0. "
V roce 2009 vyrobila společnost Acard Technology disk ACARD ANS-9010BA 5,25 Dynamic SSD SATA-II RAM, maximálně 64 GB. Používá jeden port SATA-II.
Obě varianty jsou vybaveny rozhraním karty CompactFlash umístěným na předním panelu, což umožňuje kopírování energeticky nezávislých dat na jednotku RAM na kartu CompactFlash v případě výpadku napájení a vybité záložní baterie. Dvě tlačítka umístěná na předním panelu umožňují uživateli ručně zálohovat / obnovovat data na jednotce RAM. Samotná karta CompactFlash není uživateli běžným způsobem přístupná, protože karta CF je určena výhradně k zálohování a obnově paměti RAM. Aby mohla karta CF účinně fungovat jako spolehlivá záloha, musí splňovat / překračovat celkovou kapacitu modulu RAM.
V roce 2009 společnost DDRdrive, LLC vyrobila DDRDrive X1, který o sobě tvrdí, že je nejrychlejší jednotkou SSD na světě. Jednotka je primární 4GB vyhrazená paměť RAM DDR pro běžné použití, kterou lze zálohovat a vyvolávat z jednotky 4 GB SLC NAND. Zamýšlený trh je pro uchovávání a zaznamenávání souborů protokolu . Pokud dojde ke ztrátě napájení, lze data uložit na interní 4 GB ssd za 60 sekund pomocí záložní baterie. Poté lze data obnovit zpět do RAM po obnovení napájení. Ztráta napájení hostitele spouští DDRdrive X1 k zálohování nestálých dat na palubní energeticky nezávislé úložiště.
Viz také
- Cache (výpočetní) , oblast pro ukládání přechodných kopií dat, která jsou zapisována nebo opakovaně čtena z pomalejšího zařízení
- Seznam softwaru jednotky RAM