Управление ОЗУ, виртуальной памятью, подкачками страниц и памятью в Windows

Исходная версия продукта: Windows 7 Пакет обновления 1, Windows Server 2012 R2
Исходный номер КБ: 2160852

Аннотация

В этой статье содержатся основные сведения о реализации виртуальной памяти в 32-битных версиях Windows.

В современных операционных системах, таких как Windows, приложения и многие системные процессы всегда ссылались на память с помощью адресов виртуальной памяти. Виртуальные адреса памяти автоматически преобразуются оборудованием в реальные (ОЗУ) адреса. Только основные части ядра операционной системы обходят этот перевод адресов и напрямую используют реальные адреса памяти.

Виртуальная память всегда используется, даже если объем памяти, требуемой для всех запущенных процессов, не превышает объем оперативной памяти, установленной в системе.

Процессы и адресные пространства

Всем процессам (например, исполняемым приложениям), работающим под 32-битными версиями Windows, назначены адреса виртуальной памяти (виртуальное адресное пространство), в диапазоне от 0 до 4 294 967 295 (2*32-1 = 4 ГБ), независимо от того, какой объем ОЗУ установлен на компьютере.

В конфигурации Windows по умолчанию 2 гигабайта (ГБ) этого виртуального адресного пространства предназначены для частного использования каждого процесса, а остальные 2 ГБ совместно используются всеми процессами и операционной системой. Как правило, приложения (например, Блокнот, Word, Excel и Acrobat Reader) используют только часть 2 ГБ частного адресного пространства. Операционная система назначает кадры страниц ОЗУ только используемым страницам виртуальной памяти.

Расширение физического адреса (PAE) — это функция 32-битной архитектуры Intel, которая расширяет адрес физической памяти (ОЗУ) до 36 битов. PAE не меняет размер виртуального адресного пространства (который остается на уровне 4 ГБ), а только объем фактической оперативной памяти, который может быть решен процессором.

Перевод между 32-битным адресом виртуальной памяти, используемым кодом, который работает в процессе, и 36-битным ОЗУ-адресом автоматически и прозрачно обрабатывается оборудованием компьютера в соответствии с таблицами перевода, которые поддерживаются операционной системой. Любая виртуальная страница памяти (32-битный адрес) может быть связана с любой физической страницей ОЗУ (36-битным адресом).

В следующем списке описывается, сколько ОЗУ поддерживается различными версиями и выпусками Windows (в мае 2010 г.):

Файл подкачки

ОЗУ — это ограниченный ресурс, тогда как в большинстве практических целей виртуальная память не ограничена. Может быть много процессов, каждый из которых имеет собственное 2 ГБ частного виртуального адресного пространства. Если память, используемая всеми существующими процессами, превышает объем доступной оперативной памяти, операционная система перемещает страницы (4 КБ) одного или более виртуальных адресных пространств на жесткий диск компьютера. Это освободит кадр ОЗУ для других видов использования. В системах Windows эти страницы с страницами хранятся в одном или Pagefile.sys файлах в корне раздела. В каждом разделе диска может быть один такой файл. Расположение и размер файла страницы настраиваются в свойствах системы (нажмите кнопку «Дополнительные»,«Производительность» и нажмите кнопку «Параметры»).

Пользователи часто задают вопрос о том, насколько большим должен быть этот pagefile? На этот вопрос не существует одного ответа, так как он зависит от объема установленной оперативной памяти и объема виртуальной памяти, требуемой для рабочей нагрузки. Если других сведений нет, то в качестве отправной точки является обычная рекомендация в 1,5 раза больше установленной оперативной памяти. В серверных системах обычно необходимо иметь достаточный объем оперативной памяти, чтобы не было нехватки и не использовался pagefile. В этих системах не может быть полезного предназначения для обслуживания большого pagefile. С другой стороны, если место на диске достаточно, то сохранение большого размера (например, в 1,5 раза больше установленного ОЗУ) не вызывает проблем, а также избавляет от необходимости беспокоиться о том, насколько большим будет размер ОЗУ.

Производительность, ограничения архитектуры и ОЗУ

В любой компьютерной системе по мере увеличения нагрузки (количества пользователей, объема работы) производительность снижается, но нелинейно. Любое увеличение нагрузки или спроса после определенного момента приводит к существенному снижению производительности. Это означает, что некоторым ресурсам не хватает ресурсов и они стали узким местом.

В определенный момент не удается увеличить ресурс, который находится в нехватке. Это означает, что достигнут предел архитектуры. Ниже lyly reported architectural limits in Windows include the following:

• 2 ГБ общего виртуального адресного пространства для системы (ядро)
• 2 ГБ частного виртуального адресного пространства на процесс (режим пользователя)
• 660 МБ системного хранилища PTE (Windows Server 2003 и более ранних версиях)
• 470 МБ хранилища пула страниц (Windows Server 2003 и более ранних версиях)
• 256 МБ невыгваряемого хранилища пула (Windows Server 2003 и более ранние версии)

Это относится в частности к Windows Server 2003, но также может применяться к Windows XP и Windows 2000. Однако в Windows Vista, Windows Server 2008 и Windows 7 не все эти архитектурные ограничения имеются. Ограничения на объем памяти пользователя и ядра (здесь цифры 1 и 2) одинаковы, но ресурсы ядра, такие как PTES и различные пулы памяти, являются динамическими. Эта новая функция позволяет использовать как страницную, так и невыгежную память. Это также позволяет PTES и пулу сеансов увеличиваться за пределы, которые были рассмотрены ранее, до того момента, когда все ядро исчерпано.

Часто найденные и кавычках:

На сервере терминалов до использования 4 ГБ ОЗУ будет использоваться 2 ГБ общего адресного пространства.

В некоторых случаях это может быть верно. Однако необходимо отслеживать систему, чтобы узнать, применимы ли они к конкретной системе. В некоторых случаях эти заявления являются выводами определенных Windows NT 4.0 или Windows 2000 и не обязательно применимы к Windows Server 2003. В Windows Server 2003 были внесены значительные изменения, чтобы снизить вероятность того, что эти архитектурные ограничения будут фактически достигнуто на практике. Например, некоторые процессы, которые находились в ядре, были перемещены в процессы без ядра, чтобы уменьшить объем памяти, используемый в общем виртуальном адресной области.

Мониторинг использования ОЗУ и виртуальной памяти

Системный монитор — это инструмент, который позволяет отслеживать производительность системы и определять местоположение узкого места. Чтобы запустить монитор производительности, нажмите кнопку «Начните», выберите «Панель управления»,«Администрирование» и дважды щелкните «Монитор производительности». Вот сводка по некоторым важным счетчикам и их сведениям:

Память, зафиксированные вбайтах: этот счетчик является показателем потребности в виртуальной памяти.

Здесь показано, сколько бытов было выделено процессами и на что операционная система зафиксирует кадр страницы ОЗУ или слот страницы в этом окле (или, возможно, и то, и другое). По мере того как размер фиксных данных превышает объем доступной оперативной памяти, увеличивается размер подкачка, а используемый размер подкачка также увеличивается. В определенный момент действия по разгонам начинают значительно влиять на производительность.

Процесс, рабочий набор, _Total: этот счетчик является показателем активного использования виртуальной памяти.

Этот счетчик показывает, сколько ОЗУ требуется для того, чтобы виртуальная память, используемая для всех процессов, была в оперативной памяти. Это значение всегда является кратным 4096, что является размером страницы, используемой в Windows. Так как потребность в виртуальной памяти выходит за пределы доступной оперативной памяти, операционная система настраивает объем виртуальной памяти процесса в рабочем наборе, чтобы оптимизировать доступное использование ОЗУ и свести к минимуму разгибание по сети.

Файл подкачка, используемый %pagefile: этот счетчик является показателем того, какая часть файла страниц фактически используется.

Этот счетчик используется для определения размера подкачка. Если этот счетчик достигает 100, то подкачка заполнена, и все будет работать. В зависимости от настояния рабочей нагрузки, возможно, необходимо, чтобы размер подкачка был достаточно большим, чтобы он использовался не более 50–075 процентов. Если используется большая часть подкачка, наличие более одного на разных физических дисках может повысить производительность.

Память, страницы/с: этот счетчик является одной из наиболее распространенных мер.

Высокое значение этого счетчика не обязательно означает, что узкое место производительности связано с нехваткой ОЗУ. Операционная система использует систему подкачки для других целей, кроме замены страниц из-за чрезмерного обязательства памяти.

Память, выходные данные страниц/с: этот счетчик показывает, сколько страниц виртуальной памяти было записано на страницу, чтобы освободить кадры страниц ОЗУ для других целей каждую секунду.

Это лучший счетчик для отслеживания, если вы подозреваете, что разгон является узким местом производительности. Даже если количество зафиксированных данных больше установленного ОЗУ, если в большинстве периодов времени значение выходных данных страниц в секунду низкое или нулевое, проблем с производительностью недостаточного объема ОЗУ не возникает.

Память, кэш-память, невыгкупаемая память пула, память, количество на странице пула, память, общее количество системных кодов, память, общее количествобайтов системного драйвера:

Сумма этих счетчиков является показателем того, сколько из 2 ГБ общей части виртуального адресного пространства размером 4 ГБ фактически используется. Используйте их, чтобы определить, достигает ли ваша система одного из ограничений архитектуры, которые были рассмотрены ранее.

Память, доступное МБайт: этот счетчик измеряет объем ОЗУ, доступный для удовлетворения требований к виртуальной памяти (либо для новых выделений, либо для восстановления страницы из подкачка).

Если ОЗУ не хватает (например, «Зафиксированные», больше установленного ОЗУ), операционная система попытается сохранить определенную часть установленной оперативной памяти доступной для немедленного использования путем копирования страниц виртуальной памяти, которые не используются в активном режиме, на этот подкачка. Таким образом, этот счетчик не достигает нуля и не обязательно является хорошим показателем того, не хватает ли системе ОЗУ.

Memory Limits for Windows and Windows Server Releases

This topic describes the memory limits for supported Windows and Windows Server releases.

Limits on memory and address space vary by platform, operating system, and by whether the IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE value of the LOADED_IMAGE structure and 4-gigabyte tuning (4GT) are in use. IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE is set or cleared by using the /LARGEADDRESSAWARE linker option.

4-gigabyte tuning (4GT), also known as application memory tuning, or the /3GB switch, is a technology (only applicable to 32 bit systems) that alters the amount of virtual address space available to user mode applications. Enabling this technology reduces the overall size of the system virtual address space and therefore system resource maximums. For more information, see What is 4GT.

Limits on physical memory for 32-bit platforms also depend on the Physical Address Extension (PAE), which allows 32-bit Windows systems to use more than 4 GB of physical memory.

Memory and Address Space Limits

The following table specifies the limits on memory and address space for supported releases of Windows. Unless otherwise noted, the limits in this table apply to all supported releases.

Memory type	Limit on X86	Limit in 64-bit Windows
User-mode virtual address space for each 32-bit process	2 GB Up to 3 GB with IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE and 4GT	2 GB with IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE cleared (default) 4 GB with IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE set
User-mode virtual address space for each 64-bit process	Not applicable	With IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE set (default): x64: WindowsВ 8.1 and Windows ServerВ 2012В R2 or later: 128 TB x64: Windows 8 and Windows Server 2012 or earlier 8 TB Intel Itanium-based systems: 7 TB 2 GB with IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE cleared
Kernel-mode virtual address space	2 GB From 1 GB to a maximum of 2 GB with 4GT	WindowsВ 8.1 and Windows ServerВ 2012В R2 or later: 128 TB Windows 8 and Windows Server 2012 or earlier 8 TB
Paged pool	384 GB or system commit limit, whichever is smaller. WindowsВ 8.1 and Windows ServerВ 2012В R2: 15.5 TB or system commit limit, whichever is smaller. Windows ServerВ 2008В R2, WindowsВ 7, Windows ServerВ 2008 and WindowsВ Vista: Limited by available kernel-mode virtual address space. Starting with WindowsВ Vista with Service PackВ 1 (SP1), the paged pool can also be limited by the PagedPoolLimit registry key value. Windows Home Server and Windows ServerВ 2003: 530 MB WindowsВ XP: 490 MB	384 GB or system commit limit, whichever is smaller WindowsВ 8.1 and Windows ServerВ 2012В R2: 15.5 TB or system commit limit, whichever is smaller. Windows ServerВ 2008В R2, WindowsВ 7, Windows ServerВ 2008 and WindowsВ Vista: 128 GB or system commit limit, whichever is smaller Windows ServerВ 2003 and WindowsВ XP: Up to 128 GB depending on configuration and RAM.
Nonpaged pool	75% of RAM or 2 GB, whichever is smaller. WindowsВ 8.1 and Windows ServerВ 2012В R2: RAM or 16 TB, whichever is smaller (address space is limited to 2 x RAM). WindowsВ Vista: Limited only by kernel mode virtual address space and physical memory. Starting with WindowsВ Vista with SP1, the nonpaged pool can also be limited by the NonPagedPoolLimit registry key value. Windows Home Server, Windows ServerВ 2003 and WindowsВ XP: 256 MB, or 128 MB with 4GT.	RAM or 128 GB, whichever is smaller (address space is limited to 2 x RAM) WindowsВ 8.1 and Windows ServerВ 2012В R2: RAM or 16 TB, whichever is smaller (address space is limited to 2 x RAM). Windows ServerВ 2008В R2, WindowsВ 7 and Windows ServerВ 2008: 75% of RAM up to a maximum of 128 GB WindowsВ Vista: 40% of RAM up to a maximum of 128 GB. Windows ServerВ 2003 and WindowsВ XP: Up to 128 GB depending on configuration and RAM.
System cache virtual address space (physical size limited only by physical memory)	Limited by available kernel-mode virtual address space or the SystemCacheLimit registry key value. WindowsВ 8.1 and Windows ServerВ 2012В R2: 16 TB. WindowsВ Vista: Limited only by kernel mode virtual address space. Starting with WindowsВ Vista with SP1, system cache virtual address space can also be limited by the SystemCacheLimit registry key value. Windows Home Server, Windows ServerВ 2003 and WindowsВ XP: 860 MB with LargeSystemCache registry key set and without 4GT; up to 448 MB with 4GT.	Always 1 TB regardless of physical RAM WindowsВ 8.1 and Windows ServerВ 2012В R2: 16 TB. Windows ServerВ 2003 and WindowsВ XP: Up to 1 TB depending on configuration and RAM. Physical Memory Limits: Windows 10 The following table specifies the limits on physical memory for WindowsВ 10. Version Limit on X86 Limit on X64 WindowsВ 10 Enterprise 4 GB 6 TB WindowsВ 10 Education 4 GB 2 TB WindowsВ 10 Pro for Workstations 4 GB 6 TB WindowsВ 10 Pro 4 GB 2 TB WindowsВ 10 Home 4 GB 128 GB Physical Memory Limits: Windows Server 2016 The following table specifies the limits on physical memory for Windows ServerВ 2016. Version Limit on X64 Windows ServerВ 2016 Datacenter 24 TB Windows ServerВ 2016 Standard 24 TB Physical Memory Limits: Windows 8 The following table specifies the limits on physical memory for WindowsВ 8. Version Limit on X86 Limit on X64 WindowsВ 8 Enterprise 4 GB 512 GB WindowsВ 8 Professional 4 GB 512 GB WindowsВ 8 4 GB 128 GB Physical Memory Limits: Windows Server 2012 The following table specifies the limits on physical memory for Windows ServerВ 2012. Windows ServerВ 2012 is available only in X64 editions. Version Limit on X64 Windows ServerВ 2012 Datacenter 4 TB Windows ServerВ 2012 Standard 4 TB Windows ServerВ 2012 Essentials 64 GB Windows ServerВ 2012 Foundation 32 GB Windows Storage Server 2012 Workgroup 32 GB Windows Storage Server 2012 Standard 4 TB Hyper-V Server 2012 4 TB Physical Memory Limits: Windows 7 The following table specifies the limits on physical memory for WindowsВ 7. Version Limit on X86 Limit on X64 WindowsВ 7 Ultimate 4 GB 192 GB WindowsВ 7 Enterprise 4 GB 192 GB WindowsВ 7 Professional 4 GB 192 GB WindowsВ 7 Home Premium 4 GB 16 GB WindowsВ 7 Home Basic 4 GB 8 GB WindowsВ 7 Starter 2 GB N/A Physical Memory Limits: Windows Server 2008 R2 The following table specifies the limits on physical memory for Windows ServerВ 2008В R2. Windows ServerВ 2008В R2 is available only in 64-bit editions. Version Limit on X64 Limit on IA64 Windows ServerВ 2008В R2 Datacenter 2 TB Windows ServerВ 2008В R2 Enterprise 2 TB Windows ServerВ 2008В R2 for Itanium-Based Systems 2 TB Windows ServerВ 2008В R2 Foundation 8 GB Windows ServerВ 2008В R2 Standard 32 GB Windows HPC Server 2008 R2 128 GB Windows Web Server 2008 R2 32 GB Physical Memory Limits: Windows Server 2008 The following table specifies the limits on physical memory for Windows ServerВ 2008. Limits greater than 4 GB for 32-bit Windows assume that PAE is enabled. Version Limit on X86 Limit on X64 Limit on IA64 Windows ServerВ 2008 Datacenter 64 GB 1 TB Windows ServerВ 2008 Enterprise 64 GB 1 TB Windows ServerВ 2008 HPC Edition 128 GB Windows ServerВ 2008 Standard 4 GB 32 GB Windows ServerВ 2008 for Itanium-Based Systems 2 TB Windows Small Business Server 2008 4 GB 32 GB Windows Web Server 2008 4 GB 32 GB Physical Memory Limits: Windows Vista The following table specifies the limits on physical memory for WindowsВ Vista. Version Limit on X86 Limit on X64 WindowsВ Vista Ultimate 4 GB 128 GB WindowsВ Vista Enterprise 4 GB 128 GB WindowsВ Vista Business 4 GB 128 GB WindowsВ Vista Home Premium 4 GB 16 GB WindowsВ Vista Home Basic 4 GB 8 GB WindowsВ Vista Starter 1 GB Physical Memory Limits: Windows Home Server Windows Home Server is available only in a 32-bit edition. The physical memory limit is 4 GB. Physical Memory Limits: Windows Server 2003 R2 The following table specifies the limits on physical memory for Windows ServerВ 2003В R2. Limits over 4 GB for 32-bit Windows assume that PAE is enabled. Version Limit on X86 Limit on X64 Windows ServerВ 2003В R2 Datacenter Edition 64 GB (16 GB with 4GT) 1 TB Windows ServerВ 2003В R2 Enterprise Edition 64 GB (16 GB with 4GT) 1 TB Windows ServerВ 2003В R2 Standard Edition 4 GB 32 GB Physical Memory Limits: Windows Server 2003 with Service Pack 2 (SP2) The following table specifies the limits on physical memory for Windows ServerВ 2003 with Service PackВ 2 (SP2). Limits over 4 GB for 32-bit Windows assume that PAE is enabled. Version Limit on X86 Limit on X64 Limit on IA64 Windows ServerВ 2003 with Service PackВ 2 (SP2), Datacenter Edition 64 GB (16 GB with 4GT) 1 TB 2 TB Windows ServerВ 2003 with Service PackВ 2 (SP2), Enterprise Edition 64 GB (16 GB with 4GT) 1 TB 2 TB Windows Server 2003 with Service Pack 2 (SP2), Standard Edition 4 GB 32 GB Physical Memory Limits: Windows Server 2003 with Service Pack 1 (SP1) The following table specifies the limits on physical memory for Windows ServerВ 2003 with Service PackВ 1 (SP1). Limits over 4 GB for 32-bit Windows assume that PAE is enabled. Version Limit on X86 Limit on X64 Limit on IA64 Windows ServerВ 2003 with Service PackВ 1 (SP1), Datacenter Edition 64 GB (16 GB with 4GT) X64 1 TB 1 TB Windows ServerВ 2003 with Service PackВ 1 (SP1), Enterprise Edition 64 GB (16 GB with 4GT) X64 1 TB 1 TB Windows Server 2003 with Service Pack 1 (SP1), Standard Edition 4 GB 32 GB Physical Memory Limits: Windows Server 2003 The following table specifies the limits on physical memory for Windows ServerВ 2003. Limits over 4 GB for 32-bit Windows assume that PAE is enabled. Version Limit on X86 Limit on IA64 Windows ServerВ 2003, Datacenter Edition 64 GB (16 GB with 4GT) 512 GB Windows ServerВ 2003, Enterprise Edition 64 GB (16 GB with 4GT) 512 GB Windows ServerВ 2003, Standard Edition 4 GB Windows ServerВ 2003, Web Edition 2 GB Windows Small Business Server 2003 4 GB Windows Compute Cluster ServerВ 2003 32 GB Windows Storage ServerВ 2003, Enterprise Edition 8 GB Windows Storage ServerВ 2003 4 GB Physical Memory Limits: Windows XP The following table specifies the limits on physical memory for WindowsВ XP. Version Limit on X86 Limit on X64 Limit on IA64 WindowsВ XP 4 GB 128 GB 128 GB (not supported) WindowsВ XP Starter Edition 512 MB N/A N/A Physical Memory Limits: Windows Embedded The following table specifies the limits on physical memory for Windows Embedded. Version Limit on X86 Limit on X64 Windows XP Embedded 4 GB Windows Embedded Standard 2009 4 GB Windows Embedded Standard 7 4 GB 192 GB How graphics cards and other devices affect memory limits Devices have to map their memory below 4 GB for compatibility with non-PAE-aware Windows releases. Therefore, if the system has 4GB of RAM, some of it is either disabled or is remapped above 4GB by the BIOS. If the memory is remapped, X64 Windows can use this memory. X86 client versions of Windows don’t support physical memory above the 4GB mark, so they can’t access these remapped regions. Any X64 Windows or X86 Server release can. X86 client versions with PAE enabled do have a usable 37-bit (128 GB) physical address space. The limit that these versions impose is the highest permitted physical RAM address, not the size of the IO space. That means PAE-aware drivers can actually use physical space above 4 GB if they want. For example, drivers could map the «lost» memory regions located above 4 GB and expose this memory as a RAM disk. Читайте также:  Refresh force для windows 10 Оцените статью Вам также может понравиться Windows или Linux: Что лучше выбрать? Есть много причин выбирать между Windows и Linux, но Файл владелец изменить linux Команда Chown в Linux Chown Command in Linux (File Установка шлюза по умолчанию linux Настройка сети вручную Содержание Краткое описание Чем разбить диск для linux ИТ База знаний Курс по Asterisk Полезно — Узнать IP — Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты