Guia zram vs zswap vs zcache Ultimate: quando usar qual

1. Que diabos eles são? como eles são diferentes (escrevi meu entendimento em uma resposta abaixo)
2. No sistema Zswap, quando uma página é removida do zswap para a troca real, ela é armazenada em um arquivo compactado? (ou é descompactado antes de armazenar ?, AFAICT ainda está compactado, mas não tenho certeza)
3. Qual é o estado atual do zcache? aparentemente foi removido ou algo do 3.11. O que isto significa? ( http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/commit/?id=96256460487387d28b8398033928e06eb9e428f7 )

Em relação ao 2., o zswap parece descomprimir as páginas no write-back, confirmando o comentário de @ Cbhihe.

mm / zswap.c , linha 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 <[email protected]>
Date:   Tue Oct 11 23:59:07 2016 -0700

Portanto, o zswap é útil para situações em que o cache in-ram compactado provavelmente será esquecido logo antes de ser gravado novamente no disco. Não é para aplicativos com pilhas grandes e de longa duração que eventualmente precisarão ser apoiadas pelo dispositivo de troca real.

Há um monte de coisas sobre esses três sistemas, mas nada disso faz uma comparação simples entre eles e muito menos os explica bem. Eu tentei entender, mas minha cabeça explodiu. Então eu pensei que tinha conseguido, então tentei escrever e minha cabeça explodiu novamente. (veja o resumo das implementações). Pensei que seria útil postar isso aqui, pois havia muitas perguntas sobre troca de pilhas perguntando sobre comparações entre pares.

Resumo do que usar quando:

1. ZRAM se você não tiver um dispositivo de troca no HDD / SSD.
2. ZSWAP se você tiver um dispositivo de troca no HDD / SSD.
3. ZCACHE : Faz o que o ZSWAP faz e TAMBÉM comprime e acelera o cache da página do sistema de arquivos. (É internamente muito mais complicado e não está no kernel da linha principal, pois ainda está em desenvolvimento).

Resumo de suas implementações:

1. O ZRAM é um dispositivo de troca baseado em RAM compactada
2. ZSWAP é um cache compactado se você já tiver uma troca.
3. O ZCache é um back-end para um tipo especial de RAM virtual (memória transcendente) que pode ser usada para armazenar em cache páginas do sistema de arquivos ou trocar dados.

Detalhes:

• ZRAM: cria um dispositivo de troca na RAM. As páginas enviadas aqui são compactadas à medida que são armazenadas. Ele tem uma prioridade mais alta que outros dispositivos de troca: as páginas que são trocadas são enviadas preferencialmente para o dispositivo zram até que esteja cheio, somente então outros dispositivos de troca são usados.

  • Benefícios: Independente de outros dispositivos de troca (físicos). Pode ser usado quando não há partição de troca para expandir a memória disponível.
  • Desvantagens: Se outros dispositivos de troca (HDD / SSD) estiverem presentes, eles não serão utilizados da melhor maneira. Como o dispositivo zram é um dispositivo de troca independente, uma vez cheio, todas as novas páginas que precisam ser trocadas são enviadas diretamente para o próximo dispositivo de troca, portanto:
    1. Há uma chance real de inversão de LRU (menos usada recentemente): serão os dados trocados mais recentemente que vão para o disco lento, enquanto as páginas inativas que foram trocadas há muito tempo permanecerão no ZRAM rápido
    2. Os dados enviados e lidos do disco consumirão muita largura de banda, pois são descompactados.
  • Status: mesclado no kernel da linha principal 3.14. Uma vez ativado em um sistema, requer alguma configuração do espaço do usuário para configurar os dispositivos de troca e usá-los.

• ZSWAP: O frontswapsistema conecta as tentativas de trocar as páginas e usa o zswap como cache de write-back para um dispositivo de troca HDD / SSD: É feita uma tentativa de compactar a página e, se ela contém dados pouco compactáveis, ela é gravada diretamente no disco. Se os dados forem compactados, eles serão armazenados no pool de memória zswap. Se as páginas forem trocadas sem memória quando o total de páginas compactadas na RAM exceder um determinado tamanho, a página compactada Menos Utilizadas Recentemente (LRU) será gravada no disco, pois é improvável que seja necessário em breve.

  • Benefícios: uso muito eficiente de RAM e troca baseada em disco. Minimiza a E / S de Disco, reduzindo o número de gravações e leituras necessárias (os dados são compactados e mantidos na RAM) e reduzindo a largura de banda dessas operações de E / S, pois os dados estão compactados.
  • Limitações: É um aprimoramento dos sistemas de troca baseados em disco e, portanto, depende de uma partição de troca no disco rígido.
  • Status: mesclado no kernel linux da linha 3.11.

• ZCache: É um back-end para o sistema de memória Transcendent. A memória transcendente fornece uma memória semelhante à RAM que só pode ser acessada uma página por vez usando pute getchama. Isso é diferente da memória normal que pode ser acessada um byte por vez. O gancho frontswape cleancachesistemas tenta trocar e recuperar caches de página do sistema de arquivos respectivamente e enviá-los para os back-ends de memória transcendente. Quando o zcache é usado como back-end, os dados são compactados e armazenados na RAM. Quando é preenchida, as páginas compactadas são despejadas para a troca. (um back-end alternativo é o RAMster, que compartilha um pool de RAM entre os computadores em rede). Usar apenas o frontswapfront-end com o zcacheback - end funciona da mesma maneira zswap. (De fato, zswap é um subconjunto simplificado do zcache)

  • Benefícios Fornece armazenamento em cache compactado para caches de troca e de sistema de arquivos.
  • Status: ainda não está alinhado, pois é muito complicado e está sendo trabalhado.

Os melhores recursos que encontrei foram:

• Memória transcendente em poucas palavras
• [PATCH 0/8] zswap: cache de troca compactado
• Compactação de memória no kernel
• LSFMM: compactação de memória no kernel
• O cache de troca compactado zswap