Кіріспе

RAM екінші реттік сақтауды эмуляциялау үшін қолданылады, бағдарламалық жасақтамамен виртуалды дискілерді эмуляциялауға мүмкіндік береді. RAM-диск (RAM-дискі деп те аталады) – компьютердің бағдарламалық жасақтамасы жадты дискілік жетек (екінші реттік сақтау) ретінде қабылдайтын кездейсоқ кіру жадының (бірінші реттік сақтау немесе ұшпалы жад) бөлігі. RAM-дискілер жоғары өнімділікпен уақытша сақтауды қамтамасыз етеді және RAM жазудан тозуға бейім емес болғандықтан, ұшпағыш емес сақтау құрылғыларын тозудан қорғайды, флеш-жадтан өзгеше. Бұл, белгілі бір мағынада, виртуалды жадтың керісінше: RAM-диск ұшпалы жылдам жадты ұшпағыш баяу жад сияқты пайдаланады. Виртуалды жад оның керісінше жұмыс істейді. Оны RAM құрамында бөлек аппаратты пайдаланатын аппараттық RAM-дискіден ажырату үшін виртуалды RAM-дискі немесе бағдарламалық RAM-дискі деп те атайды, ол RAM жады бар батареямен қамтамасыз етілген күйдегі жеке құрылғы болып табылады. Тарихи тұрғыдан алғанда, бірінші реттік сақтау негізіндегі жаппай сақтау құрылғылары ішкі жад пен екінші реттік сақтау құрылғылары арасындағы өнімділік айырмашылығын жою үшін ойластырылған. Қатты күйдегі құрылғылар пайда болғаннан кейін бұл артықшылықтың көп бөлігі жоғалды. Дегенмен, қатты күйдегі құрылғылар жиі жазудан тозуға ұшырайды. Бірінші реттік жадта жазу олай болмайды немесе одан әлдеқайда аз әсер етеді. Сондықтан RAM құрылғылары жиі өзгеріп тұратын деректерді, мысалы уақытша немесе кэштелген ақпаратты сақтау үшін пайдалы.

Өнер көрсету

RAM дискісінің өнімділігі, әдетте, SSD, таспа, оптикалық дискілер, қатты дискілер және дискеттер сияқты сандық сақтаудың басқа түрлерінен әлдеқайда жоғары. Бұл өнімділік арту бірнеше факторға байланысты, соның ішінде қол жеткізу уақыты, максималды өткізу қабілеті және файлдық жүйенің ерекшеліктері. RAM дискісі қатты күйде (қозғалмалы бөліктері жоқ) болғандықтан файлдарға қол жеткізу уақыты едәуір қысқарады. Физикалық қатты диск, оптикалық дискілер (мысалы, CD-ROM, DVD және Blu-ray) немесе басқа да медиа құралдар (мысалы, магниттік көпіршік, акустикалық сақтау, магниттік таспа) ақпаратты оқу немесе жазу алдында белгілі бір позицияға жылжытуы керек. RAM дискілері деректерге тек мекенжай арқылы қол жеткізе алады, бұл кідірісті жояды. Екіншіден, RAM дискісінің максималды өткізу қабілеті RAM-ның жылдамдығымен, дерек шинасымен және компьютердің процессорымен шектеледі. Басқа сақтау медиалары IDE (PATA), SATA, USB немесе FireWire сияқты сақтау шинасының жылдамдығымен қосымша шектеледі. Бұл шектеуді дискінің қозғалтқыштарының, бастарының немесе оптикалық линзаларының механикалық жылдамдығы күшейтеді. Үшіншіден, NTFS, HFS, UFS, ext2 және т.б. сияқты қолданылатын файлдық жүйе деректерге қосымша кірулер, оқу және жазу операцияларын жүзеге асырады, бұл кішкентай болғанымен, көптеген кішкентай файлдармен (уақытша интернет-папкалар, веб-кештер және т.б.) салыстырғанда үлкен файлдардың азырақ саны болғанда тез жинақталуы мүмкін. Сақтау RAM-де болғандықтан, ол ұшқыш жад болып табылады, яғни компьютерді қасақана (қайта іске қосу немесе өшіру) немесе жазабап (қуат өшіруі немесе жүйелік қателік) болсын, қуат жоғалған жағдайда жоғалады. Бұл, әдетте, кемшілік (деректерді жоғалтуды болдырмау үшін деректерді тұрақты сақтау ортасына мерзімді түрде сақтау қажет), бірақ кейде қажет: мысалы, шифрланған файлдың шифрланбаған көшірмесімен жұмыс істегенде немесе жүйенің уақытша файлдарын сақтау үшін RAM дискісін пайдаланғанда. Көп жағдайларда RAM дискісінде сақталған деректер басқа жерде тұрақты сақталған деректерден жасалады, жылдам қол жеткізу үшін және жүйе қайта іске қосылғанда RAM дискісінде қайта құрылады. Деректерді жоғалту қаупінен басқа, RAM дискілерінің басты шектеуі – орнатылған RAM-ның көлемімен шектелген сыйымдылығы. Көп терабайтты SSD сақтағыштары кең таралған, бірақ RAM әлі де гигабайттармен өлшенеді. RAM дискілерінде жүйелік жад екінші жады үшін пайдаланылатын деректер шинасына қатынау орнына физикалық қатты дискідегі бөлім сияқты қолданылады. RAM дискілерін операциялық жүйедегі арнайы механизмдер арқылы операциялық жүйе ядросында тікелей қолдауға болады, бірақ RAM дискісіне виртуалды құрылғы драйвері арқылы кіру әдетте қарапайым. Бұл RAM дискілерінің дискі емес екенін операциялық жүйе мен бағдарламаларға көрінбейтін етеді. RAM дискісінде сақталған ақпараттың уақытша сипатына байланысты әдетте қосымша батарея қажет емес, бірақ үзіліссіз қуат көзі қысқа уақытқа қуат өшіруі кезінде жүйені жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Кейбір RAM дискілерінде деректерді ұшып-қону кезінде, оларды алдымен ашып шығарусыз қол жеткізуге мүмкіндік беру үшін cramfs сияқты қысылған файлдық жүйе қолданылады. Бұл ыңғайлы, өйткені RAM дискілері әдетте байт бағасы бойынша дәстүрлі қатты дискілік сақтағыштардан жоғары болғандықтан кішкентай болады.

Тарих және операциялық жүйе ерекшеліктері

Микрокомпьютерлер үшін алғашқы бағдарламалық RAM дискі 1979/80 жылдары Ұлыбританияда Джерри Карлин жасап, жазды. «Кремнийлік дискі жүйесі» деп аталған бағдарламалық қамтамасыз ету коммерциялық өнімге айналып, JK Systems Research компаниясымен сатылды. Microcosm Ltd компаниясының Питер Чизурайт қосылғаннан кейін, компания Microcosm Research Ltd болып өзгерді. Мақсаты – ерте микрокомпьютерлерге процессор тікелей қол жеткізе алатын RAM-нан артық көлемді пайдалану мүмкіндігін беру болды. Банктік жадты дискідей жұмыс істеуі, әсіресе мұндай машиналарда қатаң дискілер кеңінен қолжетімді болмаған кезде, дискіге қарағанда әлдеқайда жылдам болды. Silicon Disk 1980 жылы CP/M операциялық жүйесі үшін, содан кейін MS DOS үшін шығарылды. 128 кБ Atari 130XE (DOS 2.5 орнатылған) және Commodore 128, сондай-ақ Apple II үшін ProDOS RAM дискілерін қолдайды. 128 кБ немесе одан көп RAM-ы бар жүйелерде ProDOS автоматты түрде VDISK деп аталатын RAM дискісін құрайды. SYS 1984 жылдың тамызында PC DOS (нұсқа 3.0) құрамына қосылды, бұл кеңейтілген жадты пайдаланған алғашқы DOS компоненті болды. VDISK. SYS Microsoft-тың MS DOS-та қолжетімді болған жоқ, себебі ол PC DOS-тың көптеген алғашқы нұсқалары сияқты IBM-мен жазылған. Microsoft MS DOS 3.2 (1986 жылы шығарылған) құрамына RAMDRIVE. SYS бағдарламасын қосты, ол кеңейтілген жадты да қолдануға болатын. Перри Киволовиц AmigaOS үшін жазған нәрсе – RAM дискінің көптеген апаттар мен қайта жүктелулерден аман қалу қабілеті болды. ASDG қалпына келтірілетін RAM дискісі деп аталған құрылғы, жадтың фрагментациясын азайту үшін жадты динамикалық түрде, әдеттегі жадты бөлудің кері тәртібімен (негізгі операциялық жүйе қолдайтын мүмкіндік) бөлу арқылы қайта жүктелулерден аман қалды. «Супер блок» қайта жүктелу кезінде жадыда анықтауға болатын бірегей қолтаңбамен жазылды. Суперблок және барлық басқа RRD дискісінің «блоктары» дискінің зақымдануын анықтаған жағдайда жарамсыз ету үшін тексеру сомаларын сақтады. Бастапқыда ASDG RRD ASDG жад тақталарына байланысты болды және сатудың артықшылығы ретінде пайдаланылды. Кейін ASDG RRD 10 долларлық ұсынылған үлеске ие болуға болатын ортақ құрал ретінде қолжетімді болды. Ортақ құрал нұсқасы Fred Fish Disks 58 және 241 дискілерінде пайда болды. AmigaOS 1.3 нұсқасы «RAD» деп аталатын қалпына келтірілетін RAM дискісін алды. Көптеген Unix және Unix-қа ұқсас жүйелер RAM дискісінің қызметін ұсынады, мысалы Linux-та немесе FreeBSD-де md(4). RAM дискілері, әсіресе Unix-қа ұқсас операциялық жүйелерде конфигурацияланған жоғары өнімділік және төмен ресурсты қолданбалар үшін өте пайдалы. Сондай-ақ, жылжымалы ортадан жүктеуге және бүкіл сессия бойы RAM дискісінде сақтауға арналған бірнеше арнайы «өте жеңіл» Linux дистрибутивтері бар.

Арнайы аппараттық RAM дискілері

RAM дисктері бар, олар DRAM жадын тек өте төмен жауап беру уақыты бар сақтау құрылғысы ретінде жұмыс істеуге арналған. Бұл жад процессордан оқшауланған және оған жүйелік жад сияқты тікелей қол жетімді емес. Алғашқы арнайы RAM дисктерінің кейбірі 1983-1985 жылдары шығарылды. 1986 жылы Assimilation Process компаниясы Macintosh үшін RAM дискінің алғашқы үлгісін ұсынды. "Excalibur" деп аталатын бұл 2 МБ RAM-ның сыртқы дискісі болды және 599-699 АҚШ долларына сатылды. RAM сыйымдылығы 1 МБ-ға дейін кеңейтілгендіктен, оның ішкі батареясы 6 мен 8 сағатқа дейін тиімді болды және сол кездегідей, Macintosh дискета порты арқылы қосылды. 2002 жылы Cenatek Rocket Drive-ды шығарды, оның максималды көлемі 4 ГБ, PC133 жады үшін төрт DIMM ұясы болды, ең көп дегенде төрт гигабайт сақтау мүмкіндігі бар. Ол кездегі әдеттегі үстелдік компьютерлер 64-128 мегабайт PC100 немесе PC133 жадын пайдаланды. Бір гигабайт PC133 модульдері (сол кездегі ең үлкен) шамамен 1300 долларға (2002 жылы 1300,0 доллар қазіргі жылдарда шамамен <есептелген сомаға> тең). Толық жабдықталған Rocket Drive төрт ГБ сақтаумен 5600 долларға (5600.0 2002 жылы қазіргі жылдарда шамамен <есептелген сомаға> тең). 2005 жылы Gigabyte Technology i RAM-ды шығарды, максималды көлемі 4 ГБ, ол Rocket Drive-пен бірдей жұмыс істеді, бірақ жаңа DDR жад технологиясын пайдалану үшін жаңартылды, бірақ ол 4 ГБ-қа дейін шектелді. Бұл құрылғылардың екеуі де динамикалық RAM деректерді сақтау үшін үздіксіз қуатты қажет етеді; қуат жоғалған кезде деректер жоғалады. Rocket Drive үшін компьютерден бөлек сыртқы қуат көзіне арналған жалғағыш және электр қуаты тоқтаған кезде деректерді сақтау үшін сыртқы батарея мүмкіндігі болды. i RAM-ке 10-16 сағатқа қорғаныш үшін тікелей кеңейту тақтасына кішкентай батарея қосылды. Екі құрылғы да SATA 1.0 интерфейсін арнайы RAM дискінен жүйеге деректерді беру үшін қолданды. SATA интерфейсі екі RAM дискінің де максималды өнімділігін шектейтін баяу бөтелке болды, бірақ бұл дисктер механикалық қатты дискілерге қарағанда ерекше төмен деректерге қол жеткізудің кідіру уақытын және жоғары тұрақты беру жылдамдығын қамтамасыз етті. 2006 жылы Gigabyte Technology GC RAMDISK, максимум 8 ГБ, i RAM үшін екінші буынның өнімі болды. Оның максималды сыйымдылығы 8 ГБ, бұл i RAM-нан екі есе көп. Ол SATA II портын қолданды, бұл i RAM-нан екі есе көп. Оның ең жақсы сатылатын артықшылығы - оны жүктеу құрылғысы ретінде пайдалануға болады. 2007 жылы ACard Technology ANS 9010 Serial ATA RAM дискісін шығарды, максималды көлемі 64 ГБ. Техникалық баяндамадан үзінді: ANS 9010 "сегіз DDR2 DIMM ұясы бар және бір ұя үшін 8 ГБ-ға дейін жадыны қолдайды. ANS 9010 сонымен қатар Serial ATA порттарының жұбымен жабдықталған, бұл оған бір диск ретінде жұмыс істеуге немесе RAID 0 массивіне оңай бөлінетін дисктердің жұбы ретінде маскировкалауға мүмкіндік береді". 2009 жылы Acard Technology ACARD ANS 9010BA 5.25'' Dynamic SSD SATA II RAM дискісін шығарды, максималды көлемі 64 ГБ. Ол бір SATA II портын пайдаланады. Екі нұсқада да алдыңғы панельде орналасқан бір немесе бірнеше CompactFlash карта интерфейсі бар, бұл RAM дискісінде сақталған ұшпалы емес деректерді қуат тапшылығы және резервтік батареяның төмендігі жағдайында CompactFlash картасына көшіруге мүмкіндік береді. Алдыңғы панельде орналасқан екі түйме пайдаланушыға RAM дискісіндегі деректерді қолмен сақтық көшірмелеуге / қалпына келтіруге мүмкіндік береді. CompactFlash картасының өзі пайдаланушыға әдеттегі құралдармен қол жетімді емес, өйткені CF картасы тек RAM-ді сақтық көшірмелеуге және қалпына келтіруге арналған. CF картасының сыйымдылығы сенімді сақтық көшірме ретінде тиімді жұмыс істеу үшін RAM модулінің жалпы сыйымдылығына сәйкес / одан асып түсуі керек. 2009 жылы DDRdrive, LLC әлемдегі ең жылдам қатты күйдегі диск деп мәлімделген DDRDrive X1 шығарды. Диск - бұл 4 ГБ DDR арналған RAM-диск, ол 4 ГБ SLC NAND дискінен сақтық көшірме жасауға және қайтаруға болады. Бұл нарық журналды сақтау мен жазуға арналған. Егер қуат тапшылығы болса, деректерді батареяның резервтік көшірмесін пайдалану арқылы 60 секунд ішінде ішкі 4 ГБ SSD-ге сақтауға болады. Содан кейін деректерді RAM-ге қайта қалпына келтіруге болады. Хосттың қуат тапшылығы DDRdrive X1-ді ұшқыш емес сақтау жүйесіне ұшқыш деректерді сақтық көшірмелеуге мәжбүр етеді.