Raspberry Pi má omezené množství paměti RAM a další nelze přidat, protože se jedná o jednodeskový počítač. Pi 3 má pouhý 1 GB RAM. Pi 4 má v závislosti na modelu až 8 GB RAM. Softwarové aplikace občas vyžadují více paměti. Tento požadavek na paměť je většinou krátký. Když k tomu dojde, Raspberry Pi buď „zamrzne“ nebo „spadne“ kvůli omezené paměti. Zhroucení může také vést k poškození karty SD, což má za následek ztrátu dat.
Aby se předešlo možnosti pádu, lze na Pi nakonfigurovat virtuální paměť ve formě swapu. Správné množství je třeba přidat do správného zařízení, abyste z něj dostali to nejlepší. Celý proces je vysvětlen systematicky s pokyny pro různé operační systémy.
Pochopení toho, jak funguje proces paměti
RAM je fyzická paměť. Na Pi 4 je umístěn vedle procesoru. U Pi 3 je RAM umístěna na spodní straně desky s plošnými spoji. Na rozdíl od běžných základních desek je RAM na Raspberry Pi připájena k desce, což omezuje možnost zvýšení její kapacity.
Když je softwarová aplikace spuštěna, využívá ke svému fungování část paměti RAM. Představte si prohlížeč jako příklad. Když je webová stránka načtena na kartě, ukládá data stránky do paměti RAM spolu s pamětí potřebnou ke spuštění programu prohlížeče. Když se načte více karet, RAM se zaplní stejně. Bez virtuální paměti v určitém okamžiku RAM dojde kapacita a nové karty nelze načíst vůbec. Procházení stávajících karet se také výrazně zpomalí, protože není volná paměť pro základní operace. V tomto okamžiku Pi přestane reagovat a jediný způsob, jak jej vrátit zpět, je cyklování napájení (vypnutí a zapnutí).
Toto náhodné vypnutí může způsobit vážné problémy, zvláště když je OS na SD kartě. Karta se může zablokovat do stavu „pouze pro čtení“ nebo v nejhorším případě může dojít k úplnému poškození. V tomto případě dojde k úplné ztrátě dat.
Dopad stavu „nedostatek paměti (OOM)“ lze minimalizovat konfigurací swapu tak, aby byl použit jako virtuální paměť. Swap lze nastavit ve formě souboru nebo oddílu na disku a funguje jako rozšíření RAM. Po vyčerpání dostupné paměti RAM jsou data, která jsou na ní zřídka používána, přesunuta k výměně v procesu zvaném swapování. V případě příkladu prohlížeče by se jednalo o data z načtené karty, která je nejméně využívána. Po opětovné aktivaci karty se tato data přesunou zpět do paměti RAM, aby se zobrazila webová stránka.
Swap přinese stabilitu pro operace náročné na paměť. Pokud dojde ke krátkému skoku ve spotřebě paměti, swap pomůže absorbovat tento skok a udrží systém funkční, místo aby skončil v úplném zamrznutí.
Výběr správného zařízení pro nastavení výměny
Swap je nezbytný, ale stejně důležité je také umístění a velikost swapu, který má být konfigurován. V ideálním případě musí být swap na rychlém zařízení. Vedle mezipamětí na procesoru je RAM druhou nejrychlejší pamětí. DDR4 na Pi má šířku pásma 4,4 GB/s (gigabajty za sekundu). Swap musí být na jednom z dalších dostupných úložných zařízení.
Pokud je pro OS použita SD karta, je na ní ve výchozím nastavení nakonfigurována malá odkládací oblast. Jeho velikost můžete zkontrolovat pomocí příkazu:
volný -m99 MB není významný objem swapu. Zaplní se celkem rychle. Karty SD mají omezené cykly zápisu, protože používají flash paměť a nadměrné vyměňování může zkrátit jejich životnost. Mají také nízkou šířku pásma kolem 50 MB/s s mnohem menším výkonem čtení/zápisu 4k souborů, což je nezbytné pro výměnu menších souborů.
Pevné disky mají v sobě rotující disky. Přestože jsou spolehlivé, mají vyšší časy vyhledávání a nejsou užitečné pro výměnu.
An levný SSD pro OS je to rozumně lepší volba. Algoritmy vyrovnávání opotřebení reorganizují data z opotřebovaných flash buněk a prodlužují jejich životnost. Na Pi je šířka pásma SSD kolem 150 MB/s a má mnohem lepší 4k souborový výkon ve srovnání s SD kartami. Rychlost vyhledávání je také dobrá. Ale použití stejného disku pro swap a úzká místa OS současně. Vzhledem k tomu, že swap provádí intenzivní zápisy, může disk dosáhnout TBW (celkový počet zapsaných bajtů) dříve, než se očekávalo, zejména na SSD s nízkou kapacitou.
V ideálním případě potřebuje Pi svůj OS a swap na různých discích, disk s OS a vyhrazený SSD pro výměnu. To by poskytlo dlouhou životnost disku OS a rychlost výměny. Kromě toho bude šířka pásma dostupná pro oba současně, protože se jedná o různá zařízení.
Jak nakonfigurovat swap na operačních systémech Raspberry Pi
Jak to nejlépe nakonfigurovat závisí na operačním systému, který vaše zařízení používá.
Desktop OS (Raspberry Pi OS, Ubuntu Desktop a Ubuntu Mate)
Připojte SSD, který chcete použít jako swap, pomocí a Adaptér USB 3.0 na SATA III a spusťte Pi. Zde zobrazený proces je implementován na operačním systému Raspberry Pi a měl by fungovat stejně dobře na ostatních operačních systémech. V případě váš operační systém Raspberry Pi je třeba aktualizovat, Udělej to.
Nainstalujte potřebný nástroj pro správu disků pomocí GUI
sudo apt Nainstalujte gnome-disk-utilitaOTEVŘENO Disky z Start > Příslušenství.
K otevření nástroje můžete také použít tento příkaz v terminálu:
gnome-diskyNaformátujte SSD z nabídky.
Vytvořte oddíl pomocí ovládacího prvku s + symbol
Celý oddíl lze přidělit pro swap, ale stačilo by maximálně dvojnásobek RAM.
Pojmenujte svazek a vyberte jiný pro Typ oddílu.
Vybrat Odkládací oddíl pro Linux a vytvořit ji.
Můžete jej ihned připojit kliknutím na ovládací tlačítko s Hrát si symbol. Během této relace se připojí, ale nezůstane při restartu. Musí být nastaveno na automatické připojení. Klikněte na Ozubené kolo ovládat a vybírat Upravit možnosti připojení.
Přepnout Výchozí nastavení uživatelské relace a klikněte OK. Authenticate a Disks přidají záznam do /etc/fstab, který jej připojí při každém spuštění.
Restartujte Pi, otevřete terminál a zkontrolujte novou velikost swapu:
volný -mDalší nastavení pouze pro OS Raspberry Pi
Nyní, když je swap nakonfigurován na SSD, starý swap není potřeba. Můžete to vypnout úpravou:
sudo nano /etc/dphys-swapfileNastavte tento parametr na nulu:
CONF_SWAPSIZE=0Serverový OS (Ubuntu, Raspberry Pi OS)
Tento proces probíhá přes CLI. Pro usnadnění můžete připravit odkládací oddíl pomocí nástroje Disky na jiném počítači, poté připojit SSD k Pi a spustit server. Připojte se k Pi pomocí SSH pokračovat.
Najděte swapovací oddíl:
lsblksda1 to je. Najděte UUID tohoto zařízení: sda1
blkidZkopírujte UUID (jedinečné pro vás) a upravte soubor fstab tak, aby se automaticky připojil při každém spuštění:
sudo nano /etc/fstabPřidejte tento řádek:
UUID=”VAŠE UUID” žádný swap sw 0 0Uložte, restartujte a zkontrolujte velikost swapu:
volný -mOptimalizace využití virtuální paměti pro provoz odolný proti havárii
Nakonfigurovaný swap je třeba dobře využít. To se provádí nastavením parametru zvaného swappiness. Chcete-li zjistit aktuální hodnotu:
cat proc/sys/vm/swappinessVýchozí hodnota je nastavena na 60 a určuje, jak agresivně jádro vyměňuje obsah z RAM. Lze nastavit mezi 1 a 100. Vhodná hodnota závisí na vaší konkrétní potřebě. Pokud vidíte, že Pi neustále dochází RAM, nastavte ji na 100. Pokud ne, nastavte ji na nižší hodnotu. Upravte tento soubor a nastavte jej:
sudo nano /etc/sysctl.confPřidejte tento řádek na konec:
vm.swappiness=100Upozornění na režii zpracování a SSD TBW
Operační swap vyžaduje výpočetní výkon, obvykle se jedno ze čtyř jader na Pi věnuje swapu, když je RAM absolutně plná.
Obecná rada je nepoužívat SSD k výměně, to platí pro případ, kdy jsou OS (spolu s uživatelskými daty) a swap na stejném disku. Neplatí v tomto případě, když je swap nastaven, jak je vysvětleno zde. Přestože použitý SSD nakonec překročí své TBW a selže, lze jej jednoduše vyměnit za nový, protože na něm nejsou uložena žádná důležitá data.
Výhoda výměny za vaše Pi
Správná konfigurace swapu je skvělý způsob, jak zajistit, aby byl Pi odolný proti nárazu. Stabilita je dána tím, že celková dostupná paměť je při OOM důležitějším faktorem než rychlost paměti. Pi nezamrzne a jakmile se využití špičky sníží, bude opět reagovat rychleji.
Raspberry Pi je malý počítač s velkou flexibilitou. Může být použit pro různé účely s různými odlehčenými operačními systémy. Pi 4 dobře poslouží jako náhrada běžných počítačů a také jako vestavěné zařízení pro průmyslové použití, které může běžet 24x7.