Преди няколко седмици публикувах ревю на Pinebook Pro. Тъй като Raspberry Pi 4 също е базиран на ARM, някои от оптимизациите, споменати в предишната статия, са напълно подходящи за него. Бих искал да споделя тези трикове и да разбера дали и при вас ще се проявят подобни подобрения в производителността.

След като инсталирах Raspberry Pi в своята домашна сървърна среда , забелязах, че в моменти на недостиг на оперативна памет тя ставаше много неотзивчива и дори замръзваше. За да реша този проблем, добавих ZRAM и направих някои промени в настройките на ядрото.

Активиране на ZRAM на Raspberry Pi

ZRAM създава блоково хранилище в оперативната памет, наречено /dev/zram0 (или 1, 2, 3 и т.н.). Засечените там страници се компресират и се запазват в паметта. Това осигурява много бърз вход-изход, а също така освобождава памет чрез компресия.

Raspberry Pi 4 предлага 1, 2, 4 или 8 ГБ оперативна памет. Аз ще използвам модел с 1 ГБ, затова коригирайте инструкциите в зависимост от своя модел. С 1 ГБ ZRAM стандартният swap файл (бавен!) ще се използва по-рядко. Използвах такъв скрипт zram-swap за инсталиране и автоматична конфигурация.

Инструкциите са дадени в репозиторито по линка по-горе. Инсталация:

git clone https://github.com/foundObjects/zram-swap.git
cd zram-swap && sudo ./install.sh

Ако искате да редактирате конфигурацията:

vi /etc/default/zram-swap

Освен това можете да активирате ZRAM чрез инсталиране на zram-tools. Ако използвате този метод, задължително редактирайте конфигурацията в файла /etc/default/zramswap, и задайте около 1 ГБ ZRAM:

sudo apt install zram-tools

След инсталирането можете да разгледате статистиката на ZRAM хранилището с следната команда:

sudo cat /proc/swaps
Filename				Type		Size	Used	Priority
/var/swap                               file		102396	0	-2
/dev/zram0                              partition	1185368	265472	5
pi@raspberrypi:~ $

Добавяме настройки на ядрото за по-добро използване на ZRAM

Сега ще коригираме поведението на системата, когато Raspberry Pi преминава на swap в последния момент, което често води до замръзвания. Ще добавим няколко реда в файла /etc/sysctl.conf и ще рестартираме.

Тези редове 1) отлагат неизбежното изчерпване на паметта, увеличавайки натиска върху кеша на ядрото и 2) по-рано започват подготовката за изчерпване на паметта, предварително инициирайки swap. Но това ще бъде много по-ефективен swap на компресирана памет чрез ZRAM!

Ето редовете, които трябва да добавите в края на файла /etc/sysctl.conf:

vm.vfs_cache_pressure=500
vm.swappiness=100
vm.dirty_background_ratio=1
vm.dirty_ratio=50

След това перезареждаме системата или активираме промените с следната команда:

sudo sysctl --system

vm.vfs_cache_pressure=500 увеличава натиска върху кеша, което увеличава склонността на ядрото да рекултивира паметта, използвана за кеширане на обекти от директории и индекси. Ще използвате по-малко памет за по-дълъг период от време. Рязкото падане на производителността се неутрализира чрез по-ранно свопиране.

vm.swappiness=100 увеличава параметъра, с който ядрото ще свопи страници в паметта, тъй като първо използваме ZRAM.

vm.dirty_background_ratio=1 & vm.dirty_ratio=50 — фоновите процеси ще започнат записа веднага след достигане на лимита от 1%, но системата не ще принуждава синхронен вход-изход, докато не достигне dirty_ratio от 50%.

Тези четири реда (при употреба с ZRAM) ще помогнат да се подобри производителността в случаи, когато неизбежно ви свърши оперативната памет и започнете да преминавате към своп, както и при мен. Знаейки този факт, и взимайки предвид компресията на паметта в ZRAM, е три пъти по-добре да започнете това свопиране предварително.

Натискът върху кеша помага, защото на практика казваме на ядрото: „Ей, слушай, нямам допълнителна памет, за да я използвам за кеш, затова, моля, избави се от него колкото се може по-скоро и запази само най-често използваните/важни данни“.

Дори при намалено кеширане, ако с времето по-голямата част от наличната памет бъде заета, ядрото ще започне опортюнистично свопиране много по-рано, така че процесорът (компресията) и вход-изходът за своп няма да изчакват до последно и да ангажират всичките ресурси наведнъж, когато вече е твърде късно. ZRAM използва малко CPU за компресия, но в повечето системи с малък обем памет, това оказва много по-малко влияние върху производителността, отколкото своп без ZRAM.

В заключение

Нека отново погледнем резултата:

pi@raspberrypi:~ $ free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 926Mi 471Mi 68Mi 168Mi 385Mi 232Mi
Swap: 1.2Gi 258Mi 999Mi

pi@raspberrypi:~ $ sudo cat /proc/swaps 
Filename Type Size Used Priority
/var/swap file 102396 0 -2
/dev/zram0 partition 1185368 264448 5

264448 в ZRAM — това е почти един гигабайт несжатени данни. Всичко отиде в ZRAM и нищо не попадна в много по-бавен файл за своп. Опитайте сами тези настройки, те работят на всички модели Raspberry Pi. Моята непригодна система стана работеща и стабилна.

В близкото бъдеще се надявам да продължа и обновя тази статия с някои резултати от тестовете на системата преди и след инсталирането на ZRAM. В момента просто нямам време за това. А дотогава не се колебайте да извършите собствените си тестове и да споделите в коментарите. Raspberry Pi 4 е истинска машина с тези настройки. Наслаждавайте се!

По темата:

• Производителност на Linux: защо почти винаги е необходимо да увеличите размера на подкачващата памет (2017)
• Производителност на Linux: почти винаги увеличавайте размера на подкачващата памет. Част 2: ZRAM (2020)

Източник: habr.com