Как расширить ОЗУ? Как работает своп в смартфонах? Разбор

Сегодня мы разберемся как работает новая фишка в Android: увеличение ОЗУ за счет накопителя. Почему этого не было раньше и работает ли сейчас?
aka_opex 18 мая 2022 в 08:27

Знаете сколько бы ни было оперативки в смартфоне — её всегда мало. И не только в них, но об этом позже. Поэтому так бы хотелось просто по щелчку пальцев увеличить оперативку. И в последний год это стало возможно. В 2021 году в флагманских смартфонах появилась функция расширения памяти.

Сейчас нажав на одну кнопочку можно добавить 1, 2, 3, и даже больше заветных ГБ к оперативке. Но как вообще такое возможно? Правда ли эта фича работает или это просто маркетинговые сказки? Сегодня во всем разберемся…

Вы узнаете, чем грязная оперативка отличается от чистой? Зачем сжимать память? И как виртуальная память позволяет экономить заряд аккумулятора?

Что такое своп?

Начнём с того, что в технологии расширения оперативной памяти нет ничего нового. По сути, это хорошо всем знакомый своп в ПК. Еще это называют файл подкачки или виртуальная оперативная память. Такая фича есть в Windows, Mac, и даже Linux и везде работает одинаково: когда место в оперативке заканчивается, то не влезающие данные просто начинают записываться в постоянную память и считываться оттуда. Для этого на диске выделяется какое-то пространство под нужды оперативной памяти. На ПК выделить места можно сколько угодно, а на смартфонах обычно это значение варьируется от 1 до 7 ГБ. И в общем-то всё просто и понятно. Но вот в чем вопрос…

На ПК своп не просто полезен, а необходим. Ведь в десктопных ОС можно открыть десятки приложений и всё они будет работать примерно с одинаковым приоритетом без четкого разделения на активные и фоновые. И без свопа при нехватке оперативки операционная система просто бы работала не стабильно, постоянно убивая какие-либо важные процессы.

А вот есть ли вообще какая-то польза от свопа в смартфонах? Ведь в ни ты редко будешь переключаться больше чем между 2-3 приложениями одновременно? И вообще, если своп по умолчанию есть в Linux, то почему его по умолчанию нет в Android, который тот же Linux, по своей сути?

Скажу сразу есть и польза и причины, почему фича стала появляться только сейчас. Но обо всём по порядку…

Как работает ОЗУ в Android?

Начнем с пользы. На самом деле Android всегда занимался расширением оперативной памяти, но делал он это не за счет свопа, а за счет сжатия данных. Дело в том, что работа с оперативкой в Android реализована несколько хитрее, чем в настольных ОС. Когда на вашем смартфоне заканчивается оперативка, Android не отчаивается: он включает мозги и начинает анализировать чем вы там забили оперативку. Всё пространство оперативной памяти он делит на блоки размером в 4 КБ, каждый из которых может быть помечен как «грязный» или «чистый».

В категории “чистых” блоков попадает инфа, которая не участвует в фоновой работе приложения — это всякие картинки, элементы интерфейса приложения текстуры игры и прочее. “Грязными” блоками наоборот называют то, что не сожмешь и не выгрузишь. Например, это все процессы, которые работают в фоне: воспроизведение музыки, навигация и прочее.

А дальше все эти “чистые” блоки тупо сжимаются. То есть данные по-прежнему остаются в памяти, но при этом занимают меньше места. А когда они снова понадобятся — снова распаковываются. Кстати, такие данные называют zRAM.

Итого, мы и место сэкономили, и приложений больше в памяти уместили.

Схема совершенно прекрасная, но не лишенная недостатков. Ведь на архивирование и разархивирование данных тратится время, что замедляет работу девайса. А ещё тратится ресурс процессора, от чего смартфон быстрее работать не будет, да еще и батарейку немного сожрет.

Поэтому при наличии достаточно быстрой постоянной памяти, скажем стандарта UFS 2.1 или выше. будет куда выгоднее не сжимать эти данные, а записать в своп. По времени то на то и выйдет, так еще и процессор лишний раз нагружать не будем.

Более того, как известно, оперативная память сама по себе энергозависимая. Чтобы данные из оперативки не стирались, её нужно постоянно подкачивать энергией. Поэтому если у вас вся оперативка забита, а смартфон просто лежит без дела, она будет просто высасывать энергию из аккумулятора. Поэтому для экономии энергии куда логичнее просто сгрудить все “чистые” блоки в постоянную память, которая энергонезависимая. А потом просто выгрузить эти данные обратно, когда эти данные снова понадобятся. Похоже на то, как работает гибернация в Windows.

В общем, я думаю, вы поняли, что смысл в свопе есть, особенно если его правильно использовать. Поэтому давайте проверим как всё это работает на практике.

Для этой задачи у нас есть симпатичный смартфон HONOR X8. Тут 6 ГБ своей оперативки и еще 2 ГБ можно накинуть за счет виртуальной памяти. Постоянной памяти тут 128 ГБ стандарта UFS 2.1. Идеальный кандидат для теста.

Тестировать будем следующим образом: запускаем несколько легких приложений, потом нагружаем смартфон в игре, и смотрим, что вылетело, а что нет. В итоге 11 из 12 приложений продолжили работать.

В общем, расширение оперативной памяти точно не вредит. Субъективно, HONOR работал шустрее, но это скорее всего еще и из-за приятного 90 ГЦ дисплея, который тут кстати на IPS-матрица, да еще и диагональю — 6,7 дюйма. Но вернёмся к оперативной памяти.

Недостатки свопа

Мы с вами выяснили, что в целом своп — фича полезная. Но почему тогда её столько лет не было в Android и даже сейчас эта фишка появилась не у всех вендоров.

Во-первых, поначалу своп не использовали как раз по причине достаточно медленной памяти стандарта eMMC, которая стояла в большинстве смартфонов. Теперь же когда в среднебюджетные смартфоны всё чаще ставят память типа UFS появился смысл использовать своп.

Во-вторых, несмотря все преимущества свопа, у него есть один большой недостаток. Точнее не у него, а у современной флеш-памяти. А именно — ограниченный ресурс работы. Чем чаще переписываешь данные, тем быстрее изнашиваются ячейки памяти. И наличие свопа, естественно, тоже вносит свой вклад в износ.

Но есть хорошая новость:

Флеш-накопители изнашиваются только при перезаписи данных, но не при чтении. А механизм работы свопа устроен так, что запись в него происходит намного реже чтения соотношение примерно равно 1 к 40, поэтому износ не такой большой. Но тут, конечно, нужно смотреть на практике: технология в смартфонах появилась не так давно, поэтому и статистики маловато.

Ну и в-третьих, просто не всем смартфонам своп будет полезен. Как уже говорили — бюджетные девайсы с памятью eMMC ничего от этой технологии не выиграют. А флагманам с 8-12 ГБ оперативки в принципе ничего расширять не надо. Но вот среднебюджетные смартфоны с 4-6 ГБ оперативки и быстрым хранилищем от свопа как раз выигрывают по всем параметрам.

И что самое приятное:  вы можете активировать расширение памяти на любом смартфоне, даже если официальной поддержки нет. Но для этого потребуется ROOT и специальный софт. Вот список популярных программ:

  • Roehsoft SWAPit RAM EXPANDER
  • RAM Manager Pro
  • Link2SD

Все программы и инструкции к ним легко можно найти на 4PDA, но вы и сами об этом знаете. На этом сегодня всё!

Что такое память типа LPDDR5? — Разбор

Всё как вы любите: разбираемся в сложных вопросах и рассказываем простым языком. На этот раз речь об оперативной памяти LPDDR5 типа.
vedensky 13 октября 2020 в 05:35

Наверняка, в обзорах смартфонов вы слышали словосочетание LPDDR5. Мы знаем, чем больше оперативной памяти, тем лучше. Но не всегда.

Это весной президент Xiaomi Group провел опрос в социальной сети Weibo, в котором спросил у фанатов: сколько оперативной памяти они бы хотели видеть в новом флагмане Redmi: 8 или 12 ГБ при одинаковой цене. И как вы думаете за какой вариант проголосовали фанаты? За 8 Гб. Но почему? Дело в том, что Xiaomi предлагали выбор 12 ГБ стандарта LPDDR4x, и 8 ГБ стандарта LPDDR5. Но что такого нового в этом LPDDR5, чтобы идти на такие жертвы?

Сегодня мы разберемся в стандартах оперативной памяти. Выясним, чем отличается LPDDR от DDR. Узнаем как новая оперативка влияет на автономность устройств, помогает развитию 5G и спасает жизни водителей!

Память в мобильных устройствах и компьютерах, как вы знаете, можно поделить на два типа. Оперативная: ОЗУ или RAM, и постоянная: ПЗУ или ROM. В чём отличие?

ПЗУ

Постоянная память называется энергонезависимой, то есть ПЗУ может хранить данные без подпитки энергией. Например, в флеш-памяти, которая используется в смартфонах, картах, памяти, SSD дисках и так далее — данные хранятся в CTR-ячейках, то есть ячейках с ловушкой заряда. Эти ловушки буквально способны запирать заряд и хранить в себе годами. Поэтому данные на SSD-диске не стираются когда вы выключаете компьютер. Также ПЗУ устройством можно назвать VHS-кассеты с магнитной лентой, CD-диски и даже перфокарты. В общем всё, что может хранить данные достаточно долго.

ОЗУ

Оперативная память напротив — энергозависимая. То есть она способна хранить данные только при постоянной подпитке электричеством. Почему так? В оперативной памяти каждый бит данных хранится на маленьком конденсаторе. В конденсаторах есть преимущества: их можно очень плотно упаковать, а заодно можно очень быстро считывать записывать данные.

Но есть и большой недостаток: конденсаторы очень быстро разряжаются. Поэтому, чтобы данные сохранить их постоянно нужно обновлять. Например, типичный модуль DDR4 нужно обновлять каждые 64 мс.

Какая же бывает оперативная память? Немного поговорим о стандартах оперативной памяти.

SDRAM

С 1993 по 2000 года миром правил стандарт SDRAM — Synchronous Dynamic Random Access Memory: синхронная динамическая память с произвольным доступом. Стандарт был шикарным, но был недостаток, за один такт SDRAM могла принимать одну команду и передавать одно слово данных.

DDR

Поэтому в 2000 году появилась DDR-память, которая расшифровывается как Double Data Rate, то есть буквально — двойная скорость передачи данных. Название настолько крутое, что так можно было назвать суперсникерс. И крутость вполне оправдана, потому как теперь за один тактовый цикл передавалось две задачи записи и две операции чтения. Всё благодаря тому, что в DDR научились передавать данные по обеим частям синхросигнала, как по восходящему, так и по нисходящему. Отсюда и двойная скорость.

Стоит сказать, что DDR — это не замена SDRAM, а просто её частный случай. Поэтому полное название стандарта DDR SDRAM.

LPDDR

Итак, DDR — память быстрая-прекрасная, но, так как вы помните, что конденсаторы нужно постоянно подзаряжать эта память жрёт очень много энергии. И если для стационарных устройств это проблема решаемая, то для мобильных — критическая. Поэтому в 2006 году появилась новая разновидность DDR-памяти — LPDDR. Она отличалась пониженным напряжением питания с 2,5 В до 1,8 В, отсюда и название Low Power DDR. Также была уменьшена площадь чипа.

Как же им удалось сберечь немного энергии?

За счет двух хаков:

  1. На низких температурах заряд из памяти утекает медленнее, поэтому, если сильно память не гнать, то можно увеличить интервалы обновления наших конденсаторов. Так и сделали.
  2. Добавили режим Deep Power Down и это не фильм Ридли Скотта про вертолёт (Black Hawk Down), а просто режим глубокого сна, в котором из памяти стирается абсолютно всё, (как и сюжет этого фильма из моей памяти).

Развитие LPDDR

Естественно, эти оптимизации негативно повлияли на скорость работы памяти. Но стандарт быстро развивался и сейчас энергоэффективная память уже во многом предпочтительнее своего старшего брата.

LPDDR используется во многих ноутбуках, например MacBook, что позволяет экономить до 70-90% энергии в режиме сна. Тем более LPDDR5 уже вовсю ставят в смартфоны (Xiaomi Mi 10, например). А первые компьютеры на DDR5 в лучшем случае появятся только в 2022 году. Поэтому на данный момент, пропускная способность мобильной памяти может быть выше своего старшего собрата.

  • DDR4 2400 DUAL: (2400 x 64 / 8)*2 =38,4 ГБ / с
  • LPDDR5 6400 QUAD: (6400 x 32 / 8)*4 = 51,2 ГБ / с

Например, новая память Samsung LPDDR5 6400 может отправлять 51,2 гигабайта данных или примерно 14 видеофайлов в формате Full HD (3,7 ГБ каждый) за секунду.

LPDDR5

Но чем всё таки LPDDR5 отличается от прошлой версии? Давайте посмотрим.

LPDDR5 vs LPDDR4x

Поколение LPDDR4X LPDDR5
Пропускная способность 4266 Мбит/с 6400 Мбит/с
Ёмкость 8/12/16/24/32/48/64/80/96 ГБ 12/48 ГБ
Напряжение питания 1,8 / 1,1 / 0,6 V 1,8 / 1,05 / 0,9 / 0,5 V

Начнём с того, что новый стандарт стал экономичнее на 20%: 0,5 В против 0,6 В. Это позволит продлить время жизни смартфона на 5-10% в режиме активного использования. А вот в режиме сна получится сэкономить до 40% энергии за счёт нового режима глубокого сна. Теперь, когда ваш смартфон или ноутбук спит, при желании можно будет полностью очистить оперативку и выгрузить её содержание в энергонезависимую память. Но в этом случае на обратное включение уйдет одна-две секунды. Зато можно не беспокоиться, что девайс сожрёт всё батарейку, когда спит.

Также было улучшено динамическое масштабирование частоты. В версии 4 и 4X была возможность выбора из двух рабочих частот, в LPDDR5 вариантов стало три.

Скорость передачи данных выросла до 6,4 Гбит/сек. Это полезно для SuperSlowMotion 960 fps и всяких VR приложений. И, вы не поверите, для работы в 5G сетях. 5G сети тупо быстрее современной оперативки, представляете?

Новый стандарт оперативки разрабатывали с учетом появления беспилотных автомобилей и прочих девайсов, в которых любой сбой в работе системы чреват тяжкими последствиями. Поэтому в LPDDR5 появилась поддержка дополнительного сигнала коррекции ошибок — Link Error Correcting Code (ECC). Поэтому, когда будете брать себе тачку с автопилотом, проверьте есть ли там LPDDR5.

С новой памятью уже есть куча смартфонов. Например, программа DevCheck показывает, что мой OnePlus 8 Pro заряжен 12 GB LPDDR5 2750 МГц с пропускной способностью 44 ГБ / с. Неплохо.

Другие модели в которых уже стоит новая память:

  • Xiaomi MI 10 5G
  • Redmi K30 Pro
  • Realme X50 Pro 5G
  • OnePlus 8 / 8 Pro
  • Samsung Galaxy S20 / S20+ / S20 Ultra
  • Samsung Galaxy Note 20 / 20 Ultra
  • Samsung Galaxy Z Flip
  • Samsung Galaxy Z Fold 2
  • Vivo IQOO 3 Pro
  • Vivo IQOO 5 / 5 Pro
  • Vivo NEX 3S 5G
  • Nubia Red Magic 5S
  • Motorola Edge+
  • ZTE Axon 10s Pro

Но стоит ли гнаться за самой последней оперативкой в смартфонах? Думаю, нет. Грамотно оптимизированный смарт со старой памятью будет и быстрее работать, и дольше.
Но вот если вам нужен долгоживущий ноутбук. Я бы присмотрелся к моделям с LPDDR5, как только они появятся на рынке.

Первые сведения о 6-дюймовом Galaxy Note 6 с 6 Гб ОЗУ

Илья Рябов 14 февраля 2016 в 07:21

Небогатые или просто разумные фанаты iPhone обновляют смартфоны по двум линейкам: номерным (3,4,5,6) и с приставкой «S». Любители флагманов Samsung практикуют похожий подход, но в отношении линеек Galaxy S и Note. Устройства последней выходят в конце года, мощнее и доработаннее флагмана. В 2016 году, ситуациях не изменится.

Satan Note 5
Последние слухи утверждают, что фаблет Galaxy Note 6 будет анонсирован осенью и превзойдёт Galaxy S7.
(далее…)

Свежие подробности о смартфоне OnePlus Two

Илья Рябов 17 июля 2015 в 05:20

О самом ожидаемом китайском флагмане накопилось изрядное количество новостей за неделю.

Появилась информация о модели продаж OnePlus Two, некоторые спецификации и пример фотографий на основную камеру смартфона.
(далее…)

OnePlus Two получит 4 Гб оперативной памяти

Илья Рябов 8 июля 2015 в 01:32

Чем ближе презентация флагмана китайской компании OnePlus, которая пройдёт в VR-формате, тем больше становится известно о новом смартфоне.

Интересно, что «утечки» поступают не от неизвестных инсайдеров, а от самих создателей через социальные сети.
(далее…)

Пользовательское расширение для Google Chrome экономит ОЗУ

Илья Рябов 19 мая 2015 в 01:21

Чем популярнее становится Google Chrome, тем большее количество пользователей начинает жаловаться на его медлительность и расточительность в отношении оперативной памяти.

google chrome

Пока разработчики не торопятся с решением проблемы, пользователи пытаются умерить аппетит браузера собственными силами, создавая различные расширения.
(далее…)

LG Optimus LTE 2. Первый смартфон с 2 Гб RAM и беспроводной зарядкой

bilanuke 10 мая 2012 в 10:41

Южнокорейская компания LG Electronics обозначила основные направления в дизайне своих  аппаратов и теперь решила сделать основную ставку на производительность смартфонов. В погоне за пальмой первенства, был представлен LG Optimus LTE 2, который оснащен 2 Гб оперативной памяти.

В связке с двухъядерным процессором Qualcomm MSM8960 с тактовой частотой 1,5 ГГц гаджет можно смело назвать супер-фоном, так как схожими характеристиками сейчас обладают многие ноутбуки. Также модель оснащена качественным True HD IPS-дисплеем, диагональ которого 4,7 дюйма, аккумулятором в 2150 mAh и камерой 8 Мп. Поставляться смартфон будет с предустановленной системой Android 4.0 ICS. (далее…)