So überwachen Sie die Speicherkomprimierung in Windows 10

Warum das Unternehmen Windows 10 endlich einführte Windows 10 beschleunigt sich. Ein Indikator, sagt Steve Ranger von ZDNet, dass das Unternehmen endlich das aktualisierte Betriebssystem von Microsoft angenommen hat.

Ich habe kürzlich eine E-Mail von einem Leser erhalten, der auf der Registerkarte "Prozesse" des Task-Managers zur Behebung von Problemen im Windows 10-Artikel die Frage "Wie verwende ich sie bei der Behebung eines Speicherproblems auf ihrem Windows 10-Laptop?"

Nachdem ich analysiert hatte, was sie beschrieb, konnte ich ihr versichern, dass das, was sie sah, eine Funktion namens Memory Compression war und kein Problem, über das man sich Sorgen machen musste. An ihrem Laptop war nichts auszusetzen. Da andere Windows 10-Benutzer dieselben Bedenken haben wie sie, habe ich beschlossen, einen Artikel zu schreiben, in dem die Speicherkomprimierungsfunktion von Windows 10 beschrieben wird.

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Das wahrgenommene Problem

Meine Korrespondentin teilte mir mit, dass sie bei der ersten Verwendung von Windows 10 regelmäßig Zeuge des Systemprozesses wurde, der einen hohen Prozentsatz in der Heatmap aufwies und viel Speicher beanspruchte, ähnlich wie auf der Registerkarte Task-Manager-Prozesse in Abbildung A dargestellt .

Abbildung A.

Der Systemprozess verbraucht viel Speicherplatz.

Sie erzählte mir dann, dass einige Windows-Updates später einen Prozess namens System und komprimierten Speicher mit einem hohen Prozentsatz in der Heatmap nach oben springen würden und dass auch dieser viel Speicher verbraucht, ähnlich wie auf der Registerkarte Task-Manager-Prozesse in Abbildung B gezeigt .

Abbildung B.

Der System- und komprimierte Speicherprozess verbraucht einen guten Speicherplatz.

Sie war besorgt, dass diese Prozesse ihr gesamtes Gedächtnis beanspruchten und dass ihre Systemleistung darunter litt. In beiden Fällen war sie jedoch Zeuge der Funktion zur Speicherkomprimierung bei der Arbeit, die tatsächlich eine Lösung für ein langjähriges Problem darstellt und über die sie sich keine Sorgen machen muss.

Speicherverwaltungsübersicht

Die Speicherkomprimierung ist eine in Windows 10 eingeführte Windows-Speicherverwaltungstechnik, mit der die Reaktionsfähigkeit des Betriebssystems bei starker Beanspruchung verbessert werden soll. Und wie Sie sich vorstellen können, handelt es sich um die neueste einer langen Reihe von Speicherverwaltungsfunktionen. Um genau zu verstehen, worum es bei der Speicherkomprimierung geht, sollten Sie einen Schritt zurück in die Vergangenheit machen und einen Blick auf die Entwicklung der Windows-Speicherverwaltungstechnologie werfen. (Beachten Sie, dass ich in dieser Übersicht weder auf die technischen Aspekte der Speicherverwaltung eingehen noch versuchen werde, die Windows-Version zu bestimmen, in der jede neue Speicherverwaltungsfunktion eingeführt wurde.)

Auslagerungsdateisystem

Seit es Windows gibt, verlässt sich die Speicherverwaltung auf das Auslagerungsdateisystem. So funktioniert es: Wenn die von allen laufenden Prozessen verwendete Speichermenge die im System verfügbare RAM-Größe überschreitet, beginnt das Betriebssystem, Speicherseiten aus dem RAM zu verschieben und vorübergehend auf der Festplatte zu speichern, wodurch sie freigegeben werden dieser RAM für andere Zwecke.

Wenn ein laufender Prozess auf den Speicher zugreifen muss, der vorübergehend in die Auslagerungsdatei verschoben wurde, sucht das Betriebssystem die Seite mit den erforderlichen Daten und gibt sie an den Arbeitsspeicher zurück. Dabei verschiebt das Betriebssystem andere Speicherseiten aus dem RAM in die Auslagerungsdatei, um Platz für die Daten zu schaffen, die gerade in den RAM zurückgegeben wurden.

Dieses Verschieben von Speicherseiten wird als Auslagern bezeichnet, und die Auslagerungsdatei wird häufig als Auslagerungsdatei bezeichnet. Da die Speicherseiten beim Speichern auf der Festplatte intakt bleiben, wird häufig der Begriff virtueller Speicher verwendet.

Unabhängig davon, wie es heißt, erfordert dieses Austauschen viel Aufwand.

Prefetch

Um den Aufwand für das Hin- und Herwechseln von Speicherseiten zwischen RAM und Auslagerungsdatei zu verringern, hat Microsoft ein System namens Prefetch entwickelt. Unter diesem System lädt das Betriebssystem wichtige Daten und Code von der Festplatte in den Speicher, bevor sie tatsächlich benötigt werden.

Insbesondere überwacht ein Cache-Manager die Daten, die zwischen Festplatte und RAM sowie zwischen RAM und virtuellem Speicher verschoben werden, wenn verschiedene Anwendungen geladen werden. Während der Cache-Manager diese Vorkommen überwacht, erstellt er Zuordnungen der Verzeichnisse und aller Dateien, auf die für jede Anwendung oder jeden Prozess verwiesen wurde.

Sobald diese Kartendateien erstellt wurden, verwendet der Cache-Manager sie, um die Effizienz beim Laden von Anwendungen zu verbessern. Insbesondere fängt der Cache-Manager jeden Prozess oder jede Anwendung ab, die geladen werden soll, und prüft, ob eine entsprechende Zuordnung vorhanden ist.

Wenn dies der Fall ist, ruft der Cache-Manager das Dateisystem auf, um sofort auf das Verzeichnis und die Dateien zuzugreifen, auf die in der Karte verwiesen wird. Der Cache-Manager benachrichtigt dann den Speichermanager und weist ihn an, die Informationen in der Zuordnungsdatei zum Laden von Daten in den Speicher zu verwenden.

Sobald dieser Prefetch-Vorgang abgeschlossen ist, kann die Anwendung im Cache-Manager weiter geladen werden. Dabei stellt die Anwendung fest, dass die meisten benötigten Dateien und Daten bereits im Speicher verfügbar sind. Dies reduziert natürlich den Datenträgerzugriff und ermöglicht es der Anwendung oder dem Prozess, viel schneller zu laden oder zu reagieren.

SuperFetch

Wie ich bereits erklärt habe, verbessert Prefetch die Effizienz, indem ein Großteil der von einer Anwendung oder einem Prozess benötigten Dateien und Daten in den Speicher geladen wird, sodass bei Bedarf sehr schnell darauf zugegriffen werden kann. SuperFetch geht mit diesem System noch einen Schritt weiter.

SuperFetch erstellt nicht nur die zuvor beschriebenen Kartendateien, sondern auch Profile der von Ihnen verwendeten Anwendungen. Diese Profile enthalten Informationen darüber, wann und wie oft Sie Ihre Anwendungen verwenden. SuperFetch verfolgt die Anwendungen in Ihrem Profil und notiert, wann vorab abgerufene Daten in die Auslagerungsdatei verschoben werden. Superfetch überwacht dann den Fortschritt der Anwendung, durch die die vorabgerufenen Daten in die Auslagerungsdatei verschoben wurden. Sobald diese Anwendung abgeschlossen ist, zieht SuperFetch die vorab abgerufenen Daten zurück in den Speicher. Wenn Sie auf die Anwendung zugreifen, sind die vorab abgerufenen Daten wieder im Speicher verfügbar, und die Anwendung kann sehr schnell genau dort weitermachen, wo sie aufgehört hat.

ReadyBoost

Wie bereits erwähnt, verwendet das Windows-Betriebssystem immer den virtuellen Speicher, unabhängig davon, wie viel physischer RAM im System installiert ist. Ich habe Ihnen auch gesagt, dass eine der Verbesserungen in SuperFetch darin besteht, dass vorab abgerufene Daten aus der Auslagerungsdatei des virtuellen Speichers so schnell wie möglich in den physischen Speicher abgerufen werden, um die Kontinuität der Leistungsverbesserung sicherzustellen. Da sich die Auslagerungsdatei jedoch auf der Festplatte befindet, die weniger reagiert als der physische Speicher, wird SuperFetch weiterhin durch die Zeit behindert, die die Festplatte benötigt, um auf ihren Abrufvorgang zu reagieren.

Um den Abrufvorgang von SuperFetch zu verbessern, nutzte Microsoft die Tatsache, dass USB-Flash-Laufwerke mit großer Kapazität weit verbreitet, relativ kostengünstig und sehr effizient waren - nicht so effizient wie physischer Speicher, aber viel schneller als eine Festplatte.

ReadyBoost erstellt eine Cache-Datei auf dem USB-Flash-Laufwerk, mit der SuperFetch Kopien seiner Kartendateien und Anwendungsprofile speichert. Außerdem werden dieselben Daten auf der Festplatte gespeichert. Auf diese Weise kann SuperFetch auch dann noch funktionieren, wenn Sie das USB-Flash-Laufwerk von Ihrem Computer entfernen - es werden nur die Daten von der Festplatte abgerufen.

Während SuperFetch das System dramatisch verbessert hat, gibt es einen Haken: Es verwendet nur den ReadyBoost-Cache, um nicht sequentiell gespeicherte Daten abzurufen. Wenn die Daten nacheinander gespeichert werden, ruft SuperFetch die Daten aus dem Festplatten-Cache ab. Der Grund dafür ist, dass Festplatten beim sequentiellen Lesen schneller sind als Flash-Laufwerke, bei nicht-sequentiellen Lesevorgängen jedoch schneller. Insbesondere beim Lesen nicht sequentieller Daten erhöht die physische Bewegung der Lese- / Schreibköpfe der Festplatte die Latenz des Lesevorgangs.

Speicherkomprimierung

Nachdem Sie nun wissen, wie sich die Windows-Speicherverwaltungsfunktionen im Laufe der Zeit entwickelt haben, können Sie ein besseres Gefühl dafür bekommen, wie die Speicherkomprimierung funktioniert und warum sie bessere Ergebnisse liefert als ihre Vorgänger. So funktioniert das:

Während Sie Ihren Computer verwenden, überwacht der Speichermanager die von Ihnen geladenen Anwendungen. Wenn die von allen laufenden Prozessen verwendete Speichermenge einen bestimmten Prozentsatz der im System verfügbaren RAM-Größe erreicht, komprimiert das Betriebssystem die Speicherseiten so, dass sie Speicherplatz beanspruchen. Nach der Komprimierung verschiebt der Speichermanager Seiten in einen anderen Teil des Speichers, der als Komprimierungsspeicher bezeichnet wird. Wenn ein laufender Prozess auf den im Komprimierungsspeicher vorhandenen Speicher zugreifen muss, sucht das Betriebssystem die Seite und dekomprimiert sie. Da die Daten niemals auf die Festplatte geschrieben werden und tatsächlich niemals den Speicher verlassen, ist der gesamte Austauschprozess sehr schnell und effizient.

Der Prozess ist nicht nur schnell, sondern der platzsparende Aspekt der Komprimierung ist beträchtlich. Tatsächlich werden Speicherseiten auf etwa 30% ihrer ursprünglichen Größe komprimiert. Dies bedeutet, dass der Prozess im Wesentlichen 70% des zuvor verwendeten Speicherplatzes zurückgibt, um von anderen Anwendungen verwendet zu werden.

Das Komprimieren und Dekomprimieren des Speichers erfordert natürlich viel CPU-Aufwand. Da moderne Systeme jedoch mehrere Kerne haben, kann das Betriebssystem diese Aufgabe an andere Kerne delegieren, die ansonsten möglicherweise inaktiv sind. Darüber hinaus wird der Komprimierungsvorgang mit einer niedrigen Priorität ausgeführt, sodass die CPU nicht von dringlicheren Aufgaben entlastet wird. Die Dekomprimierung ist sehr schnell, sodass die CPU-Zyklen nicht beeinträchtigt werden.

Beachten Sie, dass Windows 10 auch mit diesem neuen System gelegentlich Speicher in die Auslagerungsdatei auf der Festplatte austauschen muss. Laut Microsoft sollte dies selten sein und nur auf Systemen mit wenig Speicher auftreten. Trotzdem ist dieser Prozess effizienter als in früheren Versionen, da die Seiten, die in die Auslagerungsdatei verschoben werden, stark komprimiert sind. Da sie komprimiert sind, können sie sehr schnell zwischen Auslagerungsdatei und Speicher hin und her verschoben werden. Auf lange Sicht ist die Speicherkomprimierung also viel besser als alle vorherigen Speicherverwaltungstechniken, die vom Schreiben und Lesen von Daten von der Festplatte abhängen.

Überwachung der Speicherkomprimierung

In früheren Versionen von Windows 10 war der Komprimierungsspeicher im Systemprozess vorhanden. Aus diesem Grund wird auf der Registerkarte "Prozesse" der Systemprozess mit viel Speicher angezeigt. Während komprimierte Dateien in den Komprimierungsspeicher geschrieben wurden, wird der Systemprozess einen hohen Prozentsatz an Speicherressourcen erfordern. Dies führte dazu, dass viele Leute, wie mein Leser, besorgt waren.

In einer späteren Version von Windows 10 hat Microsoft einen separaten Prozess namens System und komprimierten Speicher erstellt und ihn zum Anzeigen der Komprimierungsaktivität verwendet. Der Name in der Speichernutzung war zwar treffend benannt, führte jedoch dazu, dass viele Leute unnötig besorgt waren.

In einer neueren Version von Windows 10 hat Microsoft den Namen des Prozesses erneut auf Speicherkomprimierung verfeinert, ihn jedoch auch so ausgeblendet, dass er nicht mehr in der Prozessliste des Task-Managers angezeigt wird.

Um den Speicherkomprimierungsprozess anzuzeigen, können Sie die PowerShell und den Befehl Get-Process -Name "Memory Compression" verwenden (siehe Abbildung C) . Wie Sie sehen, ist diese Ansicht jedoch nicht sehr einfach zu interpretieren.

Abbildung C.

Sie können den Speicherkomprimierungsprozess mit PowerShell anzeigen.

Wenn Sie sehen möchten, wie viel Speicher auf Ihrem System verwendet wird, rufen Sie die Registerkarte Leistung im Task-Manager auf und wählen Sie Speicher aus. Sie werden dann sehen, dass der Abschnitt In Verwendung zeigt, wie viel Speicher komprimiert ist. Wie Sie in Abbildung D sehen können, werden auf meinem Beispielsystem 5, 2 GB Speicher verwendet, von denen 782 MB komprimiert sind.

Abbildung D.

Sie können sehen, wie viel Speicher im Task-Manager komprimiert ist.

Wenn Sie den Mauszeiger über das Diagramm für die Speicherzusammensetzung bewegen, erhalten Sie detailliertere Informationen. Diese Detailgenauigkeit zeigt, dass in meinem Beispielsystem 782 MB komprimierter Speicher normalerweise 2449 MB (2, 39 GB) Speicherplatz beanspruchen würden. Durch die Komprimierung ergeben sich Einsparungen von 1667 MB (1, 62 GB). Mit anderen Worten, es gibt jetzt 1, 62 zusätzlichen freien Speicherplatz für andere Anwendungen.

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Bild: iStock / Wavebreakmedia

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