Mäluketas

Mäluketas (inglise RAM drive) ehk virtuaalketas on muutmälu osa, mida operatsioonisüsteem kohtleb teisese mäluna. Mäluketas pole tegelikult ketas, vaid osa mälust, mida vastava draiveri (RAMDRIVE.SYS või VDISK.SYS) mällulaadimise järel on võimalik kasutada kui ketast. See tähendab, et mäluketas on sisuliselt arvuti mälu ja on seetõttu kiireim võimalikest ketastest. Virtuaalketta suurus sõltub kasutaja soovist ja arvuti mälumahust.

Kiirus

HDD, SSD ja mäluketta kiiruste võrdlus

Mäluketta kiirused on üldiselt kordades suuremad teiste arvuti ketta kiirustest. Kiirusevahe kõvaketta ja mäluketta puhul võib olla viiekümnekordne. Selline kiirusevõit on saavutatav, sest ligipääsu aeg on muutmälul väiksem ning andmete läbilaskvus on väga suur.^[1]

Andmetele ligipääsu aeg on suuresti vähendatud, sest mäluketas on pooljuht. See tähendab, et sel puuduvad mehaanilised osad. Füüsiline kõvaketas või optiline meedia, nagu CD-ROM, peavad liigutama lugemis-kirjutuspead ning ketast tuleb andmete lugemiseks või kirjutamiseks pidevalt liigutada. Mälukettal piisab andmetele ligipääsemiseks andme mäluaadressist. Sealjuures puudub igasugune mehaaniliste osade liigutamine.^[1]

Muutmälu andmete läbilaskevõime on piiratud muutmälu kiirusega, andmesiini kiirusega ja arvuti protsessori kiirusega. Teistel kettamäludel on aga veel rohkem piiranguid, näiteks ühenduste näol, mille kaudu ketas on arvutiga ühendatud. Selleks võivad olla näiteks IDE, SATA, USB ja Firewire ühendused. Selle piiranguga käivad kaasas ka mehaaniliste osade liikumiskiiruste piirangud. Kas või kõvaketta lugemispea liikumiskiirus on piiratud.

Samuti sõltub kiirus kasutatavast failisüsteemist. NTFS, HFS, UFS kasutavad lisalugemisi ja lisakirjutamisi kettale, mis pole märgatavad väikestes kogustes, kuid suurel hulgal annavad need tunda.

Maht

Mäluketta üks probleem seisneb ta piiratud mahus. Kuna mäluketas põhineb muutmälu hulgal on probleem ilmselge. Kui praegu loetakse kõvaketaste suuruseid terabaitides, siis mälude suurused on ikka veel mõni gigabait. See teeb tegelikult ka gigabaidi kohta hinna suhteliselt suureks. Kui kõvaketta gigabaidi hind on keskmiselt 10 eurosenti, siis muutmälu gigabaidi hind on mälu kiirusest olenevalt keskmiselt 5–10 eurot.

Mäluketas kasutab muutmälu justkui oleks see partitsioon kõvakettal. Kuigi on võimalik mäluketast otse läbi operatsioonisüsteemi kerneli tekitada või juhtida, kasutatakse üldiselt mäluketta loomiseks erinevaid programme, kus on võimalik valida, kui suurt osa muutmälu mahust ollakse nõus loovutama mäluketta jaoks.

Mõned mälukettad kasutavad kokku surutud failisüsteemi, et oleks võimalik rohkem andmeid mahutada piiratud andmemahuga mälukettale.

Sõltuvus voolu olemasolust

Kuna muutmälu suudab mälus hoida andmeid vaid siis, kui ta on vooluallikaga ühendatud, tähendab see, et voolukatkestuse korral andmed kaovad. See on üldiselt mäluketta suurim nõrkus, kuid vahel on see ka kasulik. Näiteks kui hoiustada mälukettal krüptitud faili krüptimata kuju.

Paljudel juhtudel luuakse mäluketas selleks, et vajalikele failidele saaks kiiremini juurde. Tavaliselt on neist failidest füüsilisel kettal ka koopia ning arvuti taaskäivitumisel laaditakse koopia uuesti mälukettale.

Mäluketta ajalugu

Esimene mäluketas mikroarvutitele leiutati ja kirjutati Jerry Karlini poolt Suurbritannias 1979. aastal. Silicon Disk System nimeline tarkvara arendati edasi tooteks ja seda turundas JK Systems Research, millest sai Microcosm research Ltd, kui see firma ühines Peter Cheesewrighti eestvedamisel Microcosm Ltd-ga. Tollal oli mäluketta idee lubada varastel mikroarvutitel kasutada rohkem muutmälu, kui protsessor suutis adresseerida. Panna muutmälu käituma kettana, oli kõvaketta kasutamisest tunduvalt tõhusam, sest mälu töötas palju kiiremini. Eriti veel siis, kui kõvakettad ei olnud sellistel mikroarvutitel veel küljeski. Esimene mäluketas leiutati aga David Springeri poolt ja see kujutas endast 360 kilobaidist muutmälu STD-siini kaardil ja see nägi tarkvara poolest arvutile välja justkui oleks ta floppy.^[2]

The Silicon Disk sai alguse 1980. aastal, mil algselt oli ta mõeldud CP/M operatsioonisüsteemile ja hiljem MS-DOS-ile. Populaarseks lahenduseks oli see tollal peamiselt Commodore arvutitel ja Apple II seeria arvutitel, sest neil arvutitel oli üldiselt muutmälu adresseerimine väga piiratud.

Vana PCI pesaga ühilduv mäluketas

IBM lisas hiljem mäluketta nimega VDISK.SYS süsteemile PC DOS 1984. aasta augustis. VDISK.SYS kujutas endast lisamälu komponenti DOS süsteemi jaoks. IBM-i sarnaselt kaasas natuke hiljem Microsoft oma süsteemidesse programmi RAMDRIVE.SYS alates MS-DOS 3.2-st, mis tuli välja 1986. aastal. Windows 7 puhul seda enam ei leia. AmigoOS sisse oli juba ehitatud mäluketas alates versioonist 1.1, mis tuli välja aastal 1985. Siiamaani on AmigoOS-il olemas sisseehitatud mäluketas. Apple Macintosh lisas mäluketta 1991. aastal oma operatsioonisüsteemi.^[3]

Mäluketta osas tuli innovatsioon 1987. aastal, kui Perry Kivolowitz andis AmigoOS-ile võime hoida mäluketas tööl ka pärast mitmeid arvuti taaskäivitamisi ja kokkujooksmisi. Selle tehnoloogia nimeks oli ASDG Recoverable Ram Disk.^[4]

Paljude UNIX-i ja Linuxi süsteemide puhul on võimaldatud mäluketta toetus. Linuxil on olemas ka mõned süsteemid, mille puhul saab käitada süsteemi näiteks CD pealt ning kõik tööks vajalikud failid paigutatakse mälukettale.

Mäluketta tarkvara

Peamiselt kasutatakse mäluketta tarkvara, et luua mäluketas, mis kasutaks ära muutmälu, millele operatsioonisüsteem ei pääse ligi. Näiteks 32-bitise Windows XP puhul suudab operatsioonisüsteem kasutada 3,25 GB, kui sul on 4 GB. Selle vahele jääva 750 MB saab siis kasulikuks muuta, kui teha sellest mäluketas. Mäluketast on mugav kasutada nii kodukasutajal kui ka ettevõttel. Kodukasutaja saab mälukettal hoiustada näiteks programme, mille puhul soovitakse kiiremat käivitumist. Ettevõtted saavad mäluketast kasutada näiteks andmete, millele on pidevalt vaja kiirelt ligi pääseda, hoiustamiseks. Programmide, millega saab tekitada mäluketta, seas on näiteks järgmised:

Microsoft Windows

• Gavotte RamDisk – suudab luua mäluketast muutmälust, mis muidu pole operatsioonisüsteemile ligipääsetav.^[5]
• Gizmo Central^[6]
• ImDisk Virtual Disk Driver – tegemist on kettaemulaatoriga, mille on loonud Olof Lagerkvist. Tegemist on tasuta tarkvaraga, millest on nii 32-bitine kui ka 64-bitine variant. 64-bitisel versioonil puudub praktiline piirang mäluketta suurusele.^[7]
• AMD Radeon RAMDisk – selle mäluketta tarkvara on võimalik kasutada tasuta või osta. Tasuta versiooni puhul on võimalik luua kuni 4 GB suurust mäluketast. Makstud versiooni puhul on selleks piiranguks 64 GB. Muidugi oleneb reaalne maksimaalne mäluketta suurus vaba muutmälu hulgast arvutis ja üldiselt on tasuta versiooni võimalused piisavad. Mõlema versiooni puhul on võimalik ka teha tagavaravariante mälukettast, et hiljem oleks võimalik mäluketast taastada.^[8]
• Express Dram Disk – programm kasutab tehnoloogiat, mis võimaldab lugemiskiirusi kuni 4041 MB/s ja kirjutuskiirusi kuni 5388 MB/s USB-mälupulgale, mis toetab USB 3.0 Express Dram Diski ning tuli müüki 2013. aasta juulis.^[9]
• Dataram RAMDisk – tasuta tarkvara kuni 4 GB suuruste mäluketaste loomiseni. Suuremate mäluketaste loomiseks tuleb osta 18.99 dollarit maksev luba. Programm on loodud John Lajoie poolt 2001. aastal. Programm toetab kõiki Windows 8, Windows 7, Windows Vista, Windows XP, Windows Server 2008 ja Windows Server 2003 nii 32-bitiseid kui ka 64-bitiseid versioone.^[10]
• Dimmdrive Gaming RAMDisk – selle mäluketta tarkvara on loodud otseselt mänguritele. Selle programmi mõned eelised on pidev mälukettast koopia tegemine reaalajas, Steamiga ühilduvus ning USB3 Turbo Mode tehnoloogia.^[11]
• Gilisoft RAMDisk – lihtne paigaldada ja sisaldab lihtsaid funktsioone nagu näiteks automaatne käivitumine. Kasutusõigus maksab 25 dollarit.
• QSOFT Ramdisk Enterprise – hinnad jäävad vahemikku 9–25 dollarit ning tuntud on usaldusväärsuse pärast.^[12]
• SoftPerfect RAM Disk – suudab kasutada mäluketta tegemiseks vaid operatsioonisüsteemile ligipääsetavat mälu. Lubab samas luua mitu mäluketast samal ajal. Tavakasutajatele on tarkvara tasuta. Äriklientidele maksab 49 dollarit.^[13]
• StarWind S – tavaline programm mäluketta loomiseks muutmälust. Toetab kõiki Windowsi versioone.^[14]
• VSuite Ramdisk – suudab kasutada operatsioonisüsteemile kättesaamatut muutmälu mäluketta loomiseks. Suudab jätkata mäluketta tööd ka peale käsu hibernate kasutamist. Tasuta versioon toetab 32-bitist operatsioonisüsteemi. 64-bitise operatsioonisüsteemiga ühilduvad programmi peab ostma. Hind on olenevalt lisadest 21–119 dollarit.^[15]

UNIX

• Linux – tänapäeval on Linuxi operatsioonisüsteemi sisseehitatud mäluketas aadressil /dev/shm.
• Ramdiskadm – lubab Solarise operatsioonisüsteemi lisada või eemaldada mäluketast olenemata suurusest. Mäluketast saab näiteks lisada kasutades järgmist käsku: "$ ramdiskadm -a ramdisk1 100m". Eemaldada saab mäluketast kasutades järgmist käsku: "$ ramdiskadm -d ramdisk1". Kõigile mäluketastele saab ligi aadressiga /dev/ramdisk.^[16]
• RapidDisk – Ramdiskadmi sarnane tasuta tarkvara.^[15]

Plussid ja miinused

Plussid

• Kiirendab veebilehtede laadimisaega
• Kontrollib, milliseid faile ja programme salvestatakse mällu alglaadimise ajal
• Loob ajutise ketta, kui füüsiliste kõvaketaste maht on täis
• Kiirendab suuresti kettaruumi tegevusi nagu näiteks video krüpteerimine
• Kiirendab andmebaaside tööd

Miinused

• Kasutab töötamiseks osa väärtuslikust muutmälust
• Arvuti sulgemisel kaovad kõik andmed, kui neist just koopiat ei tehta füüsilisele kettale
• Voolukatkestuse puhul kaovad kõik failid, mis olid mälukettal

Vaata ka

• Mälu (arvuti)

Viited

1. Kind, Tobias. "RAMDISK Benchmarks" (PDF). University of California. Originaali (PDF) arhiivikoopia seisuga 16.05.2011. Vaadatud 22.04.2011.
2. http://judithcurry.com/2013/03/22/open-thread-weekend-12/#comment-305652
3. Duncan, Ray (1988). The MS-DOS Encyclopedia. Microsoft Press. Lk 907–909, 948–951. ISBN 1-55615-049-0.
4. "Arhiivikoopia". Originaali arhiivikoopia seisuga 3. detsember 2013. Vaadatud 28. novembril 2013.
5. Homepage of Jens Scheffler (30. juuni 2012). "How to use full 4GB RAM in Windows 7 32 Bit (Gavotte RAMDisk in Windows 7)". Jensscheffler.de. Vaadatud 17.11.2013.
6. "Arainia Solutions website". Arainia.com. Vaadatud 17.11.2013.
7. "ImDisk VDD website". Ltr-data.se. Vaadatud 17.11.2013.
8. "AMD Radeon RAMdisk Web page". Radeonmemory.com. Originaali arhiivikoopia seisuga 1.11.2013. Vaadatud 17.11.2013.
9. Press Release. "Super Talent USB 3.0 Express DRAMDisk Now Available". techPowerUp. Vaadatud 17.11.2013.
10. "Official Dataram RAMDisk webpage". Memory.dataram.com. Vaadatud 17.11.2013.
11. "Official Dimmdrive webpage". Dimmdrive.com. Originaali arhiivikoopia seisuga 12.11.2013. Vaadatud 17.11.2013.
12. QSoft RAMDisk becomes. "WinRamTech". Originaali arhiivikoopia seisuga 5. oktoober 2013. Vaadatud 28. novembril 2013.
13. "SoftPerfect RAM Disk". Softperfect.com.
14. "RamDisk – Microsoft Certified Software". Superspeed.com. 15. oktoober 2013. Vaadatud 17.11.2013.
15. "RapidDisk Project Website".
16. "Playing with RAM disks on OpenSolaris 2009.06". Petroskoutoupis blog. 22. juuli 2009. Originaali arhiivikoopia seisuga 7. november 2012. Vaadatud 28. novembril 2013.