Zram、Zcache、およびZswap：どれがあなたに最適ですか？

Linuxを使用している場合は、新しいメモリモジュールを購入しなくても、使用可能なRAMを増やすことができます。 Zram、zswap、およびzcacheを使用すると、PC RAMの内容を圧縮して、実際に拡張することができます。しかし、どちらを使用する必要がありますか？どちらがいいですか？読んで調べてください。

RAM圧縮の利点

ソニーとマイクロソフトによる次世代コンソールについてのプレゼンテーションを見たなら、両社がストレージの速度について大騒ぎしていることに気づいたかもしれません。それにはすべて理由があります。最新のハイエンドPCでも、ストレージが最も影響力のあるボトルネックです。

ここに表示されるソリューションの最終的な目標は、コンピューターのRAMと低速のストレージシステムの間で交換されるデータの量を最小限に抑えることです。これは、後で説明するように、差別化要因であるため、覚えておくことが重要です。

ZRam

Zramは、今日のLinuxで最も簡単なRAM圧縮ソリューションです。以前はcompcacheと呼ばれていましたが、コンピューターのRAMに1つ（または複数）のデバイスを追加することで、Linuxの複数のスワップデバイスのサポートを利用しています。

Zramは、3つのストレージスペースの階層を作成することによって機能します。 RAM内に新しい圧縮スワップボリュームを作成します。つまり、RAMとストレージデバイスの間に階層的に配置されます。次に、RAMがデータでいっぱいになると、余分な部分を圧縮スワップに移動します。それもいっぱいになると、zramはストレージドライブのスワップパーティションへのデータの移動を開始します。

この新しいスワップデバイスには、PCの低速の実際のストレージにあるデバイスよりも高い優先度が割り当てられ、それらの前に使用されます。また、LZ4やLZOなどの複数の圧縮アルゴリズムの1つに依存して、このスワップデバイスにできるだけ多くのデータを詰め込みます。

最新のプロセッサは、RAMに保存されているデータを、SSDまたはHDDドライブに書き込んだり、SSDまたはHDDドライブから読み取ったりするよりも速く圧縮および解凍できるようになり、コンピュータのパフォーマンスへの影響はごくわずかです。

zramはそれ自体で動作し、他のスワップデバイスを必要としないことは注目に値します。したがって、実際のストレージでバックアップする必要がないため、たとえば、組み込みシステムやライブCDで使用できます。

ZSwap

Zswapはzramよりも複雑です。交差する場所にスマート圧縮を追加することで、コンピューターのRAMと低速のストレージデバイス間の関係を改善します。

zswapを使用すると、コンピューターのストレージデバイスにすでに存在する圧縮RAMとスワップボリュームは、インテリジェントストレージシステムのノードとして扱われます。 Zswapも、コンピューターのRAMの一部を占有しますが、RAMの残りの部分に収まらないものをすべて盲目的に移動してから、圧縮しようとはしません。代わりに、最初に実際のRAMに収まらないものをすべて圧縮します。データが圧縮されている場合、zswapはそれをRAMに保管します。そうでない場合は、既存のスワップに保存します。

このように、zswapは、たとえば、非圧縮性データで使用するRAMを占有しないため、使用可能なRAMとスワップスペースをより有効に活用します。

zswapは既存のスワップに依存しているため、すべてのPC、特にRAMが4GB未満のPCへのLinuxインストールに適しています。

Zcache

Zcacheはtmem（「トランセンデントメモリ」）システムと連携して動作し、Linuxカーネルに現在使用されていないデータを保存するためのより用途の広い方法を提供します。

Zcacheは、現在使用されていないデータを圧縮するメモリ管理の透過的なレイヤーをカーネルに追加します。 zcacheを使用してデータのすべてのバイトを管理する必要があるのとは異なり、Linuxカーネルはtmemのインターフェースを介してデータのページ全体を「プール」に格納できます。次に、zcacheバックエンドはこれらのデータグループを圧縮します。

zswapと同様に、zcacheは圧縮されたデータのみをRAMに保持し、圧縮されていないページを実際のスワップにプッシュするため、両方を最大限に活用します。

どちらが良いですか？

理論的には、zcacheは最高のソリューションを提供します。ただし、実用性も重要であるため、それが進むべき道であるという意味ではありません。その高度な機能にもかかわらず、zcacheは広くサポートされていません。その開発は停滞しており、バージョン3.11でLinuxカーネルから削除されました。今日それを使用するには、フープを飛び越える必要があり、結果はおそらくzswapを使用した場合よりもはるかに良くなることはありません。

一方、zramは、RAMに格納され、スワップスペースとして使用される仮想ボリュームにすぎないため、より制限されています。これはRAMに固定されたシステムに役立ちますが、基本的にはポイントAから物事を盲目的に取得し、実際に何であるかを気にせずにポイントBに移動してからポイントCに移動することで機能します。

これにより、ディストリビューションに関係なく、ほとんどのLinuxユーザーにとってzswapがより適切な選択肢になります。これを利用する方法については、zswapのガイドをご覧ください。