RAM drive

RAM drive, RAM disk (диск в памяти), электронный диск — компьютерная технология, позволяющая хранить данные в быстродействующей оперативной памяти как на блочном устройстве (диске). Может быть реализована как программно, так и аппаратно.

Программная реализация

В большинстве случаев программа, реализующая RAM drive, составляет часть операционной системы, однако в ряде случаев это программа стороннего производителя.

Достоинства и недостатки

Основные достоинства:

• Крайне высокая скорость чтения (измеряется гигабайтами в секунду);
• Крайне высокая скорость IOPS (операций ввода-вывода в секунду). Некоторые образцы оперативной памяти типа DDR3 позволяют достигать более 1 000 000 IOPS. Для сравнения IOPS современных жестких дисков составляет 20-300. IOPS NAND SSD накопителей 700-100 000.
• Отсутствие задержек при произвольном доступе;
• Реализация без использования дополнительных аппаратных компонентов;
• Цена за гигабайт сопоставима с ценой за гигабайт NAND SSD накопителя;

Основные недостатки:

• Потребление крайне ценного ресурса (оперативной памяти);
• Малые ёмкости (при наличии на рынке жёстких дисков в 500—4000Гб, модули оперативной памяти исчисляются гигабайтами);
• Потеря содержимого при отключении подачи напряжения (решается сохранением содержимого на диске при выключении, однако риск потери информации из-за внештатного отключения питания всё равно существует);

Примеры реализаций

MS-DOS

• RAMDRIVE.SYS — драйвер операционной системы
• COMBI.SYS — драйвер, созданный для реализации максимально эффективного использования памяти, задействованной для электронного диска. Свободное пространство электронного диска, созданного этой программой, использовалось как кэш для жёсткого диска.

Windows

• SoftPerfect RAM Disk — Бесплатный продукт с поддержкой Windows XP, 2003, 2008, Vista, 7, 8. Поддержка 32-х и 64-битных версий.
• Gavotte Ramdisk with GUI — бесплатная реализация без ограничений на размер диска. Для Windows 2000, XP, Vista. x86
• AR RAM Disk — от AR Soft для Windows NT, Windows 2000, Windows XP
• Free RAMDisk — от QSoft для Windows 2000, XP, Server 2003, Vista, Seven, Server 2008, включая 64-битные версии
• RAMDisk — от Dataram для Windows 9x, 2000, XP, Vista, Seven, Server 2000, 2003, 2008. Поддержка 32-х и 64-битных версий.
• RAMDisk Plus — от SuperSpeed для Windows XP, Vista, Seven, Server 2000, 2003, 2008. 32 и 64-битные версии (особенностью является возможность создания диска в неиспользуемой памяти 32-битных версий Windows — в большинстве случаев, начиная с 3.25гб)
• ImDisk Virtual Disk Driver — от Олофа Лагерквиста для Windows NT, 2000, XP, Vista, Seven, Server 2000, 2003, 2008. 32 и 64-битные версии c открытым исходным кодом.
• «Пример драйвера Ramdisk.sys для Windows 2000» от компании Microsoft

Linux

Linux реализует три вида ram-disk'ов:

• Специализированный архив в формате cpio для размещения модулей для начальной загрузки (initrd)
• Файловая система, размещающаяся в памяти tmpfs (используется чаще всего для хранения временных данных, сохранение которых не актуально между перезагрузками и к которым нужен быстрый доступ)
• Блочный ramdisk (модуль brd), позволяющий создавать блочные устройства (вида /dev/ram0).

FreeBSD

• Поддержка RAM-диска встроена в базовую систему, реализуется драйвером md(4), настраивается программой mdconfig(8).

Аппаратная реализация

Достоинства и недостатки

Основные достоинства:

• Крайне высокая скорость чтения (измеряется десятками гигабайт в секунду);
• Крайне высокая скорость IOPS (операций ввода-вывода в секунду). IOPS DRAM накопителя æonDrive составляет 540 000. Для сравнения IOPS современных жестких дисков составляет 20-300. IOPS NAND SSD накопителей 700-100 000.
• Отсутствие задержек при произвольном доступе;
• Большая средняя наработка на отказ;
• Цена за гигабайт сопоставима с ценой за гигабайт NAND SSD накопителя;
• Неограниченное число циклов перезаписи в отличие от технологии NAND SSD;
• Отсутствие подвижных элементов и соответственно их шума и износа, в отличие от жестких дисков;

Основные недостатки:

• Малые ёмкости, в среднем в пределах 64 гигабайт;
• Потеря содержимого при длительном отключении питания (на период полной разрядки аккумулятора, обычно несколько суток);

Существуют специальные платы расширения либо со встроенным ОЗУ, либо принимающие модули памяти SIMM и DIMM. Некоторые модели снабжаются батареей для поддержки данных при выключенном питании компьютера. Наиболее известные продукты на рынке OCZ æonDrive (aeonDrive)^[1], Gigabyte i-RAM^[2] и SSD DDRdrive X1^[3]. æonDrive представлен в 32 и 64 гигабайтовых исполнениях (чипы памяти интегрированы в плату), Gigabyte i-RAM и SSD DDRdrive X1 имеют слоты для подключения стандартных планок оперативной памяти. æonDrive и i-RAM снабжены аккумулятором, способным поддерживать информацию при выключенном компьютере от 24 часов.

Примечания

1. ↑ OCZ æonDrive — твердотельный накопитель с неограниченным числом циклов перезаписи
2. ↑ Gigabyte’s i-RAM storage device. RAM disk without the fuss
3. ↑ SSD DDRdrive X1 — твердотельный накопитель объединяющий чипы памяти DRAM и NAND (по 4 Гб того и другого)

Ссылки

1. Сравнение программ для создания RAM-диска (Ramdisk) (рус.). — Статья pc-hard.ru, 2011
2. Описание RAM дисков и обзор программ (рус.)