Optimiser le fichier Swap

1 Pourquoi optimiser le fichier Swap ?
Un fichier Swap (ou mémoire virtuelle) est important car souvent, les programmes que nous utilisons requièrent plus de mémoire RAM que nous n’en disposons. Ainsi au lieu de nous retourner un message d’erreur et de refuser de marcher, le programme peut utiliser le Swap comme mémoire supplémentaire et ceci parce que le fichier Swap fonctionne comme de la pseudo mémoire RAM en utilisant de l’espace sur le disque dur pour stocker les données qui idéalement devraient être stockées dans la RAM.
Utiliser un Swap peut maintenant sembler comme une façon réellement bon marché pour faire marcher les applications très consommatrices de mémoire, sans la nécessité d’acheter celle ci. Cependant même les plus rapides des disques durs sont largement plus lents que la plus lente des RAM. Si vous comparez un disque dur SCSI 10 000 trs/min, avec de la SDRAM PC100, celui-ci est pour le moins 80 fois plus lent. Ainsi le fichier Swap est seulement une solution bouche-trou au manque de mémoire RAM. Comme nous ne pouvons faire l’acquisition de toute la mémoire nécessaire, le swap nous permet de faire tourner ces programmes avides de mémoire. Comme nous le verrons par la suite, " plus " n’est pas synonyme de meilleur : plus d’espace sur le Swap ne vous permettra que de faire tourner plus de programmes à la fois. Cela n’accélérera pas votre système. Ce que nous pouvons c’est optimiser ce fichier Swap afin que lors de son emploi, la dégradation des performances du système soit minimisée.

2-Comment optimiser le fichier Swap ?
Ils y a plusieurs théories concurrentes pour optimiser le Swap. Les plus importantes de ces
options sont les suivantes :

• faire un fichier Swap permanent
  
• déplacer le Swap sur les pistes externes du disque dur
  
• créer un volumineux fichier Swap
  
• déplacer le Swap sur une partition différente du même disque dur
  
• déplacer le Swap sur un disque dur différent.
  

Nous examinerons toutes ces méthodes et regarderons celles qui marchent et celles qui échouent.

3-Réaliser un fichier Swap permanent :
Si nous revenons au bon vieux temps du DOS 6.22 et du Windows 3.1, chacun savait que créer un fichier Swap permanent et contigu était la clef de performances optimales du Swap. Ceci reposait sur le fait que si le fichier Swap est permanent et contigu, les têtes du disque dur ne nécessiteront pas de longues recherches. Si le Swap est laissé temporaire, celui-ci se recréé à chaque redémarrage du Windows 3.1, celui-ci se plaçant à la fin du disque dur et se fragmentant. Cela signifie que chaque fois que l’on lit et écrit sur le Swap, les têtes du disque dur doivent rechercher sur toute la surface du disque pour réaliser ces opérations. Ainsi cela dégrade les performances du fichier Swap.
Avec Windows 95/98, Microsoft encourage l’utilisation du système de mémoire virtuelle dynamique. Cette nouvelle méthode cependant crée et adapte la taille du Swap uniquement aux besoins du système Windows 95/98. Si plus de mémoire est nécessaire, la taille du Swap augmente et s’il y a toujours beaucoup de mémoire RAM libre, alors théoriquement la taille du Swap diminue. Microsoft revendique que son système de mémoire virtuelle dynamique, utilise les clusters les plus proches pour son Swap et alors il se crée un Swap fragmenté. En prime aucune portion du disque dur ne serait embouteillée par un fichier Swap permanent. Cependant un fichier permanent et contigu est toujours plus rapide. Cela élimine la nécessité pour les têtes du disque dur de rechercher sur toute la surface des plateaux l’accès au fichier Swap.

Examinez ces deux images :

Ceci montre un Swap dynamique (en brun)

Ceci montre un Swap permanent (en brun)

Observez comment un Swap continu et permanent diffère d’une solution dynamique. Au lieu de chercher et lire sur une surface bien déterminée dans le cas du Swap permanent, les têtes du disque dur doivent rechercher sur toute la surface des plateaux pour accéder aux clusters alloués au Swap dynamique. Comme modélisation du résultat nous pouvons proposer ceci :

Dynamique : <recherche> <lecture> <recherche>
<lecture> <lecture> <recherche> <lecture>.

Permanent :
<recherche> <lecture> <lecture> <lecture> <lecture> <recherche>
lecture> <lecture> <lecture> <lecture>.

Bien sur la durée nécessaire pour réaliser une recherche est différente de la durée pour lire un bloc de données sur un Swap. Si le nombre de sessions de recherche peut être réduit lors de l’accès au Swap, plus de données peuvent être lues en moins de temps. C’est le but recherché derrière le sacrifice d’un certain espace du disque dur réservé à un Swap permanent.

4-Est-ce dangereux d’écrire et ré-écrire sur la même surface du disque?
Créant un Swap permanent cela signifie aussi qu’une surface particulière du disque dur sera écrite et réécrite au cours du temps. Comparé à d’autres aires du disque dur, l’espace alloué au fichier Swap sera très souvent écrit, effacé et remplacé par de nouvelles données. Certains utilisateurs se sont inquiétés de ce fait : est ce que ces surfaces des plateaux ne se trouventelles pas abîmées comme les cassettes magnétiques ou les disquettes après un usage intensif ?

Autant que nous sachions, les têtes du disque dur se déplacent au dessus des plateaux. Ainsi il n’y a pas de friction entre les têtes et les plateaux. En fait, à la haute vitesse à laquelle les plateaux tournent, tout contact entre les têtes et les plateaux serait catastrophique. Quand cela arrive le disque est bon à mettre à la poubelle.

Ainsi, ici la friction mécanique n’est pas d’actualité. Quels sont les effets sur les propriétés magnétiques du media durant les processus d’écriture ? Est-ce que les propriétés magnétiques se dégradent après un trop grand nombre de changements d’états ?

Est-ce que la création d’un fichier Swap permanent abîme le disque à long terme et réduit ainsi son temps moyen avant panne ? (MTBF :Mean Time Before Failure). Voici les réponses que donnent à ces questions les techniciens experts de Seagate et d’Ibm :

Seagate :
Cela ne devrait abîmer le disque dur d’aucune manière. Comme vous le savez, les têtes sont suspendues au dessus des plateaux comme sur un coussin d’air, ainsi il n’y a aucun contact direct avec le media. Ainsi le fait d’enregistrer et de re-enregistrer sur les mêmes pistes ne pose aucun problème. Ainsi pour écrire sur le disque les données il suffit de déplacer les surfaces magnétisées de l’une à l’autre et il n’y a aucune détérioration .

Ibm :
Rappelez vous, les têtes " volent " au dessus des plateaux. Le media n’est soumis qu’à la chaleur et au dommage physiques lorsque les disques sont cognés pendant leur fonctionnement. Les performances sont les meilleures sur les pistes externes du disque, ainsi tous les accès sur ces pistes bénéficient des meilleures performances. L’écriture et la reécriture des données sur le disque sont bénéfiques car elles remagnetisent (rafraîchissent) la surface. Ce mode de Swap permanent n’affecte pas le MTBF (temps moyen avant panne).

5-Est-ce bon d’ecrire et re-ecrire sur la même région du disque dur ?
Ainsi qu’écrit précédemment le signal porté par le media s’affaiblit avec le temps et le fait de re-écrire rafraîchit celui-ci. Créer un fichier Swap n’abîme pas votre disque dur, c’est même plutôt favorable pour vos données. Donc allons y, créons un Swap permanent.

6-Comment créer un fichier Swap permanent ?
Microsoft nous donne la possibilité de créer sans douleur un fichier Swap permanent, mais cette option est peu indiquée dans les instructions du systéme, mais ne vous inquiétez pas l’objet d’un tel article est de vous guider pas à pas dans cette création. Commencez par ouvrir les " Propriétés système " dans le panneau de configuration. Une fois dans les propriétés systèmes ouvrez l’onglet " Performance " et vous verrez le tableau suivant :

Cliquez dans l’angle inférieur droit sur le bouton " mémoire virtuelle " et vous verrez l’écran
suivant :

Par défaut l’option " Laissez Windows gérer les paramètres de mémoire virtuelle (recommandé) " Ignorez cette recommandation et sélectionnez " Permettre de spécifier mes propres paramètres de mémoire virtuelle ". alors vous pouvez choisir sur quel disque dur vous aimeriez placer le fichier Swap. Ensuite vous devez spécifier la taille minimum et maximum du fichier Swap. Pour créer un Swap permanent les deux valeurs doivent être les mêmes.

Naturellement vous devez décider de la taille du fichier Swap Nous en discuterons plus tard dans cet article, mais pour l’instant nous utiliserons une valeur arbitraire de 150 Mb. Une fois les deux valeurs spécifiées et identiques cliquez sur " OK " et ensuite laissez Windows rebooter le système. Alors un Swap permanent sera ainsi créé sur votre disque dur.

7-Déplacez le Swap en périphérie du disque dur :
Cette méthode est toujours appliquée en conjonction avec la création d’un Swap permanent. Ceci s’explique simplement par le fait que les nouveaux utilitaires de défragmentation comme Norton Utilities ne déplace jamais à la périphérie du disque dur le fichier Swap si celui-ci est dynamique. Déplacer le Swap sur les pistes périphériques du disque est une façon d’augmenter de façon importante les performances du Swap. Nous allons voir comment tout cela fonctionne :
Regardez ce tableau :

Celui-ci montre clairement que le taux de transfert d’un disque dur est plus rapide sur les pistes externes et plus lent sur les pistes internes. Dans ce cas, le taux de transfert sur les pistes internes, n’est que la moitié de celui des pistes externes. Sur la plupart des disques durs, la densité de données par unité de surface est identique et la vitesse de rotation également. Mais la vitesse linéaire en chaque point des plateaux n’est pas constante. Ainsi, le taux de transfert et donc les performances du fichier Swap dépendent d’ou il est situé sur le disque dur.

Le temps pris par les têtes du disque dur pour lire du point A au point B est exactement le même temps que celui pris par les têtes pour lire du point C au pont D. Mais comme la densité de données par unité de surface est la même, donc plus de données peuvent être lues sur les pistes externes comparé aux pistes internes pendant le même temps.

Donc, maintenant qu’il est démontré que les pistes externes sont les surfaces les plus rapides, nous pouvons utiliser cet avantage quand nous optimisons le Swap. En déplaçant le Swap sur les pistes externes nous lui augmentons sérieusement ses performances. Comme indiqué sur l’exemple précédant le taux de transfert sur les pistes externes est de 14Mb/s alors que les pistes médianes et internes atteignent respectivement 12 et 8Mb/s. ainsi en déplaçant le Swap des pistes centrales vers les pistes externes nous augmentons le taux de transfert du Swap d’au moins 17%.

8- Comment faire migrer le Swap vers les pistes externes ?
Tout d’abord vous devrez créer un fichier Swap permanent. Utilisez les étapes décrites plus haut. Une fois que vous avez un Swap permanent, ouvrez Norton Utilities et son utilitaire de défragmentation " Speed Disk ". Laissez lui scanner le disque et l’écran suivant apparaîtra :

Assurez vous que vous avez cliqué l’option " Optimisez le fichier Swap " et sélectionnez " Optimisation complète ". Alors cliquez sur " Démarrer " et laissez Norton Utilities déplacer le Swap vers les pistes externes (le haut de la carte du disque dans Speed Disk) et défragmentez votre disque.

Regardez la carte du disque dur après avoir effectué " Speed Disk ". Vous devriez voir le Swap ( en brun ) occuper le haut de la carte. Si vous observez que le Swap est à la fin des blocs, alors vous n’avez pas créé un fichier Swap permanent. Alors Norton Utilities ne peut pas le déplacer sur les pistes externes et alors l’expédie à la fin des blocs. Mais si votre Swap est au sommet de la carte, bravo votre Swap est placé sur les pistes externes et ceci boost ses performances.

Note : J’ai utilisé Norton Utilities comme exemple, cette méthode reste vraie pour Nuts & Bolts et d’autres utilitaires de défragmentation.

9-Voulez vous le faire gratuitement ?
Si vous ne disposez d’aucun utilitaire commercial de défragmentation qui puisse déplacer le Swap vers les pistes externes, Symantec offre une version d’évaluation gratuite pendant 30 jours. Ce programme de 37 Mb vous le trouverez sur le site Symantec ou sur certains CD-Rom distribués avec les magazine de la presse Micro. Comme vous n’avez besoin de déplacer le fichier permanent Swap sur les pistes externes qu’une seule fois, vous pouvez ensuite désinstaller cette version d’essai.

10-Pourquoi ne pas créer un volumineux fichier Swap ?
Comme les jeux et les applications utilisent souvent le Swap, certains utilisateurs pensent qu’une grande taille de Swap est synonyme de grandes performances, comme pour l’anatomie ;-). Mais au moins dans le premier cas ceci n’est pas vraie.

Que vous procure un fichier Swap de grande taille ? Cela vous autorise à utiliser un grand nombre d’applications simultanément. Par exemple si vous disposez d’un gros disque dur de 17Gb, que signifie de bon un Swap de 512MB ? Rien !

Tout d’abord, plus de mémoire ne signifie pas que l’on peut l’utiliser toute. Souvent lors de l’utilisation simultanée de nombreux programmes celle-ci est limitée par le système en particulier le GDI (graphic device interface). Vous dépasserez rapidement les ressources avant d’utiliser toute la mémoire virtuelle.

Ensuite, en utilisant un gros Swap vous mobilisez de façon permanente une surface du disque qui aurait pu être utilisée pour stocker vos données systèmes ou programmes à la périphérie du disque.
Regardez ces deux images :

Disque dur avec un Swap de 512Mb (brun)

Le premier a un gros Swap de 512Mb alors que le second a un plus petit fichier de 150Mb. Pour la majorité des systèmes, 150Mb de mémoire virtuelle est largement suffisant pour faire tourner simultanément 7 à 8 applications ou faire fonctionner un jeu 3D gros consommateur de mémoire. Tout espace en plus du Swap constitue juste de l’espace perdu.. L’espace gagné en utilisant un petit Swap est visible sous formes des blocs rouges sur la deuxième image. Ainsi vous pouvez parier d’ avoir des temps de chargement pour Windows et d’autres applications meilleurs si vous limitez la taille de votre Swap. Donc l’astuce est d’évaluer la taille maximum de Swap dont vous pourriez avoir besoin. Ainsi vous épargnerez le gaspillage de la surface du disque et installerez vos précieux fichiers systèmes et applications sur les pistes externes du disque…les plus rapides.

11-De combien de memoire virtuelle ai-je besoin?
Pour évaluer de combien d’espace Swap vous devez disposer il existe une méthode.

Rebootez votre système et chargez " Moniteur système " (c’est dans " Démarrer "/ " Programmes " / " Accessoires " / " outils Système ") et vous verrez cet écran :

Allez au menu édition et cliquez " Ajouter un élément " :

A l’écran suivant, sélectionnez la catégorie " Mémoire Cache Disque " et ajoutez " pages de la mémoire cache ". Cliquez sur OK et vous verrez l’écran suivant :

Maintenant vous pouvez surveiller en tache de fond la taille de votre fichier Swap. Retournez à vos jeux et applications et faite tourner simultanément le plus grand nombre de programmes que vous utilisez simultanément habituellement. Les jeux 3D avec une grande quantité de textures constituent un bon test. A chaque fois notez la plus haute valeur du Swap utilisée. Sélectionnez alors comme taille de Swap la plus grande valeur et ajoutez lui 50Mb ce qui semble une bonne marge de sécurité. Mon système, par exemple, disposant de 128Mb de SDRAM est épaulé par un Swap de 150Mb.

12-Deplacer le Swap vers une partition différente :
Une autre technique proposée par de nombreux bricoleurs est de déplacer le fichier Swap temporaire de la première partition (défaut) vers une partition différente dédiée. La raison derrière ceci est de réduire la fragmentation de la première partition et de s’assurer que le Swap restera contigu même s’il est toujours temporaire. Cette idée semble bonne car elle permet aux usagers d’un Swap temporaire de garder leur partition principale proche du Swap pour en augmenter la vitesse d’accès. Cependant beaucoup d’usagers de cette technique oublient de prendre en compte un certain nombre de choses.

13-Cylindres et partitions :
Avant toute chose, examinons les cylindres du disque dur. Un cylindre consiste en une même piste sur tous les plateaux du disque dur :

Le premier cylindre appelé par exemple 0 est de couleur vert brillant. C’est le cylindre le plus externe et il est formé de la première piste de tous les plateaux du disque dur. Donc ces groupes de pistes on un aspect cylindrique, d’ou le nom. Le cylindre n (en rouge) est le dernier cylindre du disque dur, ou n peut être n’importe quel nombre entier.

Les partitions sont ordonnées en utilisant les cylindres en totalité. La première démarre du cylindre 0 jusqu’au cylindre que vous avez spécifié. La partition suivante démarre au cylindre suivant, etc…. Si vous essayez d’attribuer une taille sur le disque qui tombe au milieu d’un cylindre, FDISK ou des applications similaires se débrouillera pour que la partition occupe tout le cylindre. Ainsi la première partition prendra toujours les premières pistes externes de chaque plateau. Ainsi la première partition sera la partition la plus rapide du disque dur, suivi par la seconde partition etc…

Donc si vous créez une seconde partition et placez le Swap dans celle ci, vous avez relégué le Swap sur une portion plus lente de votre disque dur !

14-Vous nécessitez plus d’arguments ?
En créant une partition dédiée au Swap vous fixez votre disque dur. Les usagers de FDISK seront incapables de changer la taille de la partition Swap quand ils le voudront. En fait ils auront besoin de supprimer au moins deux partitions pour en créer une plus grande. S’ils n’ont que deux partitions : une primaire et une secondaire pour le Swap, ils devront supprimer les deux partitions et en recréer deux nouvelles. Les utilisateurs d’un utilitaire spécial comme Partition Magic feront cette opération beaucoup plus facilement. Cependant en fin de compte cette méthode est contre-productive à cause de tous les troubles qu’elle occasionne

15-Plusieurs partitions constitue-t-il une sécurité ?
Certains utilisateurs invoquent une meilleur sécurité en utilisant un disque multi partitionné. Dans l’éventualité d’un crash du disque dur, d’une corruption du secteur de boot ou de la FAT, uniquement la première partition serait perdue, laissant les précieux datas sur les partitions suivantes. Mon expérience, quand on évoque ces terribles possibilités, c’est que toutes les partitions sont détruites. Et quand une tête de disque dur rencontre un plateau, je doute que celui-ci soit récupérable, d’autant que la première partition supporte également la table de partition.

16-Deplacer le Swap vers un disque dur différent ?
Certains bricoleurs évoquent le bénéfice de déplacer le Swap sur un second disque dur : ceci repose sur la théorie que le système sera capable d’accéder simultanément au Swap sur le second disque et aux données sur le premier, augmentant ainsi les performances. Cela marche-t-il ? Oui grace aux nouveaux contrôleurs UDMA qui peuvent prendre en charge plusieurs disques durs IDE sur la même nappe.

17-Conclusion
Optimiser le Swap n’est pas une chose compliquée. Les pages précédentes ont tenté d’évaluer le pour et le contre des différentes solutions. Créer un fichier Swap permanent après en avoir évalué la taille adaptée à vos besoins et l’installer à la périphérie du disque dur reste la meilleure méthode.