Intern och extern minnesfragmentering – vad betyder det?

Introduktion

Minnesfragmentering uppstår när ett system har minne som tekniskt sett är ledigt men som datorn inte kan använda. Minneshanteraren, som tilldelar minne till olika uppgifter, delar upp och allokerar minnesblock efter behov. När data raderas frigörs fler block som sedan återförs till poolen av tillgängligt minne. Om hanterarens handlingar eller återställningen av tidigare använda minnessegment leder till block eller ens byte som är för små eller för isolerade för att kunna användas, har fragmentering inträffat. Fragmentering kan ta upp en betydande del av en dators fria minne och är ofta orsaken till frustrerande “out of memory”‑felmeddelanden.

Intern fragmentering

Intern fragmentering uppstår när minnesallokatorn lämnar extra tomt utrymme inuti ett block som har allokerats för en klient. Detta händer oftast eftersom processorn kräver att minnet delas in i block av vissa storlekar – till exempel måste block delas i jämna delar av fyra, åtta eller sextton byte. Om en klient behöver 57 byte kan den tilldelas ett block på 60 eller 64 byte. De överskjutande bytena blir förlorade, och över tid kan dessa små, oanvända bitar samlas och skapa stora mängder minne som inte kan utnyttjas. Eftersom de oanvända bytena ligger inuti större block klassificeras fragmenteringen som intern.

Extern fragmentering

Extern fragmentering inträffar när minnesallokatorn lämnar kvar oanvända minnesblock mellan allokerade block. Tänk dig att flera block allokeras i rad, men ett mittblock frigörs när processen slutar köra. Det frigjorda blocket blir fragmenterat – det är fortfarande tillgängligt för allokering om ett minne av lämplig storlek behövs, men det kan inte användas för större minnesbehov eftersom det krävs sammanhängande minne för att kunna tilldelas. Så små mängder fri minne isoleras ofta från resten och blir för små för meningsfull användning, vilket minskar den totala mängden ledigt minne över tid.

Vad betyder fragmentering för system?

Fragmentering blir ett problem eftersom den ackumuleras över tid, vilket resulterar i små, oanvändbara minnesblock och begränsar tillgänglig fri minne. I kort sikt kan fragmentering göra systemet långsamt och trögt; på lång sikt kan det förkorta en dators eller servers livslängd med upp till 30 %. Intern fragmentering är mer förutsägbar än extern, eftersom den förlorade platsen fastställs av allokatorns parametrar. Den totala mängden minne som går förlorat till intern fragmentering är ofta mindre än vad som försvinner på grund av extern fragmentering, även om den kan ackumuleras gradvis. Extern fragmentering är svårare att förutsäga eftersom processer startar och stoppar regelbundet, vilket gör att minnesblock frigörs i en annan ordning än de allokerades.

Bekämpa fragmentering för bättre prestanda

Det enda effektiva sättet att optimera RAM är att starta om systemet, vilket rensar mycket av minnet som används av långvariga program och ger en ny start för allokeringen. Verktyg som påstår sig defragmentera RAM är vilseledande, eftersom den virtuella minneshanteraren i moderna datorer ständigt optimerar RAM‑användningen. För hårddisken kan dock en viss defragmentering vara nödvändig. På Windows Vista och senare versioner defragmenteras hårddisken automatiskt periodiskt. Om du märker avskymning i prestandan kan du manuellt starta processen via “Start” → “Alla program” → “Tillbehör” → “Systemverktyg” → “Diskdefragmentering” och klicka på “Defragmentera nu”. Processen kan ta från några minuter till flera timmar beroende på hur fragmenterad disken är, men du kan fortsätta använda datorn medan den körs. På Mac‑datorer är defragmentering inte nödvändig, eftersom macOS optimerar diskutrymme automatiskt när filer skrivs. Linux‑system kräver heller ingen regelbunden defragmentering eftersom de allokerar minne i en icke‑kontinuerlig layout, vilket ger filerna utrymme att växa. Användare av Linux som upplever minskad prestanda bör överväga att utöka hårddiskens storlek. Slutligen bör du aldrig defragmentera ett SSD‑lager (t.ex. en USB‑enhet), eftersom defragmentering faktiskt kan förkorta SSD:ns livslängd.

Frågor och svar

Vad är skillnaden mellan intern och extern fragmentering?
Intern fragmentering uppstår inuti ett allokerat block där onödigt utrymme lämnas; extern fragmentering uppstår mellan allokerade block där frisläppta minnesutrymmen blir isolerade.