虚拟内存真的一直有用吗？答案

【问题标题】：Is Virtual memory really useful all the time?虚拟内存真的一直有用吗？
【发布时间】：2011-10-10 13:56:41
【问题描述】：

虚拟内存是现代操作系统当前使用的一个很好的概念。但是我被困在回答一个问题并且对此不太确定。问题来了：

假设一台机器上只有几个应用程序运行，这样系统的物理内存大于所有系统所需的内存应用程序。为了支持虚拟内存，操作系统需要做很多工作。因此，如果运行的应用程序都装在物理内存中，是虚拟内存真的需要吗？

（此外，一起运行的应用程序将始终适合 RAM。）

【问题讨论】：

【解决方案1】：

即使所有应用程序的内存使用量适合物理内存，虚拟内存仍然有用。 VM 可以提供以下功能：

【讨论】：

+1 Nayuki 的好答案。我正在寻找有关此类事情的更多详细信息。
恐怕我无法提供任何细节，因为您需要了解虚拟内存的工作原理才能了解它为什么可以提供这些功能。
这是一个小优势，但我认为值得一提。当 DLL 被加载到 RAM 中时，虚拟内存管理器可以检测到同一个 DLL 被多次加载，它使进程共享相同的物理 RAM。所以我们的现代操作系统分配的内存更少。

【解决方案2】：

虽然在这种情况下并非绝对需要，但虚拟内存不仅仅是提供比物理可用内存“更多”的内存（交换）。例如，它有助于避免内存碎片（从应用程序的角度来看），并且根据动态/共享库的实现方式，它可以帮助避免重定位（重定位是当动态链接器需要调整库或可执行文件中的指针时）刚刚加载）。

【讨论】：

【解决方案3】：

还有几点需要考虑：

虚拟内存降低了这些错误的严重性。

【讨论】：

【解决方案4】：

其他回复列出了虚拟内存有用的正当理由，但我想更直接地回答这个问题：不，虚拟内存在您描述的情况下不需要并且不使用虚拟在这种情况下，内存可能是正确的权衡。

Seymour Cray 提出“虚拟内存导致虚拟性能。”并且大多数（全部？）克雷向量机缺乏虚拟记忆。这通常会导致流程级别的更高性能（不需要翻译，进程在 RAM 中是连续的）但可以导致降低系统级别的资源使用率（操作系统无法利用 RAM 完全，因为它在进程级别上变得碎片化）。

因此，如果系统以最大性能为目标（而不是最大资源利用率）跳过虚拟内存是有意义的。

当您遇到严重的性能（和稳定性）问题时当用户在现代基于 Unix 的 HPC 集群节点上经常看到超额认购 RAM 并且系统开始分页到磁盘，有一个对过程开始的 Cray 模型有一定的同情心并以最高性能运行，或者根本不启动。

【讨论】：