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L’architecture Enterprise Memory Architecture

Tech - Par iTPro - Publié le 24 juin 2010
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DataCenter supporte jusqu'à  64 Go de mémoire physique, contre 8 Go pour Windows 2000 Advanced Server. Windows 2000 (tout comme NT) est un système d'exploitation 32 bits, ses process ont donc accès à  un espace d'adressage uniforme de 4 Go (232). Ainsi donc, comment DataCenter et Windows 2000 Advanced Server

peuvent-ils bénéficier
de plus de mémoire ? L’architecture EMA (Enterprise Memory Architecture) de Windows
2000 propose deux moyens d’exploiter les quantités de mémoire plus importantes
supportées par la famille de serveurs Windows 2000 : 4GT (4GB RAM Tuning) de Microsoft
et PAE (Physical Address Extension) d’Intel. Les applications tirant parti des
technologies EMA monteront mieux en charge que les autres et, selon la manière
dont elles utiliseront EMA, certaines nécessiteront des modifications.

4GT (4GB RAM Tuning). Avec 4GT de Microsoft (qui existe depuis
NTS/E), le système d’exploitation alloue généralement à  chaque process 4 Go de
mémoire virtuelle; soit 2 Go pour l’application et 2 Go pour le système. Comme
les process n’utilisent pas la totalité des 2 Go de leur espace d’adressage système,
Microsoft a créé 4GT pour augmenter la mémoire virtuelle de l’application, qui
passe de 2 à  3 Go, et réduire l’espace mémoire virtuelle du système, qui passe
de 2 à  1 Go, sans ajouter de nouvelles API. Les applications écrites pour tirer
parti de cette mémoire supplémentaire, telles que Microsoft SQL Server, peuvent
exploiter 4GT pour de meilleures performances.
Pour activer la fonction 4GT au démarrage de DataCenter, il faut ajouter /3Go
au chemin ARC (Advanced RISC Computing) dans le fichier boot.ini du système :

multi(à˜)disk(à˜)rdisk(à˜)
partition(1)\WIN2K= »Microsoft
Windows 2à˜à˜à˜ DataCenter Server »
/basevideo /3GB

Pour utiliser 4GT avec une application, il faut définir le bit IMAGE_FILE_LARGE_ADDRESS_AWARE
dans l’en-tête du fichier exécutable de l’application. Ce bit peut se définir
avec le commutateur éditeur de liens /LARGEADDRESSAWARE ou avec l’utilitaire Imagecfg
comme ci-dessous :

Imagecfg -l .exe

Pour en savoir plus sur l’utilisation de 4GT, voir l’article de Microsoft  » Information
on Application Use of 4GT RAM Tuning  » (http://support.microsoft.com/support/kb/articles/q171/7/93.asp).

Dans Windows 2000, 4GT ne se trouve que dans Windows 2000 Advanced Server et DataCenter.
Ce dernier ignore automatiquement la mémoire au-dessus de 16 Go lorsque 4GT est
activé, car les systèmes utilisant la mémoire au-dessus de 16 Go ont besoin de
2 Go d’espace d’adressage virtuel pour contenir toutes les entrées de tables de
pages nécessaires. L’administrateur qui active 4GT décide donc de ne pas utiliser
la mémoire au-dessus de 16 Go, même si elle est présente dans le système.

PAE. La deuxième technologie EMA, PAE d’Intel, est une nouveauté
apparue avec Windows 2000, qui permet d’accéder à  64 Go de mémoire dans DataCenter
(8 Go dans Windows 2000 Advanced Server). Jusqu’ici, les processeurs Intel 32
bits ne pouvaient adresser que 4 Go de mémoire. Mais Intel a étendu la capacité
d’adressage de ses processeurs PAE à  64 Go (36 bits). PAE exige un processeur
Pentium Pro x86 ou mieux, plus de 4 Go de RAM système et un chipset compatible
450NX ou version ultérieure. Vérifiez auprès de votre revendeur que votre matériel
est compatible et testé avec PAE.

Microsoft a modifié Windows 2000 pour supporter PAE en natif dans le noyau. Vous
pensez par conséquent ne plus avoir besoin de modifier le système d’exploitation
ou les applications pour tirer parti des avantages de PAE. En fait c’est le cas,
mais jusqu’à  un certain point seulement. Car un système Windows 2000 Advanced
Server ou DataCenter supporte la mémoire PAE au-dessus de 4 Go jusqu’au niveau
du système d’exploitation sans modification des applications, à  condition d’exécuter
plusieurs applications ne nécessitant pas plus de 4 Go de mémoire chacune. La
partie gauche de la Figure 1 montre cette approche de l’utilisation de PAE.

Dans ce scénario, chaque application s’exécute sans modification dans son espace
d’adressage virtuel normal de 4 Go (avec 2 go pour l’application et 2 Go pour
le système). DataCenter sert de plate-forme de consolidation, en empilant plus
d’applications tournant simultanément, que Windows 2000 jusqu’ici. Cette approche
PAE réduit, en outre, considérablement les opérations de pagination, car la mémoire
cache du système dispose de davantage de mémoire. Les applications ne doivent
pas être modifiées, puisque c’est le noyau de Windows 2000 qui gère l’emplacement
physique en mémoire des 4 Go d’espace d’adressage virtuel de chaque application.
Il faut toutefois absolument ajouter le paramètre /PAE au chemin ARC dans boot.ini
comme ci-dessous :

multi(à˜)disk(à˜)rdisk(à˜)
partition(1)\WIN2K= »Microsoft
Windows 2à˜à˜à˜ DataCenter Server »
/PAE /basevideo

Un deuxième mode d’utilisation de PAE permet de modifier une application pour
lui faire utiliser plus de 4 Go de mémoire. Les AWE (Address Windowing Extensions)
représentent un petit jeu de nouvelles API dans Windows 2000 permettant aux développeurs
de profiter de grandes quantités de mémoire dans leurs applications. Il suffit
d’allouer une  » fenêtre  » de mémoire à  l’intérieur des 4 Go d’espace d’adressage
virtuel d’un processus applicatif, ainsi qu’une quantité de mémoire physique,
et l’application pourra ainsi, si nécessaire, accéder à  la mémoire grâce à  la
fenêtre de l’espace d’adressage virtuel du process.

Théoriquement, l’application pourrait allouer toute la mémoire résidant sur le
système (jusqu’à  environ 62 Go sur un système DataCenter). Les performances ne
posent pas de problème, puisque c’est le matériel du processeur qui gère la fenêtre
de la mémoire. Le système d’exploitation ne gaspille pas de cycles inutiles pour
le mapping de la mémoire dans la fenêtre. Les applications AWE peuvent supporter
de plus grandes structures de données en mémoire, de plus grandes mémoires caches,
ainsi que de plus grandes bases de données en mémoire – et le tout concourt à 
accroître les capacités de montée en charge et les performances de Windows 2000.
La partie droite de la Figure 1 illustre cette approche.

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