Por que eu devo ler este artigo:Este artigo descreve o gerenciamento de memória do Windows e como isso afeta o banco de dados SQL Server. Memória, CPU e Disco são recursos de máxima importância em um sistema, no entanto problemas no recurso de memória podem causar tanto a saturação do disco quanto da CPU.

O objetivo deste artigo é apresentar o gerenciamento de memória do SQL Server e como ele é afetado pelo gerenciamento do Windows, e ainda como analisar e compreender problemas gerados pela configuração incorreta de memória dentro do SQL Server.

O tempo de resposta de sistemas deve ser cada vez mais rápido. Ao se deparar com um problema, entender a sua origem torna-se secundário, em vistada necessidade de encontrar uma solução que o resolva.

É como buscar um remédio para uma doença, sem entender os sintomas ou as causas do mal estar. Entretanto, entender a causa do sintoma é essencial para evitar que ele volte a se apresentar.

O escopo deste artigo abrange o gerenciamento do recurso de memória do SQL Server e do Windows. O objetivo dele é apresentar o funcionamento deste recurso, e através disso ser capaz de analisar corretamente a causa raiz de problemas relacionados à memória.

Para entender o gerenciamento de memória por parte do SQL Server é preciso entender o gerenciamento deste recurso pelo Windows. Considerando que o SQL Server roda nesta plataforma, logo ele está subordinado às regras de gerenciamento de memória do sistema operacional.

O gerenciamento de memória no Windows usa a ideia de que cada processo tem seu próprio endereço na memória, este conceito envolve tanto a memória física quanto a virtual. A memória física é a memória RAM (Random Access Memory), e a memória virtual está relacionada com a forma pela qual o sistema operacional endereça a memória RAM, isso através do VAS (Virtual Address Space).

O VAS, como o nome mesmo diz, é um endereço virtual mapeado dentro da memória RAM para cada processo que está rodando no sistema operacional. Uma vez que os processos estejam utilizando o VAS para organizar o endereçamento da memória, o sistema operacional consegue administrar este recurso de forma eficiente, controlando e garantindo que os processos não sobrescrevam os dados uns dos outros. A Figura 1 ilustra dois endereços da memória virtual sendo mapeados na memória RAM.

Figura 1. Mapeamento entre memória virtual e a RAM.

O tamanho deste endereço virtual é determinado pela arquitetura de CPU, se for de 64 bits e ainda rodando em um software de 64 bits, os valores armazenados podem ir até 16 Terabytes. Sendo que 8 TB é reservado para o Kernel, que é o espaço de memória reservado para operações críticas do sistema operacional e 8 TB para as outras aplicações que rodam dentro do sistema operacional, o SQL Server é uma delas.

Para que as aplicações não interferiam ou modifiquem os dados críticos do sistema operacional, o Windows garante uma parte do espaço de memória apenas para o Kernel.

Para arquitetura de CPU de 32 bits o valor é de 4GB. Sendo que 2GB pertencem ao kernel e 2GB são reservados para as aplicações, a não ser que o parâmetro /3GB esteja habilitado. O parâmetro /3GB muda o espaço de memória virtual das aplicações para 3 GB ao invés de 2 GB, e o espaço para o kernel passa a ser de 1GB. Este parâmetro é suportado pelo Windows 2003, XP, 2000.

Dentro do Windows existe um responsável por gerenciar o VAS e ligá-lo à memória física, este é o papel do Virtual Memory Manager (VMM).

Virtual Memory Manager

Considerando que os valores para memória virtual na arquitetura 64 bits são de 16 TB e na arquitetura 32 bits são de 4 GB, e ainda que existem vários processos rodando no decorrer do tempo em um servidor, facilmente percebe-se que os servidores geralmente têm menos memória física do que o total de memória virtual disponível.

Logo é preciso que exista um responsável por organizar o uso deste recurso pelos processos que estão rodando no sistema operacional e ainda linkar a memória física a virtual, o nome deste responsável é Virtual Memory Manager ou VMM. Portanto, o VMM tem por papel decidir o uso de memória do sistema operacional.

O VMM irá decidir por exemplo, qual processo estará rodando na memória virtual e quando transferir ou paginar o conteúdo da memória em uso deste processo para o disco, e desta forma ele vai liberar espaço para que outros processos ocupem aquele endereço de memória que foi paginado.

Os processos que estão mapeados na memória virtual fazem parte do working set, que é a memória que está em uso no servidor. Quando um processo acessa um endereço que foi paginado para o disco e não está no working set, este é carregado novamente para a memória virtual, e isso é conhecido como page fault, que acontec ...

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