Spotkałem się wielokrotnie z narzekaniami użytkowników systemu Windows, że po zastosowaniu hibernacji ich system zaczyna działać bardzo wolno i praktycznie nie nadaje się do użytku. Użytkownicy ci twierdzą, że problemy te są tak dokuczliwe, że nie korzystają z hibernacji w ogóle. W dzisiejszym wpisie chciałbym spojrzeć od strony technicznej na możliwe przyczyny takiego stanu rzeczy i zasugerować sposoby jeśli nie całkowitego, to przynajmniej częściowego zwalczenia problemu.

Na początku zwrócę również uwagę, że zdumiewająco mało osób korzysta z hibernacji i / lub usypiania komputera. Osobiście nie wyobrażam sobie życia bez tych dwóch opcji i nigdy (poza historyczną już wersją systemu Windows 2000, gdzie mechanizm hibernacji nie działał prawidłowo na wielu komputerach) nie doświadczyłem żadnych problemów z nimi związanych. Z użytkowego punktu widzenia często, gdy pracuję z użyciem kilkunastu aplikacji na raz, mając otwartych wiele różnych plików, to nie wyobrażam sobie codziennego uruchamiania i otwierania tego wszystkiego. Osobiście prawie nigdy nie wyłączam komputera zamykając jednocześnie system. Najczęściej usypiam komputer, w przypadku notebooka i odłączeniu go od zasilania zapewnia mu możliwość wykorzystywania akumulatorów, co jest dla nich dodatkowo korzystne. Gdy z jakichś przyczyn nie mogę uśpić komputera (akumulator jest zepsuty), a nie ma sensu usypiać laptopa podłączonego do prądu, wtedy używam hibernacji. Efekt końcowy jest w zasadzie identyczny.

W zasadzie, ponieważ, jak twierdzą niektórzy użytkownicy, po odhibernowaniu komputer zaczyna działać bardzo wolno. Kluczem do zrozumienia, dlaczego faktycznie komputer ma prawo zacząć działać wolno jest uświadomienie sobie pewnych specyficznych mechanizmów zarządzania pamięcią we współczesnych systemach operacyjnych, których działanie nie jest intuicyjne.

Hibernacja polega na zapisaniu zawartość używanej części pamięci fizycznej na dysk i wyłączeniu komputera. Wbrew pewnym opiniom, które napotkać można w Internecie, hibernacja z punktu widzenia sprzętowego powoduje takie samo wyłączenie komputera, jak opcja zamykania systemu. To system operacyjny jest odpowiedzialny za zrealizowanie całej operacji. Podczas normalnego działania systemu operacyjnego tylko część zarezerwowanej przez programy pamięci jest  faktycznie zajmowana w pamięci fizycznej. Pozostała, ta mniej używana część jest przenoszona do pliku wymiany, na dysk twardy. W razie potrzeby, rzadziej używane fragmenty pamięci są “sprowadzane” z powrotem do pamięci fizycznej. Mechanizm ten nazywa się stronicowaniem na żądanie i pozwala na zoptymalizowane wykorzystanie pamięci fizycznej. Oprócz tego, gdy system operacyjny działa przez dłuższy czas, w pamięci fizycznej znajdują się nie tylko uruchomione programy, ale również bufor (ang. cache) operacji dyskowych. Bufor ten jest częścią pamięci fizycznej używanej przez system (ang. system working set) i podczas hibernacji jest zapisywany na dysk. Pamięć, która podawana jest w systemowym menedżerze zadań jako wolna w rzeczywistości też jest używana przez system. Jest tam tzw. standby list. Gdy system decyduje o przeniesieniu nieużywanej pamięci do pliku wymiany, owszem oznacza ją jako nieużywaną, ale zachowuje jej zawartość, tak na wszelki wypadek, gdyby trzeba było z niej szybko skorzystać (bo skorzystać można i tak, tylko, że sprowadzenie tego obszaru z pliku wymiany jest czasochłonne). Zarządzanie systemem buforowania w Windows wykonywane jest przy użyciu tego samego mechanizmu, który zarządza pamięcią. W związku z tym, część zawartości bufora plików, która przestaje być używana, również przenoszona jest do standby list, tak na wszelki wypadek, gdyby w przyszłości była potrzebna.

Gdy system działa przez dłuższy czas, standby list zapełnia prawie całą nieużywaną pamięć fizyczną, powodując, że wszystkie dane, które potencjalnie mogą być w każdej chwili potrzebne są obecne w pamięci fizycznej, do której dostęp jest bardzo szybki. Po długim działaniu komputera, mając uruchomione cały czas te same programy i wykonując takie same operacje, standby list w “inteligentny” sposób zapełnia pamięć komputera powodując płynne i szybkie działanie uruchomionych programów.

W tym momencie zbliżamy się do wyjaśnienia zagadki powolnego działania po odhibernowaniu. Przy hibernacji zapisywana jest tylko pamięć używana przez programy, czyli ta, która jest raportowana przez system jako faktycznie zajęta. Standby list nie jest zapisywana. Odhibernowany system musi ponownie załadować z dysku dane, które były zbuforowane w nieużywanej części pamięci. Nie ma możliwości wpłynięcia na zawartość standby list, więc w tym temacie niczego nie da się zmienić. Ale jest jeszcze jedno spostrzeżenie: gdy raportowane przez system zużycie pamięci jest duże, to zapewne plik wymiany również jest w znacznym stopniu wykorzystywany. Przed zahibernowaniem, jak wspomniałem, część danych przeniesionych na dysk do pliku wymiany znajduje się jeszcze w pamięci w standby list. Po zahibernowaniu i odhibernowaniu, wszystkie żądania sprawdzenia nieużywanych obszarów pamięci z pliku wymiany będą również skutkowały faktyczną operacją dyskową odczytu, co jest czasochłonne z punktu widzenia wykonywania programów. Jest to powód spowolnionego działania komputera po odhibernowaniu.

W jaki sposób tego uniknąć? Osobiście staram się nie hibernować systemu z bardzo dużym zużyciem pamięci. Dzięki temu przynajmniej częściowo eliminuję narzut czasowy potrzebny na sprowadzenie z pliku wymiany potrzebnych obszarów pamięci. Trudno podać mi konkretne liczbowe zalecenia, ale z moich doświadczeń wynika, że hibernowanie przy zużyciu pamięci mniejszym niż 50% nie powinno sprawiać absolutnie żadnych problemów po odhibernowaniu. Przed zahibernowaniem polecam więc użycie menedżera zadań, wybranie kilku najbardziej pamięciożernych aplikacji i zamknięcie ich. Najlepszymi, uniwersalnymi kandydatami na sam początek są przeglądarki internetowe, programy pocztowe i komunikatory. U mnie to działa.

PS. Problemy te nie dotyczą usypiania komputera, ponieważ wtedy zawartość pamięci fizycznej jest zachowywana (pamięć jest wtedy jedyną częścią komputera, która pozostaje zasilana).