Booster les performances et sécuriser avec un Ramdisk

Page mise en ligne le 10/12/2022 - PC-Optimise

1. Introduction

La mémoire vive (RAM) se distingue de la mémoire de masse (disque dur, CDRom...) par une vitesse très nettement supérieure et des temps d´accès bien plus faibles. En effet, à titre de comparaison, il est tout à fait possible d´obtenir des débits avec la mémoire RAM de l´ordre de 5-10 Go/s (en triple channel) avec une latence inférieure à 50 ns, alors que les meilleurs disques durs ne décollent pas des 150 Mo/s (sauf le cache qui est limité par l´interface du disque, soit 133 Mo/s en IDE, 150Mo/s en SATA et 300Mo/s en SATA2), et ont des temps d´accès de l´ordre de quelques ms (soit au moins 10 000 fois plus lent que de la RAM). Par conséquent, un disque virtuel réalisé à partir de mémoire vive (Ramdisk) sera d´autant plus intéressant :

• qu´on travaille avec de très petits fichiers, avec de très multiples accès : c´est notamment le cas avec le cache des navigateurs.
• qu´on travaille au contraire avec de très très gros fichiers (centaines de Mo) : cette fois, les temps de chargements sont nettement réduits. On vise alors davantage des retouches d´images de grande taille.

On peut distinguer deux façons d´utiliser la mémoire vive pour réaliser un disque dur :

• soit on enferme dans un boitier plusieurs barrettes de mémoire vive. C´est ce qu´on rencontre dans des produits tels que l´iRAM de Gigabyte ou encore l´ANS-9010B de Acard. Une telle solution présente comme avantage d´être vu comme un disque standard : c´est donc une utilisation parfaitement transparente pour le matériel. Par contre, il faut veiller à sauvegarder les données si nécessaires, car par nature, la RAM est volatile : il faut une batterie externe pour conserver les informations stockées. Le principal défaut réside dans l´interface utilisée : celle ci "bride" les débits et les temps d´accès, mais à des valeurs nettement meilleures que pour un disque mécanique. Les performances sont donc proches des SSD classiques à base de mémoire Flash, mais cette fois, on sature à coup sûr l´interface, quelque soit la taille des fichiers (les SSD montrent des limites sur les petits fichiers, et peuvent voir leurs performances diminuer avec le temps).

Ramdisk Acard, utilisant jusque 8 barrettes de DDR2, et une sauvegarde sur Compact Flash, ainsi qu´une batterie pour conserver les données quelques heures, le tout avec une interface SATA2

• soit on ponctionne une partie de la mémoire centrale pour l´utiliser comme un disque dur. Cette fois, plus de bridage, c´est la solution la plus performante. Par contre, cela se fait au détriment de la mémoire centrale, mais on peut alors orienter certaines données vers ce disque très rapide, comme le cache d´un logiciel particulier. Petit inconvénient, la mémoire réservée au Ramdisk n´est plus utilisable comme mémoire vive centrale pour Windows : il faut donc savoir trouver un compromis entre la taille du Ramdisk et la mémoire qu´on laisse au système !

C´est cette seconde solution que nous allons étudier, puisqu´elle ne coûte absolument rien. Les solutions fonctionneront sous Windows, mais on peut tout à fait imaginer en faire de même sous Linux.

2. Création d'un ramdisk sous Windows

Windows 32 bits (2000,XP,Vista,Seven)

L´installation d´un Ramdisk passe par l´installation d´un pilote de disque virtuel. Pour les versions 32 bits de Windows, on pourra utiliser l´excellent Gavotte Free Ramdisk for Windows. Il suffit de décompresser l´archive, puis de cliquer sur Install, de définir la taille du disque (Disk Size) et la lettre correspondante sous Windows (Drive Letter). Enfin, on veillera à sélectionner Fixed Media pour que le Ramdisk soit reconnu comme un disque dur classique. Cela rendra son utilisation plus transparente.

Capture d´écran de Gavotte Free Ramdisk pour un Ramdisk de 256 Mo accessible via le lecteur Z.

Windows 64 bits (Vista,Seven)

Pour ceux qui utilisent Vista 64 ou Seven 64, il faut impérativement utiliser un pilote 64 bits. A l´heure de la rédaction de ce document, peu de solutions gratuites et simples d´utilisation existent (ImDisk semble un peu complexe d´utilisation). Pour cette raison, sous Seven 64, c´est la solution fournie par Qsoft (attention, le lien semble temporairement mort) qui a été retenue. Non testée, DataRam semble proposer une alternative gratuite.

Capture d´écran du Ramdisk Qsoft pour un Ramdisk de 640 Mo accessible via le lecteur Z.

Quelques comparaisons avec un disque dur et un SSD

Les Benchs pour disque dur qui acceptent de tester les Ramdisk ne sont pas légion. Cependant, on Crystal Disk Mark fait parti des rares à pouvoir le faire. Les captures ci-dessous correspondent à une grappe en RAID0 de Samsung 750 Go (7200 RPM + 32 Mo de cache, première partition) à gauche, et, à droite, notre Ramdisk.

Crystal Disk Mark appliqué à une grappe RAID0 de Samsung 750 Go (7200 RPM + 32 Mo de cache, référence 753 LJ, à gauche) et au Ramdisk (à droite)

Question débit, les chiffres parlent d´eux-même : il n´y a pas de comparaison possible. Sur les gros fichiers, pour lesquels les actions séquentielles dominent, on peut aller près de 35 fois plus vite. Mieux, sur les petits fichiers, c´est carrément dans un rapport de 1 à 250 !
A titre de comparaison, voici le résultat (source : Le comptoir du Hardware) d´un des meilleurs SSD actuels, soit le Intel X25-M.

Crystal Disk Mark appliqué au SSD Intel X25-M (source : Le comptoir du Hardware)

Là aussi, il n´y a pas de comparaison possible : le Ramdisk est nettement plus rapide ! Par contre, pour les petits fichiers, le SSD prend déjà l´avantage sur le disque mécanique...

Quelques remarques

Il est tout à fait possible d´installer un Ramdisk dans une machine virtuelle, par exemple pour le mode XP intégré aux versions professionnelle de Windows Seven. Ce sera le cas pour ce qui fait référence à XP.

3. Déplacement des fichiers temporaires de Windows

Déplacement des dossiers temporaires pour les applications

Par défaut, les répertoires temporaires de Windows sont définis à l´aide de 4 variables : deux concernent les répertoires pour le système, et deux autres pour l´utilisateur. La plupart des applications utilisent ces variables pour leurs propres fichiers temporaires. Pour y accéder, il faut aller dans les propriétés avancées du système (dans Panneau de configuration>système), puis cliquer sur Variable d´environnement.

Par défaut, ces variables valent :

• %USERPROFILE%\Local Settings\Temp pour les variables TMP et TEMP de type "utilisateur"
• %SystemRoot%\Temp pour les variables TMP et TEMP de type "système"

Afin de limiter l´interaction des différents répertoires temporaires, il est préférable de créer deux dossiers distincts (l´un pour les dossiers temporaires de l´utilisateur, l´autre pour l´OS), comme on peut le voir sur l´image suivante :

Variables utilisateur et système.

... puis de modifier toutes les variables. Ces répertoires n´existeront pas au démarrage de la machine : la plupart du temps, ils seront créés lorsqu´ils seront utilisés. Cependant, pour éviter tout soucis, il sera préférable de créer ces dossiers à l´aide de l´éditeur de stratégies de groupe local (en lançant gpedit.msc dans Exécuter...), et d´ajouter un script au démarrage de la machine (aller dans Paramètres Windows>Scripts (Démarrage/arrêt), conformément à cette image :

Création du script de démarrage pour créer les dossiers temporaires

Le fichier MakeTempFolders.bat (normalement situé dans C:\Windows\System32\GroupPolicy\Machine\Scripts\Startup) contient naturellement les commandes suivantes :

md Z:\UTEMP
md Z:\WTEMP

Conseil(s) d´utilisation :

• La manipulation pour les variables "utilisateur" est nécessaire pour chacun des comptes. Si on autorise l´utilisation de plusieurs comptes simultanément, il faudra autant de répertoires dans le Ramdisk.
• On pourra surveiller le taux de remplissage du Ramdisk pour s´assurer qu´il est assez grand. Cependant, 200 Mo environ permet déjà de satisfaire la très grande majorité des utilisations (plus poussé que la simple bureautique)
• Afin de ne pas avoir à modifier à la main les chemins temporaires des applications (par exemple, l´emplacement du cache primaire de Photoshop), il est préférable d´installer le Ramdisk le plus tôt possible.

Avantage(s) :

• Les données temporaires sont nettement plus rapide d´accès. Cependant, elles sont aussi perdues à chaque démarrage (avec arrêt complet).
• Lorsqu´on choisit de Redémarrer l´ordinateur, le contenu du Ramdisk est conservé, ce qui permet de continuer une installation qui nécessite un redémarrage pour se terminer.
• Lorsqu´on met en veille prolongée, le contenu du Ramdisk est sauvé, ce qui évite de corrompre le fonctionnement des applications lorsqu´on sort de veille.

Inconvénient(s) :

• En dehors de quelques manipulations (décompressions de fichiers compressés de grande taille, ou installation de programmes nécessitant une décompression), un Ramdisk de quelques dizaines de Mo suffit. Pour les fichiers compressés, le fait d´utiliser le clic droit Décompresser ici évite de passer par les répertoires temporaires.

Déplacement du spooler d´impression

Par défaut, les données imprimées passent par un dossier temporaire particulier, dont le chemin est C:\WINDOWS\System32\spool\PRINTERS. En allant dans les propriétés du serveur d´impression, puis à l´onglet Avancé, on peut modifier ce chemin. C´est tout aussi possible via la base de registre, dans la variable DefaultSpoolDirectory de type chaine, située dans HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Print\Printers.

On pourra aussi utiliser un fichier *.reg avec le contenu suivant :

Windows Registry Editor Version 5.00
[HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\Print\Printers]
"DefaultSpoolDirectory"="Z:\\PRINTERS"

Conseil(s) d´utilisation :

• Pour les gens qui impriment des documents avec des images en haute résolution, il peut être nécessaire que le spooler soit conséquent (au moins 50 Mo de libre dans le Ramdisk)

Avantage(s) :

• On peut s´attendre à ce que la préparation des documents soit plus rapide avant de partir définitivement à l´impression.
• En cas de plantage du spooler d´impression, il est de toute façon purgé à chaque démarrage

ATTENTION

Lorsqu´on imprime des documents volumineux comportant des images de très grande taille (par exemple plusieurs images A4 en 600 DPI), le cache pour l´impression peut rapidement dépasser plusieurs centaines de Mo et saturer le Ramdisk. Dans ce cas, l´impression peut ne pas être assurée jusqu´au bout. Heureusement, dans les propriétés des imprimantes, il est possible de compresser ces données (spool). L´exemple ci-dessous illustre la précédure pour une imprimante Canon. Pour cela, se rendre dans les préférences de l´imprimante, puis dans Options d´impression et cocher Réduire la taille des données de spouler.

Options d´impression pour une Canon IP 4200

Dans le cas suivant, cela permet de ne pas saturer un ramdisk de 620 Mo.

Réduction de la taille du spool d´impression

4. Déplacement des fichiers temporaires du navigateur

Cas de Firefox (FF)

Il suffit d´aller dans le gestionnaire de variables du navigateur en tapant about:config dans la barre d´adresses. Après avertissement, il suffit de créer une nouvelle chaîne de caractères nommée browser.cache.disk.parent_directory dont la valeur est justement le chemin du Ramdisk, soit Z:\.
Normalement, à l´ouverture de Firefox, il devrait y avoir un répertoire Z:\Cache dans l´explorateur de Windows.

Variables permettant de configurer le cache de Firefox

Deux autres variables peuvent affecter l´utilisation du cache :

• browser.cache.disk.capacity : permet d´ajuster la taille du cache en Mo. Il faut donc considérer que le navigateur peut occuper au plus cette place dans le Ramdisk.
• browser.cache.disk.enable : permet d´activer ou pas l´utilisation du cache. Par défaut, il est activé, mais si on cherche un haut niveau de sécurité, on peut carrément désactiver le cache (dans ce cas, les deux variables précédemment décrites deviennent caduques).

Afin de mieux gérer le cache, on pourra faire appel à l´extension CacheStatus, qui peut notamment purger les caches automatiquement.

Réglages de Cache Status

Cache Status en action

Cas de Internet Explorer (IE)

Pour changer le répertoire cache de Internet Explorer, rendez-vous dans les Options Internet. Dans les paramètres (image ci dessous), modifier ensuite la taille du cache et le déplacer.

Déplacement du cache d´internet Explorer 8

Afin d´éviter les soucis, on pourra aussi s´assurer que l´option Vider le dossier Fichiers Internet Temporaires lorsque le navigateur est fermé dans les options avancées.

Pour Firefox et Internet Explorer

Remarque(s) :

• Pour IE, le déplacement du cache oblige à fermer la cession pour être pris en compte.
• Inutile de créer les dossiers accueillant le cache des navigateurs au démarrage de l´ordinateur : ils sont créés automatiquement.

Avantage(s) :

• Le cache est bien plus rapide (surtout à la longue), car globalement, on y accède très souvent pour de petits fichiers.
• Ces répertoires sont systématiquement purgés lorsqu´on démarre complètement la machine.
• Un cache de 50 Mo environ fait largement l´affaire. Pour les téléchargements de gros fichiers, il n´y a aucun souci, aussi bien avec IE que FF.
• Si des indésirables se logent dans le cache (après avoir ouvert une page contaminée), elle est purgée au démarrage suivant. Attention cependant, cela ne veut pas dire que l´indésirable n´est pas présent, mais juste que les fichiers qui lui ont donné naissance ne sont plus là.
• Après plusieurs moins d´utilisation, on peut atteindre plusieurs centaines de Mo de fichiers de quelques ko seulement (surtout avec IE), ce qui contribue à fragmenter le disque dur. L´utilisation du Ramdisk permet de conserver un système propre.

Inconvénient(s) :

• Le cache est purgé à chaque démarrage complet de l´ordinateur : il faut donc télécharger tout le contenu de la page à chaque fois.

5. Exemples d'applications courantes

Les exemples suivant illustrent quelques domaines d´applications pouvant tirer profit du Ramdisk. La liste est évidement loin d´être exhaustive.

PDF Creator

PDF Creator permet de créer une imprimante virtuelle pour générer des PDF gratuitement depuis n´importe quelle application. Après avoir transité dans le spooler d´impression, ce programme prend le relais pour générer les PDF. On peut cependant modifier le répertoire de travail, et le placer lui aussi dans le Ramdisk.
La façon la plus simple pour modifier le répertoire de travail consiste à passer par la base de registre, en modifiant la clef PrinterTemppath dans HKEY_CURRENT_USER\Software\PDFCreator\Program.
Le texte ci-dessous est un exemple de fichier *.reg pour le déplacer dans le dossier dans Z:\PDFCreator\ :

Windows Registry Editor Version 5.00
[HKEY_CURRENT_USER\Software\PDFCreator\Program]
"PrinterTemppath"="Z:\\PDFCreator\\"

Avantage(s) :

• On accélère le processus d´impression

Visionneuses d´images

Les visionneuses d´image utilisent souvent un cache pour afficher les miniatures. Cependant, si ce dernier est conséquent, l´utilisation du Ramdisk peut servir à le purger régulièrement, tout en augmentant la vitesse une fois les miniatures faites lors de la session en cours.

XNview

Pour XNview, il suffit d´aller dans les options, et de configurer selon l´image qui suit :

Réglage du cache de XNview

Le dossier est créé automatiquement lorsque l´application en a besoin.

ACDSee

Pour ACDSee, on accède au réglage équivalent dans les options :

Réglage du cache de ACDSee

Avantage(s) :

• Le cache est régulièrement purgé (il peut atteindre plusieurs Go au bout d´un moment, si on manipule des bases d´images conséquentes)

Le dossier est créé automatiquement lorsque l´application en a besoin.

Retouche d´image : le cache primaire

Lorsqu´on retouche une image un peu lourde, on peut rapidement être amené à utiliser de très grosses quantités de mémoire. C´est notamment le cas si on apporte de nombreuses retouches, et qu´on conserve un historique important. Dans tout logiciel qui se respecte, on peut définir un disque d´échange primaire, et un secondaire. Attention cependant ! Il est à priori peu utile de forcer l´utilisation d´un Ramdisk de très très grosse taille comparativement à la mémoire installée. En effet, plus ce dernier est grand, et moins il reste de mémoire pour les applications. Il n´est donc pas forcément une bonne chose d´utiliser un trop gros Ramdisk.

Corel Photo Paint

Pour Corel PhotoPaint, il suffit d´aller dans les options :

Réglage du cache de PhotoPaint

On peut veiller à augmenter la portion de mémoire vive utilisable par l´application (ici 2 516 581 Ko).

Gimp

Là encore, il suffit d´aller dans les options :

Réglage du cache de Gimp

6. Conclusion

L´utilisation d´un Ramdisk permet d´accélérer l´utilisation de programmes bien ciblés. Cependant, le confort apporté par ce genre de manipulation est difficile à mesurer à l´aide de Bench. Il suffit de tester pour se rendre compte que dans certains cas, l´agrément est évident.

Un des premiers avantages, si la plupart des applications ont leur cache en Ramdisk, c´est la propreté de la partition contenant le système : la fragmentation devient très très faible, garantissant un niveau de performance élevé. D´un point de vue sécurité, cela évite aussi que des fichiers temporaires persistent d´une session à l´autre.

D´une façon plus générale, les gains seront intéressants si on a besoin de fréquemment accéder à des données de petite taille pour lesquelles les performances dépendent du temps d´accès. Ils seront aussi intéressants si on souhaite manipuler des fichiers de grande taille, tant que l´on dispose de suffisamment de mémoire. A titre indicatif, sur la machine de votre serviteur, qui comporte 6 Go de mémoire en triple channel, un Ramdisk de 640 Mo satisfait toutes les applications possibles, même la retouche d´images A4 scannées en 600 DPI (soit 100 Mo par fichier en BMP).

Au final, il devient inutile de lancer automatiquement un logiciel de nettoyage (comme CCleaner).

Quelques remarques :

• Certains Ramdisk sont capables de charger une image du disque à utiliser, ce qui permet d´avoir déjà l´arborescence qui va bien dès le démarrage de ce dernier. Dans ce cas, il est possible de faire une sauvegarde à l´extinction de Windows. C´est le cas de DataRam et Qsoft, mais d´autres offrent aussi ce genre de service. Dans ce cas, on ne devrait pas perdre de données, mais on ne nettoie pas automatiquement...
• D´autres produits permettent aussi d´utiliser la mémoire normalement non accessible si le système d´exploitation est 32 bits, et qu´on dispose de 4 Go au moins de mémoire vive.

Utilisation de la mémoire disponible au dela de 4Go pour les systèmes 32 bits (source : DataRam).

Une astuce pour terminer : on peut créer un raccourci sur le Ramdisk, et l´utiliser comme répertoire temporaire de travail. C´est évidement fort pratique si on ouvre et ferme plusieurs fois des fichiers de quelques centaines de Mo.