システムファイルキャッシュが物理 RAM の大部分を消費すると、アプリケーションとサービスでパフォーマンスの問題が発生します

適用先

Microsoft Windows XP Professional x64 Edition Windows Vista Home Basic Windows Vista Home Premium Windows Vista Business Windows Vista Enterprise Windows Vista Ultimate Windows Vista Home Basic 64-bit Edition Windows Vista Home Premium 64-bit Edition Windows Vista Enterprise 64-bit Edition Windows Vista Ultimate 64-bit Edition Windows Server 2008 Datacenter without Hyper-V Windows Server 2008 Enterprise without Hyper-V Windows Server 2008 Standard without Hyper-V Windows Server 2008 Datacenter Windows Server 2008 Enterprise Windows Server 2008 Standard Windows Server 2008 for Itanium-Based Systems Windows Server 2008 R2 Datacenter Windows Server 2008 R2 Enterprise Windows Server 2008 R2 Service Pack 1 Windows Server 2008 R2 Standard

現象

さまざまなバージョンの Windows XP、Windows Vista、Windows Server 2003、Windows Server 2008、および Windows Server 2008 R2 のアプリケーションとサービスでパフォーマンスの問題が発生する。さらに、次の現象が発生します。

使用可能なメモリがほぼ使い果たされています。
システムファイルキャッシュは物理 RAM の大部分を消費します。
ハードディスクへの連続的かつ大量のキャッシュされた読み取り要求が存在する。

原因

Microsoft Windows オペレーティングシステムのメモリ管理では、需要ベースのアルゴリズムが使用されます。いずれかのプロセスが大量のメモリを要求して使用すると、そのプロセスのワーキングセットのサイズ (物理 RAM のメモリページの数) が大きくなります。これらの要求が継続的でチェックされていない場合、プロセスのワーキングセットは拡張され、すべての物理 RAM を消費します。この場合、他のすべてのプロセスのワーキングセットはハードディスクにページアウトされます。メモリページが継続的にハードディスクに書き込まれ、ハードディスクから読み取られるため、この動作によりアプリケーションやサービスのパフォーマンスが低下します。

この動作は、システムファイルキャッシュのワーキングセットにも適用されます。いずれかのプロセスまたはドライバーからの大量のキャッシュされた読み取り要求が継続的かつ大量である場合、システムファイルキャッシュのワーキングセットサイズは、この要求を満たすために増加します。システムファイルキャッシュは物理 RAM を消費します。そのため、十分な量の物理 RAM を他のプロセスに使用できません。

Windows Vista より前の 32 ビット版の Microsoft Windows オペレーティングシステムでは、システムファイルキャッシュのワーキングセットの理論上のメモリ制限は 1 ギガバイト (GB) 未満です。仮想アドレス範囲の制限により、システムファイルキャッシュのワーキングセットが物理 RAM を使い果たすことはありません。

32 ビット版の Windows Vista オペレーティングシステムでは、カーネルリソースは動的に割り当てられます。システムファイルキャッシュのワーキングセットは増加し、他のカーネルリソースを犠牲にしてカーネルモードの仮想アドレス範囲を消費します。このメモリ範囲の制限は 2 GB 未満です。コンピューターに 2 GB を超える物理 RAM がある場合、キャッシュがすべての物理 RAM を使い果たすことはできません。ただし、キャッシュがカーネル内の仮想アドレス空間を使い果たす可能性があります。これにより、他のカーネルコンポーネントでの割り当てエラーが発生する可能性があります。

64 ビット版の Windows オペレーティングシステムでは、通常、仮想アドレス範囲のサイズは物理 RAM よりも大きくなります。このような状況では、システムファイルキャッシュのワーキングセットが増加して、物理 RAM の大部分を消費する可能性があります。

解決策

Windows 7 および Windows Server 2008 R2 オペレーティングシステムのメモリ管理アルゴリズムは、以前のバージョンの Windows で見つかった多くのファイルキャッシュの問題に対処するために更新されました。 Windows 7またはWindows Server 2008 R2を実行しているコンピューターにこのサービスを実装する必要があるのは、特定の特殊な状況だけです。

システムが影響を受けるかどうかを確認する方法

システムがこの問題の影響を受けるかどうかを確認するには、SysInternals RamMap ツールをインストールします。このツールは、次の Windows Sysinternals Web サイトから入手できます。

http://technet.microsoft.com/en-us/sysinternals/ff700229
ツールを実行するときに、[ カウントを使用 ] オプションを選択します。これにより、現在のメモリ使用パターンを示す複数の列が表示されます。 [ アクティブ ] 列をクリックして、使用されているバイト数で並べ替え、合計のすぐ下で最も上位の使用量を確認します。

上位の使用回数が "メタファイル" であり、使用可能なメモリの大部分が使用されている場合は、「現象」セクションで説明されているシステムファイルキャッシュの問題が発生しています。これを確認するには、パフォーマンスモニターを使用して Memory\System Cache Resident Bytes カウンターを監視し、時間の経過と共にキャッシュが継続的に増加しているのを確認できます。

図 1. コンピューターで問題が発生している RamMap 出力の例。

メタファイルメモリ使用率が高いことを示す RAMMap 使用回数の出力

図 2. コンピューターで問題が発生していない RamMap 出力の例。

RAMMap 使用回数メタファイルを過度に使用せずにメモリ使用量を示す出力

パフォーマンスモニターの Memory\System Cache Resident Bytes カウンターが時間の経過と共に増加傾向を示している場合、図 3 に示すように、コンピューターに問題が発生しています。

図 3. 時間の経過と共にコンピューターに問題が発生するパフォーマンスモニター出力の例。

時間の経過と共に増加するシステムキャッシュ常駐バイトを示すパフォーマンスモニターグラフ

再起動の必要性

このサービスをインストール、アンインストール、または使用する際、コンピューターを再起動する必要はありません。

この問題の影響を受けると思われるお客様とやり取りしているためにこの記事を読んでいる場合は、次の手順に従って問題を解決してください。

前述のように、システムの RamMap 出力、パフォーマンスデータ、または poolmon データによって、システムファイルキャッシュが物理 RAM の大部分を消費していることが確認されていることを確認します。
Windows ダイナミックキャッシュサービスを入手するには、ここからダウンロードします。
ダイナミックキャッシュレジストリの設定は次のとおりです。

ファイルサーバーについては、1 GB を試してみることをお勧めします。
[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\DynCache\Parameters]
"MaxSystemCacheMBytes"=dword:00000400
"MinSystemCacheMBytes"=dword:00000064
"SampleIntervalSecs"=dword:0000003c
"CacheUpdateThresholdMBytes"=dword:00000064

Exchange 2007 では、500 MB を試してみてください。
[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\DynCache\Parameters]
"MaxSystemCacheMBytes"=dword:000001F4
"MinSystemCacheMBytes"=dword:00000064
"SampleIntervalSecs"=dword:0000003c
"CacheUpdateThresholdMBytes"=dword:00000064

SQL 2005 以降では、過去に SQL EE で作業するときに 2GB を使用していました。
[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\DynCache\Parameters]
"MaxSystemCacheMBytes"=dword:000007D0
"MinSystemCacheMBytes"=dword:00000064
"SampleIntervalSecs"=dword:0000003c
"CacheUpdateThresholdMBytes"=dword:00000064

追加情報

この問題を回避するには、GetSystemFileCacheSize API 関数と SetSystemFileCacheSize API 関数を使用して、システムファイルキャッシュのワーキングセットの最大または最小サイズ値を設定します。これらの関数の使用は、システムファイルキャッシュによる物理メモリの消費を制限するためにサポートされている唯一の方法です。

Microsoft Windows Dynamic Cache Service は、これらの API を使用してこの問題の影響を最小限に抑えるための 1 つの方法を示すサンプルサービスです。

Microsoft ダイナミックキャッシュサービスをインストールして使用しても、Microsoft Windows のサポートが除外されることはありません。このサービスとそのソースコードは、Microsoft がサポートする API を使用してファイルシステムキャッシュの増加を抑える方法の例として提供されます。

本サービスおよびソースコードは、以下のマイクロソフト Web サイトから入手できます。

http://www.microsoft.com/download/details.aspx?FamilyID=e24ade0a-5efe-43c8-b9c3-5d0ecb2f39af&displaylang=en