スワップによる仮想記憶をより効率的に使うための手法に、zramswapとzswapがあります。両者の違いを見ていきましょう。

手法	zramswap	zswap
手段	圧縮機能付きRAMディスクをスワップ領域に割り当てる	スワップアウトしたページを圧縮しつつメモリ内にキャッシュする
スワップ領域	なくても構わない	必須
使用方法	zram-toolsパッケージをインストール	sysfsに書き込み、またはカーネルパラメータで設定
圧縮アルゴリズム	lzo\|lz4\|lz4hc\|deflate\|842	lz4\|deflate\|lz4hc\|lzo\|lzo-rle\|842\|zstd

zramswap

zramswapを使うには、zram-toolsをインストールします。
swap以外にもzramの使用設定ができるsystemd-zram-generatorというのもあります。

$ sudo apt install zram-tools

zramの状況表示にはzramctlコマンドを使います。
圧縮アルゴリズム、ディスクサイズ、実データサイズ、圧縮済みデータサイズ、マウント先などが表示されます。

$ zramctl 
NAME       ALGORITHM DISKSIZE DATA COMPR TOTAL STREAMS MOUNTPOINT
/dev/zram0 lz4           3.9G   4K   64B    4K       4 [SWAP]

新しくzramデバイスを作るにはzramctl -fを使います。
スワップに限定されないRAMディスクなので、フォーマットして/tmpあたりにマウントすることができます。

$ sudo zramctl -f -s 1G -a lz4
/dev/zram1
$ zramctl 
NAME       ALGORITHM DISKSIZE DATA COMPR TOTAL STREAMS MOUNTPOINT
/dev/zram1 lz4             1G   0B    0B    0B       4 
/dev/zram0 lz4           3.9G   4K   64B    4K       4 [SWAP]

zramデバイスの消去にはzramctl -rコマンドを使います。

$ sudo zramctl -r /dev/zram1
$ zramctl 
NAME       ALGORITHM DISKSIZE DATA COMPR TOTAL STREAMS MOUNTPOINT
/dev/zram0 lz4           3.9G   4K   64B    4K       4 [SWAP]
$ swapon
NAME       TYPE      SIZE USED PRIO
/swapfile  file        8G   0B   -2
/dev/zram0 partition 3.9G   0B  100

/etc/default/zramswapで圧縮アルゴリズムやディスク容量の設定ができます。

/etc/default/zramswap

# Compression algorithm selection
# speed: lz4 > zstd > lzo
# compression: zstd > lzo > lz4
# This is not inclusive of all that is available in latest kernels
# See /sys/block/zram0/comp_algorithm (when zram module is loaded) to see
# what is currently set and available for your kernel[1]
# [1]  https://github.com/torvalds/linux/blob/master/Documentation/blockdev/zram.txt#L86
ALGO=lz4

# Specifies the amount of RAM that should be used for zram
# based on a percentage the total amount of available memory
# This takes precedence and overrides SIZE below
PERCENT=50

# Specifies a static amount of RAM that should be used for
# the ZRAM devices, this is in MiB
#SIZE=1024

# Specifies the priority for the swap devices, see swapon(2)
# for more details. Higher number = higher priority
# This should probably be higher than hdd/ssd swaps.
#PRIORITY=100

zswap

zswapをとりあえず使うには、sysfsによる操作が簡単です。

    grepを使い、/sys/module/zswap/parameters/ディレクトリ内のファイル内を走査し、正規表現/./にマッチする内容のファイルと内容を出力します。

$ grep -r . /sys/module/zswap/parameters/
/sys/module/zswap/parameters/same_filled_pages_enabled:Y
/sys/module/zswap/parameters/enabled:N
/sys/module/zswap/parameters/max_pool_percent:20
/sys/module/zswap/parameters/compressor:lzo
/sys/module/zswap/parameters/zpool:zbud
/sys/module/zswap/parameters/accept_threshold_percent:90

圧縮アルゴリズムに高圧縮率のlz4、アロケーターに1つのページファイルに圧縮済みデータを3個詰め込めるz3foldを指定し、zswapを有効化します。

$ echo lz4 |sudo tee /sys/module/zswap/parameters/compressor 
lz4
$ echo z3fold |sudo tee /sys/module/zswap/parameters/zpool
z3fold
$ echo 1 |sudo tee /sys/module/zswap/parameters/enabled 
1

再度grepで、zswapの内容を見てみます。

$ grep -r . /sys/module/zswap/parameters/
/sys/module/zswap/parameters/same_filled_pages_enabled:Y
/sys/module/zswap/parameters/enabled:Y
/sys/module/zswap/parameters/max_pool_percent:20
/sys/module/zswap/parameters/compressor:lz4
/sys/module/zswap/parameters/zpool:z3fold
/sys/module/zswap/parameters/accept_threshold_percent:90

カーネル起動時からzswapを使うときは/etc/default/grubを書き換えます。

/etc/default/grub

- GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash"
+ GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash zswap.enabled=1 zswap.compressor=lz4 zswap.zpool=z3fold"

grubメニューを書き換えます。

$ sudo update-grub

起動時にz3foldモジュールが自動で読み込まれないので、明示的に読み込むようにします。

/etc/initramfs-tools/modules

+ z3fold
+ lz4
+ lz4_compress

そしてupdate-initramfsでinitramfsを書き換えます。

$ sudo update-initramfs -k all -u

スワップの圧縮手法：zramswapとzswap

zramswap

zswap