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8GBメモリの活用

8GBメモリを搭載できるマザーボードの普及と共にメモリの低価格化も進んでいます。
32bitのWindows系OSではそのカーネル特性・制限のため4GB以上のメモリを搭載しても3.2GB程度しか利用されません。
しかし64bitのWindows系OSなら4GB以上のメモリも使用できるためVMware等で多数のゲストOSを同時実行できます。
但しこの場合は比較的大きな解像度を利用した方が操作性がよくなります(解像度1920x1440で2個のゲストOS同時実行画面例)。

PC-UNIX系のOSなら32bitのOSでも4GB以上のメモリを有効利用できます。
特に8GBメモリ搭載PCにLinuxを導入しておくと仮想化ソフトとの併用等で従来より快適なマルチOS環境を実現できます。
ここでは8GBメモリと4コアCPUを使用したPCでのマルチOS環境構築事例を中心に紹介します。

今回使用したPCのハードウェア構成は以下の通りです。
・チップセット：Intel P35/ICH9R
・メモリ：8GB (DDR2 800MHzの2GBメモリｘ 4枚)
・CPU：Intel Core 2 Quad Q6600 (2.4GHzのクアッドコアでEM64T/VT対応)
・VGAカード：nVIDIA GeForce 7600GT (VRAM 256MB)
・液晶モニター：24型 (1920x1200対応)

１．32bit Windows Vistaの利用

メモリ認識
メモリは3.25GBとして認識されます。
CPU性能
3DMark06のCPU TestではQ6600はE6600の1.7倍のスコアとなります。
- E6600の場合(4GBメモリ搭載)
- Q6600の場合(4GBメモリ搭載)
- ご参考：Q6600使用環境でVGAカードをアップグレードした場合
  VGAカードをGeForce 7600GT(VRAM 256MB)からGeForce 8800GT(VRAM 512MB)にアップグレードするとトータルスコアが向上します。
  ※CPUスコアはほとんど変化しません。
  - 測定条件
    解像度等の測定条件はすべてデフォルトのままです。
  - 1回目の測定
  - 2回目の測定
    GeForce 8800GT使用時の2回目測定ですが1回目とほとんど同じ結果です。
- ご参考：Q6600使用環境でHDDを10000rpmのものに変更した場合
  7200rpmのHDDを10000rpmのものに変更すると32bit Vistaのパフォーマンス評価結果におけるプライマリディスクのサブスコアが5.3から5.9に向上しました。
- PearPC 0.4の実行(4GBメモリ搭載)
  PearPC(PowerPCエミュレータ)側に1.5GBのメモリを割当ててCocoaBench 1.2を実行してみました(VGAカードはGeForce 7600GT使用)。
  スコア上は1GHz PowerPC & 768MBメモリの実環境(スコア14.38)の場合の2倍程度の遅さ(スコア6.24)になっており体感速度に大きな差はありません。
VMware Serverの実行
32bit VistaにVMware Server 1.0.3を導入し、ゲストOSとして64bit Vistaを実行してみました。
ホストOS(32bit Vista)のメモリ認識の最大は3.25GBしかないためゲストOS(64bit Vista)へのメモリ割り当ては1GB(1024MB)とします。
VMware Serverでは64bit VistaをゲストOSとする場合の最大推奨メモリは2892MBになっています。
しかし3.25GB中の2892MBをそのゲストOSに割当てるとホスト側で使用できる実メモリ不足でスワップが多発して、
ホストOS及びゲストOS共に極度のレスポンス低下となります。

ゲストOSのメモリを1024MB割り当てにするとホストOS及びゲストOS共に比較的軽快に動作します。
※とは言っても64bit Vistaネーティブ実行と比べるとレスポンスの体感差はあります。
尚、ゲストOS(64bit Vista)にVMware Toolsを導入してもそのゲストOSではサウンドアダプタを使用できません。
Vista起動画面の変更
Vistaの起動画面は黒い背景にブートのプログレスバーが表示されるだけのシンプルなものです。
またVistaはメモリを3.25GBとして認識します。
そこでそのプログレスバー表示の代りに画像を表示してその画像にメモリ量(3.25GB RAM)も固定で表示させてみました。
尚、今回はC:\Windows\System32\ja-JP\winload.exe.muiを操作するためAdministratorユーザを有効にしてそのユーザで下記操作をしました。
- Vista Boot Logo Generatorの導入
  Vista Boot Logo Generator(1.2 Beta)をhttp://cowscorpion.com/Desktop/VistaBootLogoGenerator.htmlから取得してインストールします。
- Vista起動画面の元画像の用意
  800x600x24及び1024x768x24の2枚の画像を用意します。
- Vista起動画面の作成
  Vista Boot Logo Generatorを起動し、800x600x24及び1024x768x24の画像をVista Boot Logo Generatorの画像設定領域にドラッグ＆ドロップします。
  
  その後、[File]－[Save Boot Screen File As]で適当なディレクトリにwinload.exe.muiとして保存します。
- C:\Windows\System32\ja-JP\winload.exe.muiの更新
  (1)プロンプトで以下を実行します。
  ・takeown /f C:\Windows\System32\ja-JP\winload.exe.mui ※所有者をTrustedInstallerからAdministrator(カレントユーザ)への変更。
  ・icacls C:\Windows\System32\ja-JP\winload.exe.mui /grant administrators:F ※権限設定
  (2)C:\Windows\System32\ja-JP\winload.exe.muiをC:\Windows\System32\ja-JP\winload.exe.mui.origに名称変更。
  (3)Vista Boot Logo Generatorで作成したwinload.exe.muiをC:\Windows\System32\ja-JPディレクトリにコピー。
  (4)msconfig起動して「システム構成」画面を出し、「ブート」タブで「GUIブートなし」をoffからonに変更。
- Vista起動画面の確認
  Vistaを再起動するとVista起動画面が表示されるようになります。
  ここでは便宜上VMwareで試したVista起動画面表示の様子を紹介します。

２．32bit Linux上のVMware Serverの実行

CentOS 4.4にVMware Server 1.0.3を導入し、ゲストOSとしてNetBSD 2.0.2, OEL5(Oracle Enterprise Linux 5), MINIX 3.1.2aを実行してみました。

ホストOS環境
・OS：32bit CentOS 4.4 (CentOS 4 Update 4)
・メモリ：8GB
・CPU：Core 2 Q6600
ゲストOS環境：NetBSD 2.0.2
・OS：32bit NetBSD 2.0.2
・メモリ：3.6GB割当(3.6GBはVMware Serverの最大値)
・CPU数：1割当

【NetBSD 2.0.2実行の様子】
ホストOS(CentOS)からゲストOS(NetBSD)へのssh接続も試してみました。
ゲストOS環境：OEL5
・OS：32bit OEL5
・メモリ：3.6GB割当(3.6GBはVMware Serverの最大値)
・CPU数：2割当

【OEL5実行の様子】
メモリを3.6GBずつ割り当てたNetBSD 2.0.2とOEL5を同時に実行させてみました。

OEL5をフルインストールした際のパッケージ一覧はこちらです。
ゲストOS環境：MINIX 3.1.2a
・OS：MINIX 3.1.2a (2006年5月29日リリースバージョン)
・メモリ：2GB割当(2048MB：MINIX 3の最大サポートメモリ)
・CPU数：1割当

今回はMINIX 3.1.2aがプレインストールされている仮想マシン環境(http://www.minix3.org/vmware.htmlでの公開版)をそのまま使用しました。
・仮想ディスクのサイズ：4GB

VMwareでのMINIX 3.1.2aの利用手順は次のようになります。
- 仮想マシン環境の解凍
  ダウンロードしたminix3_1_2a_vmware.zipを解凍します。
  以下のファイルがあります。
  (1)MS-DOS.nvram
  (2)MS-DOS.vmdk (仮想ディスクです)
  (3)MS-DOS.vmsd (0バイトです)
  (4)MS-DOS.vmx (仮想マシン設定ファイルです)
- ゲストOS(MINIX 3.1.2a)の設定変更
  VMwareを起動してMINIX 3.1.2a用の仮想マシン設定ファイル(MS-DOS.vmx)を開き、メモリ設定を200MBから2048MBに変更します。
  ※2048MBを超える設定をするとブート時に「/etc/rc: /bin/service: Not enough core」エラーとなりブートできません。
- 初回起動とカスタマイズ
  VMwareの[Start Up]でMINIX 3.1.2aを起動します。
  loginプロンプトではrootでログインします(パスワードはありません)。
  - rootパスワードの設定
    # passwd root
    Changing the shadow password of root
    New Password: パスワード入力
    Retype password: パスワード入力
  - タイムゾーンの変更
    # elvis /etc/profile ※viは入っていませんのでelvisを使用して編集します。
    「export TZ=GMT0」を「export TZ=GMT-7」に変更します。
  - キーマップの変更
    # mv /etc/keymap /etc/keymap.orig
    # cp /usr/lib/keymaps/japanese.map /etc/keymap
  - ネットワークの設定とサービス起動設定
    初期設定ではIPアドレスはDHCPサーバから取得するようになっています。
    必要に応じて固定IPアドレスに変更します。
    
    # elvis /etc/rc.net
    /etc/rc.netを以下の内容で新規作成します。
    ifconfig -h IPアドレス -n ネットマスク
    add_route -g ゲートウェイアドレス
    daemonize tcpd telnet in.telnetd
    daemonize tcpd ftp in.ftpd
    
    # echo "nameserver DNSサーバアドレス">/etc/resolv.conf
    
    尚、ホスト名は/etc/hostname.fileに格納するようになっていますので必要に応じて変更します。
  - 再起動
    # reboot
- 再起動後の確認
  (1)ログイン後、「()\|_」等の記号入力がキートップ通りできることを確認します。
  (2)ホストOSからrootでftp接続できることを確認します。
  (3)ホストOSからrootでtelnet接続できることを確認します。
  ※telnetログイン後の「Terminal type? (network)」プロンプトに対しては「vt100」を指定します。
  
  【MINIX 3.1.2a実行の様子】
- gcc環境の導入
  標準でCコンパイラ(cc)は入っていますがgcc環境は入っていませんのでgcc環境を導入します。
  Linuxカーネルをビルドするにはgcc付属のgas(GNUアセンブラ環境)も必要になってきます。
  ここではeasypackでgccのバイナリをインストールしてみます。
  ※http://minix3.org/beta_software/gcc-gnu-bin-1.tar.bz2も使用可能です。
  
  # easypack gcc-gnu-bin-1
  Start fetching package gcc-gnu-bin-1 ※インターネットアクセスが開始されます。
  Package gcc-gnu-bin-1 fetched
  Package gcc-gnu-bin-1 unpacked
  Package gcc-gnu-bin-1 installed
  
  /usr/gnu/binに以下のファイルがインストールされます(ls -l /usr/gnu/binでの表示)。
```
-rwxr-xr-x 1 bin  operator  1415951 Sep  1  2005 addr2line
-rwxr-xr-x 1 bin  operator    67500 Jul  7  2005 asmconv
-rwxr-xr-x 1 bin  operator  1382018 Sep  1  2005 c++filt
-rwxr-xr-x 1 bin  operator   596991 Aug 25  2005 cpp
-rwxr-xr-x 2 bin  operator  1326232 Oct 18  2005 gar
-rwxr-xr-x 2 bin  operator  2001291 Sep  1  2005 gas
-rwxr-xr-x 3 bin  operator   593830 Oct 10  2005 gcc
-rw-r--r-- 1 bin  operator    15732 Aug 25  2005 gccbug
-rwxr-xr-x 1 bin  operator   460961 Aug 25  2005 gcov
-rwxr-xr-x 2 bin  operator  1964302 Sep  1  2005 gld
-rwxr-xr-x 1 bin  operator   517873 Oct 21  2005 gmake
-rwxr-xr-x 2 bin  operator  1451406 Sep  1  2005 gnm
-rwxr-xr-x 1 bin  operator  1643253 Sep  1  2005 gprof
-rwxr-xr-x 1 bin  operator  1254252 Sep  1  2005 gsize
-rwxr-xr-x 1 bin  operator  1243496 Sep  1  2005 gstrings
-rwxr-xr-x 2 bin  operator  1898069 Sep  1  2005 gstrip
-rwxr-xr-x 1 bin  operator   931923 Oct 18  2005 gtar
-rwxr-xr-x 3 bin  operator   593830 Oct 10  2005 i386-pc-minix-gcc
-rwxr-xr-x 3 bin  operator   593830 Oct 10  2005 i386-pc-minix-gcc-3.4.3
-rwxr-xr-x 1 bin  operator  1898071 Sep  1  2005 objcopy
-rwxr-xr-x 2 bin  operator  2012691 Sep  1  2005 objdump
-rwxr-xr-x 2 bin  operator  1326230 Sep  1  2005 ranlib
-rwxr-xr-x 1 bin  operator   835248 Sep  1  2005 readelf
```
  ranlibは動作しないようです。
  尚、PATH環境変数に「/usr/gnu/bin」を追加しておきます。
  
  ここでLinuxカーネルソース(linux-0.01.tar.gz)をテストコンパイルする環境を仮構築してみます。
  
  予めlinux-0.01.tar.gzの解凍に使用するgzipを次のようにインストールしておきます。
  http://www.minix3.org/software/gzip-1.2.4.tar.bz2をダウンロードします。
  ※ダウンロード先は常に大きな容量をもつ/usrの下位ディレクトリとします。
  # bunzip2 gzip-1.2.4.tar.bz2
  # tar xvf gzip-1.2.4.tar
  # cd gzip-1.2.4
  # ./configure
  # make
  # make install
  
  次にhttp://kerneltrap.org/files/linux-0.01.tar.gz(73,091バイト)をダウンロードします。
  
  # gunzip linux-0.01.tar.gz
  # tar xvf linux-0.01.tar
  # cd linux
  # make dep
  ここでコンパイルオプション指定エラー回避のために以下の変更をします。
  (1)各Makefileの中でgasの実行オプションに指定されている「-c」を削除します。
  (2)各Makefileの中でgccの実行オプションに指定されている「-fcombine-regs」を削除します。
  (3)各Makefileの中でgccの実行オプションに指定されている「-mstring-insns」を削除します。
  
  makeでテストコンパイルをしてみます。
  するとfork.cのcopy_mem関数の中の下記ソース部分についてエラーが出ます。
  
  【ソース】
  ※便宜上、各行の先頭に行番号を付与しています。
```
46	new_data_base = new_code_base = nr * 0x4000000;
47	set_base(p->ldt[1],new_code_base);
48	set_base(p->ldt[2],new_data_base);
```
  【エラー内容】
  fork.c:47: error: can't find a register in class `DREG' while reloading `asm'
  fork.c:48: error: can't find a register in class `DREG' while reloading `asm'
  
  エラーの原因は46行目の「nr * 0x4000000」の部分にあるようです(CPUアーキテクチャの違いに起因)。
  あるバージョンのカーネルからはfork.cの「nr * 0x4000000」部分が変更となっています。
  ※実際にはfork.c自体のソースが大幅に変更されています。
  
  linux-0.01.tar.gzをコンパイルするにはgcc 1.4をインストールした初期バージョンのMINIX環境が必要となるようです。
ゲストOS環境：64bit Vista
・OS：64bit Vista
・メモリ：3.6GB割当(3.6GBはVMware Serverの最大値)
・CPU数：2割当
- 64bit Vistaの仮想マシン定義
- Vistaインストール時の画面
- VMware Toolsインストール前のデスクトップ
  VMware Toolsインストール前は画面描画が遅く実用レベルの性能には至っていません。
- VMware Toolsインストール後のデスクトップ
  VMware Toolsインストール後は画面描画も速くなり実用レベルの性能になります。
- Vistaのパフォーマンス評価

３．64bit Vistaのネーティブ実行

64bit Vista(CPU：Q6600, Mem：8GB)をネーティブ実行させてみました。
HDDは10000rpm仕様のものを使用してみました。

8GBのメモリ認識
64bitのVistaは8GBのメモリを認識します。
パフォーマンス評価
3DMark06
3DMark06自体が32bitモードで動作するため8GBメモリの64bit Vistaでの3DMark06(サブ)スコアは向上しません。
VMware Serverの利用(VMware Server 1.0.3使用)
64bit VistaでVMware Serverを導入・利用するにはVistaにおける「ドライバのデジタル署名チェック」を無効にしておく必要があります。
「ドライバのデジタル署名チェック」の無効化は次のコマンドで行います。
・bcdedit /set loadoptions DDISABLE_INTEGRITY_CHECKS

「ドライバのデジタル署名チェック」を有効にしたままではVMware Serverの各種サービスが起動せずVMware Server ConsoleによるLocal host接続もできません。
具体的には「VMware Server Console - Connect to Host」画面に＜Local host＞のラジオボタンが表示されません。

尚、ドライバのデジタル署名チェックを強制的に有効にするWindows更新の適用を除外する必要もあります。
- ゲストOS環境：32bit Vista
  ・OS：32bit Vista
  ・メモリ：3.6GB割当(3.6GBはVMware Serverの最大値)
  ・CPU数：2割当
- 「VMware Server Console - Connect to Host」画面
  「VMware Server Console - Connect to Host」画面では＜Local host＞を選択します。
- ホストOSとゲストOSの比較
  ホストOS(64bit Vista)とゲストOS(32bit Vista)を見比べてみます。
  ※1秒あたりのメモリ操作性能はゲストOSの方がよい値として表示されます。

４．64bit Fedora 8の実行

64bit Fedora 8(CPU：Q6600, Mem：8GB)にCompiz Fusionを導入してデスクトップキューブの反射効果表示を試してみました。
【CompizConfig Settings Managerでの主な指定】
・水平仮想サイズ：8個
・反射モード：上
・ズーム：1.0

５．その他

KNOPPIXの実行
32bit版のKNOPPIX(4.0, 5.1.1)を実行してみましたが共にメモリは3.3GB程度しか認識されませんでした。