Android Grundlagen – Android RAM Management erklärt!

Nach einer langen Pause in dieser Reihe, möchte ich mich heute noch einmal einem neuen Android Grundlagen Artikel widmen. Dabei stellt dieser Artikel dem Grunde nach eine direkte Fortsetzung zu meinen Artikeln über Cleaning Apps, und die Beschleunigung des Systems mit Bordmitteln dar.

Widmen wir uns also heute der Tatsache, dass sich viele Smartphone-Besitzer über einen vollen Arbeitsspeicher ärgern. Aber ist dies wirklich so schlimm, wie es auf den ersten Blick scheint? Ist manuelles RAM-Management in Android wirklich sinnvoll? Und wie viel Arbeitsspeicher sollte eigentlich frei sein?

Mancher Nutzer installiert sich daher App-Killer oder RAM-Management-Apps, um den Speicher freizumachen. Ein Fehler, wie wir später sehen werden. Beginnen wir aber mit den Grundlagen. Dazu möchte ich mit einer allgemeinen Einführung des Begriffs starten, um Euch zu erläutern was RAM eigentlich ist.

Was ist der RAM?

Im Smartphone gibt es, wie allgemein in jedem Computer, mehrere unterschiedliche Speicher-Typen. Diese sind nicht nur unterschiedlich schnell, und teuer, sondern kommen in den Geräten auch für gänzlich verschiedene Zwecke zum Einsatz. Der interne Speicher – auf dem die ROM liegt – ist langsam, und preiswert, kann Daten dafür aber auch ohne permanente Stromzufuhr dauerhaft speichern. Dort liegen entsprechend Euer System, die Apps und deren Daten, aber auch Fotos oder Videos.

Der RAM, oder Random Access Memory, ist hingegen sehr viel schneller als der interne Speicher, kann Daten ohne Stromzufuhr jedoch nicht dauerhaft speichern, sondern vergisst diese dann wieder. Im RAM – auch Arbeitsspeicher genannt – werden beim Einschalten und Hochfahren das Betriebssystem, Autostart-Apps, Hintergrundbilder und -Prozesse für einen schnellen Zugriff bereits vorab geladen. Er dient den Apps sozusagen als Arbeitsfläche, auf der sie kurzzeitig Daten ablegen können, die ausschließlich während der aktiven Nutzung notwendig sind.

Wie viel RAM ist sinnvoll?

High-End-Smartphones kommen aktuell mit 4, 6 oder 8 GByte auf den Markt. Wahrscheinlich wird sich der Wert auf 6 GByte einpendeln, da viele App-Installationen 4 GByte RAM doch recht schnell auslasten. Dass die Größe in anderen Marktsegmenten ebenfalls steigt ist gut so, denn ordentliche Performance ist bei einem Gigabyte Arbeitsspeicher nicht einmal mit Android Go zu erreichen.

Wie Euer Smartphone seinen RAM nutzt

RAM in Eurem Smartphone wird meistens als Ort für Anwendungen verwendet, die ihre Daten speichern. Im einfachsten Fall bedeutet das, dass mehr RAM mehr Apps im Hintergrund laufen lassen kann, ohne das Gerät dabei merklich zu verlangsamen. Aber wie die meisten anderen Dinge ist es nicht ganz so einfach, wie es sich anhört. Der Arbeitsspeicher ist bereits in Betrieb, bevor Android überhaupt in Betrieb ist. Ich will hier nicht über schickes Low-Level-Management oder Dinge wie Compcache sprechen, aber so nutzt Euer Smartphone im Grunde genommen seinen Arbeitsspeicher:

  1. Der Kernel-Bereich: Jedes Android-Smartphone läuft auf einem Linux-Kernel. Der Kernel wird in einer speziellen komprimierten Datei gespeichert, die beim Einschalten des Geräts direkt in den Arbeitsspeicher extrahiert wird. Dieser reservierte Speicher enthält den Kernel, Treiber und Kernelmodule, die die Hardware und den Platz zum Cachieren von Daten im und aus dem Kernel steuern.
  2. Der RAMdisk für virtuelle Dateien: Es gibt einige Ordner und Dateien im Systembaum, die nicht „echt“ sind. Sie sind Pseudodateien, die beim Booten weggeschrieben werden und Dinge wie Batteriestand und CPU-Geschwindigkeitsdaten enthalten. Bei Android ist das gesamte /proc-Verzeichnis eines dieser Pseudodateisysteme.
  3. Netzwerk-Radios: Daten über Eure IMEI- und Radioeinstellungen werden im NVRAM gespeichert (Nichtflüchtiger Speicher, der nicht gelöscht wird, wenn Sie Ihr Telefon ausschalten), aber zusammen mit der Software, die für die Unterstützung des Modems beim ersten Einschalten Ihres Telefons benötigt wird, ins RAM übertragen. Platz ist reserviert, um dies alles im Gedächtnis zu behalten.
  4. Die GPU: Die Grafikkarte im Smartphone benötigt zum Betrieb Speicherplatz. Das nennt man VRAM, und moderne Smartphones verwenden integrierte GPUs, die kein eigenständiges VRAM haben. Dafür ist ebenfalls System-RAM reserviert.

Sobald das erledigt ist und Euer Smartphone betriebsbereit ist, bleibt nur noch der verfügbare Arbeitsspeicher, den Ihr Handy für den Betrieb und die Ausführung von Anwendungen benötigt. Ein Teil davon ist auch für Dinge reserviert, die schnell passieren müssen (Low-Level-Betriebssystemfunktionen und Housekeeping). Dies sind softwarebasierte Einstellungen, die die Leute, die das Betriebssystem geschrieben und den Kernel für das vorliegende Smartphone gebaut haben, und eine minimale Menge an RAM frei haält(also minfree), so dass diese Low-Level-Funktionen nach Bedarf ausgeführt werden können, ohne auf eine Anwendung warten zu müssen, um Speicher freizugeben.

All dies ist der Grund, warum die verfügbare RAM-Liste in den Einstellungen nicht die gleiche ist wie die Gesamtmenge an RAM, die in dem Smartphone installiert ist. Der volle Betrag ist wirklich da, aber ein Teil davon – normalerweise etwa 1 GB –  ist reserviert. Deine Apps kämpfen dann also nur noch um den Rest.

RAM voll, und nun?

Da Android seine Wurzeln im Linux- bzw. Unix-Bereich hat, stellt der Linux-Systemkern die Regeln für die Verwaltung des Arbeitsspeichers auf. Und diese folgen der Philosophie

„Freier Arbeitsspeicher ist verschwendeter Arbeitsspeicher“.

Vielleicht habt Ihr dieses Sprichwort über Android und desen Speicherverwaltung ja schon einmal gehört. Android wurde also dahingehend entwickelt, den Arbeitsspeicher so schnell wie möglich mit Apps und den dazugehörigen Daten zu füllen und ihn voll zu halten, so dass nur die minimale Menge von oben für die Hauswirtschaft offen bleibt.

Dies unterscheidet sich von der Funktionsweise von Windows, aber wenn Ihr einen Mac verwendet, werded Ihr die hohe Ähnlichkeit direkt erkennen. Windows hält sich RAM stets offen und frei für eine Anwendung, die es benötigt. Linux hält eine App dahingegen im Speicher, bis der Speicher anderweitig benötigt wird. Apps und ihre Prozesse erhalten eine Priorität, je nachdem, was sie tun, wie sie es tun und wann sie das letzte Mal geöffnet waren. Wenn Ihr also eine neue Anwendung öffnen möchtet, werden die Anwendungen mit niedrigeren Prioritäten geschlossen, so dass die neue Anwendung über den benötigten Arbeitsspeicher verfügt.

Wenn Ihr euer Smartphone benutzt, werden Ihr oftmals die gleichen Anwendungen nutzen – jedenfalls einige wesentlich häufiger, als manch andere Anwendungen. Diese Anwendungen bleiben in der Regel im Arbeitsspeicher und werden ausgeführt, so dass sie sofort verfügbar sind. Wenn der Arbeitsspeicher frei ist, müssen die Anwendungen erst die Prozesse neu starten, mit denen Sie interagieren können, was deutlich langsamer ist, und mehr Batteriestrom verbraucht, als wenn sie im Arbeitsspeicher verbleiben.

Es ist ein wahres Sprichwort für Euern Android (oder iOS) Telefon, aber nicht für Euren Windows-Computer oder Ihr Chromebook (ebenfalls ein Linux-Kernel-basiertes Betriebssystem, das aber Zcache und Sandboxing in einem sehr benutzerdefinierten RAM-Verwaltungsschema verwendet), weil sie RAM anders verwalten.

Was bringt mir mehr RAM in meinem Smartphone?

Ihr kennt die kurze Antwort bereits, weil sie oben steht: so können mehr Apps im Hintergrund laufen. Aber die lange Antwort ist die eigentlich interessante.

Das erste Android-Smartphone, das T-Mobile G1, hatte 192 MB RAM. Das Pixel 2 hat etwa 22 mal mehr mit 4GB, und das HTC U12+ sogar 33 mal mehr mit 6GB.

8GB oder 10GB RAM sind für ein typisches Android-Smartphone jedoch völlig überflüssig. Smartphones wie ein Android One/Android Go Telefon können mit 1,5 – 2GB freiem RAM nach dem Hochfahren des Telefons davonkommen. So auch das Galaxy S8, aber nur, weil die minfree Einstellungen so eingestellt sind, dass die Home App – die Benutzeroberfläche – gezwungen wird, offen zu bleiben, und ob schlechter Optimierung einen großen Teil des reservierten RAM nutzt.

Mit dem, was uns das sagt, können wir sehen, dass ein Telefon wie das Galaxy S8 mehr Arbeitsspeicher benötigt. Da fast jedes Telefon mit 4 GB RAM ausgestattet ist, gibt es hier keinen wirklichen Unterschied. Aus diesem Grund haben Samsung, LG, HTC und andere auch Wege gefunden, um laufende Prozesse außerhalb der minfree Einstellungen für die Zeiten zu beenden, in denen sie eine kleine Leistungssteigerung benötigen. Wenn Du alle aktiven Apps unterbrichst, werden solche, die noch nicht im Speicher waren, ggfs. etwas schneller gestartet.

Geräte brauchen nicht mehr RAM, aber können immer mehr verwenden.

RAM ist billig undmehr RAM sieht auf einem Datenblatt großartig aus. Unternehmen berechnen viel für ein Modell mit mehr RAM, wobei der Großteil der Mehrkosten dafür anfällt, dass dies auch bedeutet, dass sie ein weiteres Modell zu fertigen und eine andere Stückliste zu pflegen haben. Die tatsächlichen Chips, die in das Smartphone kommen, kosten nur ein paar Cent, wenn man sie im großen Stil kauft.

Es ist beeindruckend, vor allem für Tech-Enthusiasten und Early Adopters. Ich gebe zu, es interessiert mich. Ich mag es, optimierte Software zu sehen, die gut auf minimaler Hardware laufen kann, weil es für mich eine Kunstform ist; das Schreiben von Code kann schön sein. Aber ich bin auch neugierig, was es bedeutet, wenn die beiden im selben Gerät miteinander verwoben sind. Wenn ich 8 GB RAM in den Spezifikationen sehe, wird mich das sofort interessieren, genau wie bei einem hochauflösenden Display.

Unternehmen, die Smartphones bauen, wissen das. Sie wissen auch, dass mehr RAM in einem Smartphone bedeutet, dass sie es mit weniger Software-Optimierung – einer kostspieligen und zeitintensiven Sache – versuchen können. So oder so, einige von uns werden stets nur wegen der Spezifikationen kaufen. Das macht die Mehrkosten wert, denn die Leute, die über Ihr Produkt sprechen, sind unbezahlbar.

Das ist besonders wichtig im Osten. Smartphones mit beeindruckenderen Spezifikationen verkaufen sich besser in Indien und China – den beiden Märkten, die das größte Wachstumspotenzial in der Branche aufweisen -, weil mehr Menschen in Indien und China beeindruckende Hardware haben wollen.

Wrap-Up

Wenn das alles gesagt und getan ist, können wir also festhalten, dass Ihr wahrscheinlich nicht mehr als 4GB RAM in Eurem Smartphone benötigen werdet. Das wird sich sicherlich in der Zukunft irgendwann ändern. Aber es ist wichtig, das Potenzial von 4 oder 6GB RAM in Kombination mit schnellem digitalem Speicher für neue Ideen und Funktionen zu nutzen. Lasst nicht zu, dass zusätzlicher RAM Euer einziger Entscheidungsfaktor beim Kauf eines Smartphone ist, aber schreibt es auch nicht ausschließlich als Gimmick ab – die Mischung macht’s!

 

 

 

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