Raspberry Pi 調整 swap 虛擬記憶體

2021-04-04 332 words 2 minutes

Contents

Raspberry Pi 預設的 Swap 空間只有 100MB，在跑 Prometheus、Transmission 等較吃資源的服務時，記憶體加 Swap 加起來仍然不夠，容易導致服務被系統強制終止（OOM Kill）。本文說明如何調整 Swap 大小，並了解相關的注意事項。

為何需要調整 Swap

Swap（交換空間）是一種虛擬記憶體機制，當實體 RAM 不足時，作業系統會把部分記憶體內容搬移到 Swap 區，騰出空間給當前執行的程式。

Raspberry Pi 各型號的 RAM：

型號	RAM
Pi Zero / Zero 2	512MB
Pi 3B / 3B+	1GB
Pi 4B	2GB / 4GB / 8GB

問題：Raspberry Pi OS 預設只設定 100MB Swap，對於需要長時間執行服務的情境遠遠不夠。

查看目前 Swap 使用情況

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# 查看記憶體與 Swap 使用狀況（-h 顯示人類可讀格式）
free -h

# 輸出範例：
#               total        used        free      shared  buff/cache   available
# Mem:          927Mi       512Mi        85Mi        12Mi       329Mi       351Mi
# Swap:          99Mi        99Mi         0.0Ki

# 查看 Swap 詳細資訊
swapon -s

# 或用 cat 直接查看
cat /proc/swaps

調整 Swap 大小的步驟

Raspberry Pi OS 使用 dphys-swapfile 管理 Swap，設定檔在 /etc/dphys-swapfile。

步驟一：編輯設定檔

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sudo nano /etc/dphys-swapfile

找到 CONF_SWAPSIZE 這行，修改為想要的大小（單位：MB）：

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# 預設值（100MB，通常不夠用）
# CONF_SWAPSIZE=100

# 改為 512MB
CONF_SWAPSIZE=512

# 或改為 1024MB（1GB）
# CONF_SWAPSIZE=1024

也可以改用 CONF_SWAPFACTOR，讓 Swap 自動設定為 RAM 的倍數：

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# 設定 Swap = RAM × 2（例如 RAM 1GB → Swap 2GB）
CONF_SWAPFACTOR=2

# 注意：使用 CONF_SWAPFACTOR 時需要先將 CONF_SWAPSIZE 這行注解掉

步驟二：重新啟動 dphys-swapfile 服務

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# 停止並重新建立 Swap
sudo service dphys-swapfile stop
sudo service dphys-swapfile start

# 或直接 restart（會自動重建 swap file）
sudo service dphys-swapfile restart

步驟三：確認設定生效

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free -h
# Swap 那行應該顯示新的大小

Swap 過大的缺點

雖然增加 Swap 可以避免 OOM 問題，但也有副作用：

SD Card 壽命減少：Swap 會頻繁讀寫 SD Card，而 SD Card 的寫入次數（P/E 次數）有限，過度使用會加速老化。
效能低落：Swap 的速度遠低於 RAM，頻繁 Swap 會讓系統反應變慢。
掩蓋真正問題：Swap 用盡不代表 Swap 不夠，有時是記憶體洩漏（Memory Leak）的症狀。

建議：

一般情況設定 512MB 到 1GB 即可
若 Swap 長期接近滿載，應考慮使用 USB SSD 取代 SD Card，或升級到更高 RAM 的型號
可將 Swap 設定到 USB 外接儲存裝置上，延長 SD Card 壽命

監控 Swap 使用情況

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# 即時監控
watch -n 5 free -h

# 查看哪些程式佔用最多記憶體
ps aux --sort=-%mem | head -10

# 查看 Swap 使用量（分程序）
for file in /proc/*/status; do
  awk '/VmSwap|Name/{printf $2 " " $3 "\n"}' $file 2>/dev/null
done | sort -k2 -n -r | head -10