Bộ xử lý M1 của Apple là bộ xử lý máy tính để bàn và máy tính xách tay đẳng cấp thế giới – nhưng khi nói đến các hệ thống dành cho người dùng cuối có mục đích chung, có một thứ tốt hơn là tốc độ. Tất nhiên chúng tôi đang đề cập đến Cảm giác Nhanh – liên quan đến một hệ thống đáp ứng mong đợi của người dùng một cách dễ dàng và đáng tin cậy hơn so với tốc độ thô.

Howard Oakley – Tác giả của nhiều thổ dân Mac Dịch vụ Giống như Cormorant, Spundle và Stibium – họ đã đào một số để tìm ra Tại sao Máy Mac M1 của nó cảm thấy nhanh hơn so với máy Mac của Intel và kết luận câu trả lời là QoS. Nếu bạn không quen thuộc với thuật ngữ này, nó là từ viết tắt của chất lượng dịch vụ – và tất cả là về việc lên lịch các tác vụ.

Năng suất cao hơn không phải lúc nào cũng có nghĩa là người dùng hạnh phúc hơn

Có một xu hướng rất phổ biến là đánh đồng ‘hiệu suất’ với năng suất – đại khái là các nhiệm vụ được hoàn thành trên một đơn vị thời gian. Mặc dù năng suất nói chung là thước đo dễ dàng nhất để đo lường, nhưng nó không phù hợp tốt với nhận thức của con người. Những gì con người thường nhận thấy không phải là năng suất, mà là độ trễ – không phải là số lần một nhiệm vụ có thể được hoàn thành, mà là thời gian cần thiết để hoàn thành một nhiệm vụ riêng lẻ.

Đây tại Ars, của riêng chúng tôi Kiểm tra Wi-Fi Các chỉ số tuân theo khái niệm này – chúng tôi đo lượng thời gian cần thiết để tải một trang web mô phỏng trong điều kiện mạng bình thường hợp lý chứ không phải là số lần một trang web (hoặc bất kỳ thứ gì khác) có thể tải mỗi giây trong khi nó đang chạy ổn định.

Chúng ta cũng có thể thấy một ví dụ tiêu cực – một ví dụ trong đó tốc độ truyền tải nhanh nhất tương ứng với những người dùng không hài lòng rõ ràng – vào khoảng năm 2006 Giới thiệu Từ hàng đợi hoàn toàn công bằng (cfqI / O Scheduler trong nhân Linux. cfq Nó có thể được điều chỉnh rộng rãi, nhưng trong cấu hình ngoại vi, nó tối đa hóa năng suất bằng cách sắp xếp lại các hoạt động đọc và ghi đĩa để giảm tìm kiếm, sau đó cung cấp dịch vụ tổng hợp cho tất cả các quy trình đang hoạt động.

Thật không may, trong khi cfq Trên thực tế, nó đã cải thiện đáng kể năng suất tối đa, nó đã làm như vậy với độ trễ tác vụ tăng lên – có nghĩa là một hệ thống được tải vừa phải cảm thấy chậm và không phản hồi với người dùng, dẫn đến sự gia tăng đáng kể các khiếu nại.

Mặc du cfq Nó có thể được đặt để có độ trễ ít hơn, vì vậy hầu hết những người dùng không hài lòng đã hoàn toàn thay thế nó bằng một lịch trình của đối thủ cạnh tranh như noop hoặc là deadline Thay vào đó – và mặc dù giới hạn năng suất thấp hơn, nhưng độ trễ duy nhất giảm xuống khiến người dùng máy tính để bàn / tương tác hài lòng hơn với tốc độ cảm nhận của thiết bị.

Sau khi khám phá ra cách tối đa hóa năng suất dưới mức tối ưu với chi phí là độ trễ, hầu hết các bản phân phối Linux đã bỏ cfq Cũng giống như nhiều người dùng đã có. Mũ đỏ bỏ đi cfq đến deadline Vào năm 2013, RHEL 7 cũng vậy – và Ubuntu tiếp nối ngay sau đó vào năm 2014 Trusty Tahr (14.04) ấn bản. Tính đến năm 2019, Ubuntu sở hữu Bỏ bê cfq Hoàn toàn.

Chất lượng dịch vụ với Big Sur và Apple M1

Khi Oakley ghi nhận số lần người dùng Mac khen ngợi máy Mac M1 vì cảm giác cực kỳ nhanh – mặc dù các chỉ số hiệu suất không phải lúc nào cũng hỗ trợ những cảm xúc đó – ông đã xem xét kỹ trình lập lịch tác vụ macOS ban đầu.

MacOS cung cấp bốn cấp độ ưu tiên các tác vụ được xác định trực tiếp – từ thấp đến cao, chúng backgroundVà utilityVà userInitiated, Và userInteractive. Ngoài ra còn có cấp thứ năm (mặc định, khi QoS không được xác định theo cách thủ công) cho phép macOS tự quyết định mức độ quan trọng của một nhiệm vụ.

Năm cấp độ QoS này giống nhau cho dù máy Mac của bạn được cung cấp bởi Intel hay Apple Silicon – nhưng cách QoS thực thi nó sẽ thay đổi. Trong một CPU tám nhân Intel Xeon W, nếu hệ thống không hoạt động, macOS sẽ lên lịch cho bất kỳ tác vụ nào trên tất cả 8 nhân, bất kể cài đặt QoS. Nhưng trên M1, ngay cả khi hệ thống hoàn toàn không hoạt động, background Nhiệm vụ ưu tiên chỉ chạy bốn công suất / hiệu quả năng lượng thấp của M1 Icestorm Cốt lõi, để lại bốn hiệu suất cao hơn Firestorm Lõi nhàn rỗi.

Mặc dù điều này khiến các tác vụ có mức độ ưu tiên thấp, Oakley đã kiểm tra hệ thống bằng cách nén tệp kiểm tra 10GB – chậm hơn trên máy Mac M1 so với máy Mac Intel, nhưng các hoạt động vẫn nhất quán hơn trong phạm vi “hệ thống không hoạt động” cho đến “hệ thống cực kỳ bận rộn”.

Hoạt động với Hàng đầu Hiệu suất của cài đặt QoS trên M1 cũng nhất quán hơn so với Intel Mac – macOS muốn chuyển các tác vụ có mức độ ưu tiên thấp hơn vào Icestorm Các lõi chỉ còn lại hiệu suất cao Firestorm Các lõi trống và sẵn sàng phản hồi nhanh chóng và ổn định khi userInitiated Và userInteractive Các nhiệm vụ cần phải xử lý.

Kết luận

Chiến lược QoS của Apple dành cho Mac M1 là một ví dụ tuyệt vời về kỹ thuật cho một điểm khó khăn thực tế trong khối lượng công việc thay vì theo đuổi các chỉ số tùy ý. Để lại hiệu suất cao Firestorm Các lõi không hoạt động khi thực thi background Nhiệm vụ có nghĩa là họ có thể cống hiến toàn bộ hiệu suất của mình cho userInitiated Và userInteractive Các nhiệm vụ khi chúng phát sinh và tránh cảm giác rằng hệ thống không phản hồi hoặc thậm chí “phớt lờ” người dùng.

Cần lưu ý rằng Big Sur chắc chắn Anh ấy có thể Sử dụng chiến lược tương tự với bộ xử lý Intel Octa Core. Mặc dù không có sự phân chia lớn / nhỏ tương tự trong hiệu suất cơ bản trên x86, nhưng không có gì ngăn cản hệ điều hành tự ý khai báo một số lõi nhất định background Chỉ. Điều khiến Apple M1 cảm thấy nhanh như vậy không phải là thực tế là bốn lõi của nó chậm hơn những lõi khác – đó là hệ điều hành sẵn sàng hy sinh năng suất tối đa để giảm độ trễ tác vụ.

Cũng cần lưu ý rằng những cải tiến tương tác mà người dùng Mac M1 thấy phụ thuộc nhiều vào các tác vụ được lên lịch thích hợp ngay từ đầu – nếu các nhà phát triển không sẵn sàng sử dụng mức độ ưu tiên thấp. background Xếp hàng khi thuận tiện vì họ không muốn ứng dụng của mình trông chậm và mọi người đều thua cuộc. Bộ phần mềm dọc bất thường của Apple có thể sẽ giúp ích rất nhiều ở đây, vì các nhà phát triển của Apple có khả năng ưu tiên phản hồi hệ thống tổng thể ngay cả khi nó có khả năng làm cho mã của họ “trông xấu” nếu bị kiểm tra chặt chẽ.

Nếu bạn quan tâm đến các chi tiết tinh tế hơn về cách mức QoS áp dụng cho máy Mac M1 và Intel – và tác động của chúng – chúng tôi thực sự khuyên bạn nên xem lại tác phẩm gốc của Oakley Đây Và Đây, Hoàn thành với ảnh chụp màn hình Lịch sử CPU trên màn hình hoạt động macOS khi Oakley quản lý các tác vụ với các mức độ ưu tiên khác nhau trên hai kiến ​​trúc khác nhau.