Многие слышали о различных оптимизированных и улучшенных ядрах, это — Zen Kernel и pf-kernel из известных мне. Кроме того, что они добавляют новые возможности (TuxOnIce, поддержка aufs), они могут улучшить производительность, благодаря улучшенному менеджеру задач (BFS) и планировщику (BFQ). В этом топике я хочу сравнить производительность pf-kernel со стандартными ядрами в Ubuntu и Arch Linux, а также описать процесс сборки и установки pf-kernel для Ubuntu. Тестировать Zen Kernel я не вижу особого смысла, т.к. во-первых, проект выглядит заброшенным, а во-вторых, набор патчей и там и там очень похожий.
Начнем с теста Arch Linux на нетбуке.
Результаты теста UnixBench на стандартном ядре (3.0-ARCH):
А вот тот же тест на pf-kernel (3.0-pf):
Как видно, общий прирост производительности составил 20%.
Теперь результаты этих же тестов, но у же для Ubuntu.
На стандартном ядре (2.6.38-11-generic):
На pf ядре (2.6.38-pf8):
Прирост составил 18%, что на мой взгляд довольно ощутимо. Почему второй тест выдал чуть меньший результат? Скорее всего, дело в том, что тест проводился на x86_64 и в стандартном ядре было больше оптимизаций под архитектуру процессора, чем при ядре собранном под Pentium Pro на Intel Atom (SSE и прочие).
Как из этого всего видно, смысл в сборке своего ядра есть. Результаты примерно одинаковые на двух довольно разных процессорах: Intel Atom N270 и Core 2 Duo E8500.
Описывать процесс установки ядра для ARCH я не буду, он максимально прост. Я уверен, что для его пользователей это не составит труда.
Качаем ядро своей версии с kernel.org. Внимание: качать нужно версию без стабилизационных патчей (в случае с 2.6.38.11 качать нужно просто 2.6.38).
Качаем pf-kernel для этой версии ядра отсюда.
Распаковываем архивы и ставим патч.
patch -p1 < (адрес pfkernel патча)
Копируем свой конфиг в папку с ядром.
cp /boot/config-`uname -r` .config
При желании можно сделать localmodconfig, который отключит все лишние модули, это может сильно ускорить сборку ядра.
make localmodconfig
если будет ругаться на то что нет /sbin/lsmod
ln -s /bin/lsmod /sbin/lsmod
Настраиваем ядро
make menuconfig
Нужно включить BFS, BFQ и tuxonice при желании, а также во вкладке о процессоре стоит выбрать оптимизацию под свой процессор.
Ставим патч для ядер с kernel.org
sed -rie 's/echo "\+"/#echo "\+"/' scripts/setlocalversion
Очищаем директорию
make-kpkg clean
Собираем
CONCURRENCY_LEVEL=`getconf _NPROCESSORS_ONLN` fakeroot make-kpkg --initrd --append-to-version=-pf kernel_image kernel_headers
Вот собственно и все. Ставим ядро командой dpkg -i *.deb, перезагружаемся и выбираем его в загрузчике.
UPDATE:
Zen Kernel показал практически идентичный результат, местами чуть лучше, но в общем не более чем на 5%, а затем скрашился даже не завершив все тесты (время теста около 40 минут).
Некто Mr.z очень сильно сомневался в правильности расчетов, тут в таблице видно прирост показателей по каждому тесту, а также средний прирост, а не только прирост индекса. Цифры вышли практически полностью одинаковыми.
Для IoGa,WiseLord и gnomeby — Сравнение ванильного ядра с ванильным собранным под свою архитектуру если и показало прирост производительности, то не больше уровня погрешности, разницы почти ни какой.
Тесты
Arch Linux
Начнем с теста Arch Linux на нетбуке.
Результаты теста UnixBench на стандартном ядре (3.0-ARCH):
| Test | Score | Unit | Time | Iters. | Baseline | Index |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dhrystone 2 using register variables | 3432673.5 | lps | 10.0 s | 7 | 116700.0 | 294.1 |
| Double-Precision Whetstone | 821.7 | MWIPS | 10.2 s | 7 | 55.0 | 149.4 |
| Execl Throughput | 1048.3 | lps | 29.7 s | 2 | 43.0 | 243.8 |
| File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks | 120834.3 | KBps | 30.0 s | 2 | 3960.0 | 305.1 |
| File Copy 256 bufsize 500 maxblocks | 36417.8 | KBps | 30.0 s | 2 | 1655.0 | 220.0 |
| File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks | 290993.0 | KBps | 30.0 s | 2 | 5800.0 | 501.7 |
| Pipe Throughput | 240124.9 | lps | 10.0 s | 7 | 12440.0 | 193.0 |
| Pipe-based Context Switching | 21672.7 | lps | 10.0 s | 7 | 4000.0 | 54.2 |
| Process Creation | 2885.9 | lps | 30.0 s | 2 | 126.0 | 229.0 |
| Shell Scripts (1 concurrent) | 738.5 | lpm | 60.0 s | 2 | 42.4 | 174.2 |
| Shell Scripts (8 concurrent) | 135.6 | lpm | 60.4 s | 2 | 6.0 | 226.1 |
| System Call Overhead | 600176.7 | lps | 10.0 s | 7 | 15000.0 | 400.1 |
| System Benchmarks Index Score: | 221.1 | |||||
А вот тот же тест на pf-kernel (3.0-pf):
| Test | Score | Unit | Time | Iters. | Baseline | Index |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dhrystone 2 using register variables | 3700926.6 | lps | 10.0 s | 7 | 116700.0 | 317.1 |
| Double-Precision Whetstone | 846.1 | MWIPS | 10.2 s | 7 | 55.0 | 153.8 |
| Execl Throughput | 1343.2 | lps | 29.6 s | 2 | 43.0 | 312.4 |
| File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks | 127468.0 | KBps | 30.0 s | 2 | 3960.0 | 321.9 |
| File Copy 256 bufsize 500 maxblocks | 37622.9 | KBps | 30.0 s | 2 | 1655.0 | 227.3 |
| File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks | 342606.2 | KBps | 30.0 s | 2 | 5800.0 | 590.7 |
| Pipe Throughput | 296672.7 | lps | 10.0 s | 7 | 12440.0 | 238.5 |
| Pipe-based Context Switching | 41227.5 | lps | 10.0 s | 7 | 4000.0 | 103.1 |
| Process Creation | 3969.3 | lps | 30.0 s | 2 | 126.0 | 315.0 |
| Shell Scripts (1 concurrent) | 861.1 | lpm | 60.1 s | 2 | 42.4 | 203.1 |
| Shell Scripts (8 concurrent) | 159.4 | lpm | 60.2 s | 2 | 6.0 | 265.6 |
| System Call Overhead | 642005.3 | lps | 10.0 s | 7 | 15000.0 | 428.0 |
| System Benchmarks Index Score: | 264.6 | |||||
Как видно, общий прирост производительности составил 20%.
Ubuntu
Теперь результаты этих же тестов, но у же для Ubuntu.
На стандартном ядре (2.6.38-11-generic):
| Test | Score | Unit | Time | Iters. | Baseline | Index |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dhrystone 2 using register variables | 39162082.2 | lps | 10.0 s | 7 | 116700.0 | 3355.8 |
| Double-Precision Whetstone | 9143.1 | MWIPS | 9.9 s | 7 | 55.0 | 1662.4 |
| Execl Throughput | 11472.2 | lps | 29.8 s | 2 | 43.0 | 2668.0 |
| File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks | 1041722.3 | KBps | 30.0 s | 2 | 3960.0 | 2630.6 |
| File Copy 256 bufsize 500 maxblocks | 327345.4 | KBps | 30.0 s | 2 | 1655.0 | 1977.9 |
| File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks | 1730411.9 | KBps | 30.0 s | 2 | 5800.0 | 2983.5 |
| Pipe Throughput | 4204868.3 | lps | 10.0 s | 7 | 12440.0 | 3380.1 |
| Pipe-based Context Switching | 738528.0 | lps | 10.0 s | 7 | 4000.0 | 1846.3 |
| Process Creation | 32309.9 | lps | 30.0 s | 2 | 126.0 | 2564.3 |
| Shell Scripts (1 concurrent) | 11023.5 | lpm | 60.0 s | 2 | 42.4 | 2599.9 |
| Shell Scripts (8 concurrent) | 1425.4 | lpm | 60.0 s | 2 | 6.0 | 2375.7 |
| System Call Overhead | 5723850.3 | lps | 10.0 s | 7 | 15000.0 | 3815.9 |
| System Benchmarks Index Score: | 2580.4 | |||||
На pf ядре (2.6.38-pf8):
| Test | Score | Unit | Time | Iters. | Baseline | Index |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dhrystone 2 using register variables | 71269301.5 | lps | 10.0 s | 7 | 116700.0 | 6107.1 |
| Double-Precision Whetstone | 9175.2 | MWIPS | 9.9 s | 7 | 55.0 | 1668.2 |
| Execl Throughput | 12014.6 | lps | 30.0 s | 2 | 43.0 | 2794.1 |
| File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks | 1580881.5 | KBps | 30.0 s | 2 | 3960.0 | 3992.1 |
| File Copy 256 bufsize 500 maxblocks | 428842.2 | KBps | 30.0 s | 2 | 1655.0 | 2591.2 |
| File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks | 2315055.5 | KBps | 30.0 s | 2 | 5800.0 | 3991.5 |
| Pipe Throughput | 4389021.4 | lps | 10.0 s | 7 | 12440.0 | 3528.2 |
| Pipe-based Context Switching | 831655.8 | lps | 10.0 s | 7 | 4000.0 | 2079.1 |
| Process Creation | 34789.6 | lps | 30.0 s | 2 | 126.0 | 2761.1 |
| Shell Scripts (1 concurrent) | 11890.9 | lpm | 60.0 s | 2 | 42.4 | 2804.5 |
| Shell Scripts (8 concurrent) | 1506.4 | lpm | 60.0 s | 2 | 6.0 | 2510.7 |
| System Call Overhead | 5815793.6 | lps | 10.0 s | 7 | 15000.0 | 3877.2 |
| System Benchmarks Index Score: | 3050.7 | |||||
Прирост составил 18%, что на мой взгляд довольно ощутимо. Почему второй тест выдал чуть меньший результат? Скорее всего, дело в том, что тест проводился на x86_64 и в стандартном ядре было больше оптимизаций под архитектуру процессора, чем при ядре собранном под Pentium Pro на Intel Atom (SSE и прочие).
Как из этого всего видно, смысл в сборке своего ядра есть. Результаты примерно одинаковые на двух довольно разных процессорах: Intel Atom N270 и Core 2 Duo E8500.
Описывать процесс установки ядра для ARCH я не буду, он максимально прост. Я уверен, что для его пользователей это не составит труда.
Сборка и установка pf-kernel для Ubuntu
Качаем ядро своей версии с kernel.org. Внимание: качать нужно версию без стабилизационных патчей (в случае с 2.6.38.11 качать нужно просто 2.6.38).
Качаем pf-kernel для этой версии ядра отсюда.
Распаковываем архивы и ставим патч.
patch -p1 < (адрес pfkernel патча)
Копируем свой конфиг в папку с ядром.
cp /boot/config-`uname -r` .config
При желании можно сделать localmodconfig, который отключит все лишние модули, это может сильно ускорить сборку ядра.
make localmodconfig
если будет ругаться на то что нет /sbin/lsmod
ln -s /bin/lsmod /sbin/lsmod
Настраиваем ядро
make menuconfig
Нужно включить BFS, BFQ и tuxonice при желании, а также во вкладке о процессоре стоит выбрать оптимизацию под свой процессор.
Ставим патч для ядер с kernel.org
sed -rie 's/echo "\+"/#echo "\+"/' scripts/setlocalversion
Очищаем директорию
make-kpkg clean
Собираем
CONCURRENCY_LEVEL=`getconf _NPROCESSORS_ONLN` fakeroot make-kpkg --initrd --append-to-version=-pf kernel_image kernel_headers
Вот собственно и все. Ставим ядро командой dpkg -i *.deb, перезагружаемся и выбираем его в загрузчике.
UPDATE:
Zen Kernel показал практически идентичный результат, местами чуть лучше, но в общем не более чем на 5%, а затем скрашился даже не завершив все тесты (время теста около 40 минут).
Некто Mr.z очень сильно сомневался в правильности расчетов, тут в таблице видно прирост показателей по каждому тесту, а также средний прирост, а не только прирост индекса. Цифры вышли практически полностью одинаковыми.
Для IoGa,WiseLord и gnomeby — Сравнение ванильного ядра с ванильным собранным под свою архитектуру если и показало прирост производительности, то не больше уровня погрешности, разницы почти ни какой.
