В ядре Linux 7.0-rc1 реализована расширенная поддержка оборудования и улучшена производительность.

Главная » Питон » В ядре Linux 7.0-rc1 реализована расширенная поддержка оборудования и улучшена производительность.

С появлением Linux экосистема вступает в новую фазу. Ядро Linux 7.0-rc1, первый кандидат на выпуск следующей крупной серии. Хотя переход с 6.x на 7.0, как признает сам Линус Торвальдс, в основном связан с поддержанием управляемых номеров версий, этот цикл особенно насыщен изменениями и подготовкой к будущему оборудованию.

Это далеко не просто косметическое обновление версии, Linux 7.0 обещает стать поворотным релизом в истории. для будущих дистрибутивов и платформ. Ожидается, что оно станет ядром по умолчанию для таких важных релизов, как Ubuntu 26.04 LTS и Fedora 44, а это значит, что решения и оптимизации, внедряемые сейчас, вероятно, будут определять пользовательский опыт Linux на настольных компьютерах, серверах и ноутбуках на долгие годы вперед.

Linux 7.0-rc1 закрывает окно слияния

С выпуском Linux 7.0-RC1Окно слияния ядра для этого цикла официально закрыто. Как обычно, после двухнедельного периода интеграции последовала заморозка основных новых функций, чтобы код мог стабилизироваться перед финальным релизом 7.0.

Торвальдс, как обычно, был предельно прямолинеен в своем объявлении о рассылке, отметив, что Новый основной номер версии не связан с кардинальными архитектурными изменениями. но скорее из-за его предпочтения избегать громоздких минорных версий, когда они приближаются к x.19. В результате, однако, эта «случайная» версия 7.0 оказывается одним из самых функциональных ядер за последнее время.

Исходный код Linux 7.0-rc1 уже доступен и может быть использован. клонировано из официального репозитория Git kernel.orgВ течение ближайших недель последующие версии-кандидаты будут в основном сосредоточены на исправлении ошибок, поиске регрессий и доработке большого объема изменений, которые были внесены в ходе слияния.

Как обычно, начинают появляться подробные обзоры функций и углублённые сравнительные тесты, позволяющие заранее оценить возможности системы. Linux 7.0 ведет себя корректно при реальных нагрузках. По сравнению с предыдущей стабильной серией. Предварительное тестирование показывает, что, хотя в некоторых областях наблюдаются многообещающие улучшения, другие все еще нуждаются в доработке перед окончательным релизом.

Ориентирован на платформы Intel и AMD следующего поколения.

Одним из наиболее поразительных аспектов этого цикла является Огромный объем работы, ориентированной на будущие платформы Intel и AMD.Linux 7.0 обеспечивает широкую поддержку процессоров Intel Nova Lake и Diamond Rapids, а также грядущей архитектуры AMD Zen 6, гарантируя, что эти чипы будут готовы эффективно работать с Linux сразу после выхода на рынок.

Со стороны Intel ядро ​​вводит Внедрение Nova Lake в нескольких подсистемахПримечательно, что идентификаторы платформ Nova Lake S теперь встроены в драйвер Intel LPSS (Low Power Subsystem), который обрабатывает такие интерфейсы, как SPI и HS-UART. Интересно, что для этой поддержки в основном потребовалось добавить новые идентификаторы устройств, что говорит о том, что существующая модель драйвера уже достаточно хорошо подходит для нового оборудования.

Процессорам Xeon от Diamond Rapids также уделяется особое внимание, в том числе: поддержка драйверов NTB (Non‑Transparent Bridge) и мониторинг событий производительностиЭти изменения должны помочь системным администраторам и разработчикам более точно определять характеристики и управлять процессорами серверов следующего поколения, как только они станут доступны.

Для AMD Linux 7.0 предоставляет дополнительные возможности. Поддержка событий и метрик производительности Zen 6Это повышает наблюдаемость и обеспечивает более точную настройку с помощью счетчиков производительности. Кроме того, в подсистеме CLX на Zen 5 появилась новая поддержка функций трансляции адресов, что указывает на то, что разработчики ядра ориентируются не только на будущие архитектуры, но и на совершенствование поддержки текущих поколений.

Помимо архитектуры x86, ядро ​​расширяет свою область применения за счет Поддержка атомарных инструкций LS64/LS64V для процессоров ARM64 а также функции CFI (Control Flow Integrity) в пользовательском пространстве для RISC-V. Кроме того, в основную ветку добавлена ​​поддержка SoC SpacemiT K3 RVA 23, что продолжает тенденцию Linux к использованию широкого спектра производителей и форм-факторов.

DSA 3.0 и ускорители для перемещения данных

В Linux 7.0 также сделан значительный шаг вперед в поддержке ускорителей за счет объединения обновленных патчей для Ускоритель потоковой передачи данных Intel (DSA) 3.0Этот аппаратный механизм предназначен для разгрузки задач перемещения и преобразования данных с центрального процессора, что может быть особенно полезно в центрах обработки данных, работающих с рабочими нагрузками, включающими крупномасштабное копирование, аналитику или потоковые операции. технологии конкуренции.

Новый код DSA 3.0 вводит новые интерфейсы sysfs, предоставляющие доступ к регистрам возможностейЭто позволяет программному обеспечению пользовательского пространства понимать и использовать дополнительные возможности, предлагаемые новейшими IP-блоками ускорителя. Среди заметных нововведений — поддержка максимального размера SGL, что важно для таких операций, как Gather copy и Gather reduce, где списки scatter-gather должны быть правильно рассчитаны по размеру, прежде чем пользовательские приложения смогут безопасно их использовать.

Одна интересная деталь заключается в том, что Интерфейс sysfs в DSA 3.0 отходит от привычных соглашений ядра. Размещая три значения в одном файле sysfs, тогда как стандартная практика обычно предполагает одно значение на файл. Хотя технически это исключение из правила, оно было принято в рамках обновления механизма DMA для Linux 7.0, подчеркивая, как сложность оборудования иногда выходит за рамки давно устоявшихся соглашений.

Ожидается, что эти изменения, связанные с ускорителями, принесут наибольшую выгоду в будущем. Серверы, расположенные в Даймонд-РапидсПредполагается, что именно здесь появится DSA 3.0. Однако все преимущества проявятся в полной мере только после обновления программных стеков и фреймворков пользовательского пространства для обнаружения и использования этих новых возможностей.

Графические процессоры, ноутбуки и более широкие возможности аппаратного обеспечения.

Хотя в заголовках новостей доминируют функции активации процессоров и ускорителей, Linux 7.0 также включает в себя ряд важных нововведений. Обновления графики и ноутбуковЧто касается графических процессоров, ядро ​​добавляет поддержку будущего графического оборудования AMD, продолжая тенденцию подготовки инфраструктуры на уровне ядра до запуска новых графических процессоров.

Компания Intel не отстает и в реализации своей интегрированной стратегии развития: Поддержка отображения в Nova Lake для интегрированного графического процессора Эта архитектура входит в дерево, создавая предпосылки для того, чтобы будущие ноутбуки и настольные компьютеры на базе этой архитектуры имели работающие конвейеры отображения с первого дня. Эти изменения в отображении идут рука об руку с постоянными обновлениями драйвера графики Intel Xe, который продолжает совершенствоваться под новую архитектуру Xe3.

Помимо чисто графических возможностей, Linux 7.0 содержит множество других функций. Улучшения драйверов для ноутбуков и добавление функций мониторинга датчиков.В том числе, добавлена ​​поддержка считывания данных с датчиков на большем количестве материнских плат ASUS. Подобная поэтапная работа менее заметна, чем крупные анонсы архитектуры, но, как правило, оказывает очень ощутимое влияние на повседневное использование, особенно в отношении температурного режима, управления вентиляторами и энергосберегающих режимов работы.

Поддержка оборудования Apple также улучшилась. Теперь ядро ​​самостоятельно устанавливает соединение. RTC, HWMON и входные субустройства для драйвера контроллера управления системой Apple (MACSMC).а также добавляет поддержку Apple USB Type-C PHY. В совокупности эти элементы постепенно улучшают работу Linux на современных компьютерах Apple, хотя такие системы по-прежнему требуют значительной специализированной работы.

Завершая обзор возможностей аппаратного обеспечения, в рамках данного цикла разработки многофункциональных устройств (МФУ) обеспечивается поддержка таких компонентов, как... Микросхемы управления питанием ROHM BD72720 и BD73900, микросхема управления питанием Rockchip RK801.а также дополнительные сетевые и дисковые контроллеры, такие как Delta Networks TN48M и вариант TS133 для микроконтроллеров QNAP.

Улучшения в файловых системах, хранении данных и вводе-выводе.

Как обычно, значительная часть видимого влияния на пользователя приходится на работу файловой системы и операций ввода-вывода. Linux 7.0 приносит улучшения в нескольких широко используемых файловых системах.с учетом как производительности, так и надежности.

К числу преимуществ, наиболее очевидных для пользователей, относятся: улучшенная производительность последовательного чтения для exFAT а также различные обновления для F2FS, популярной на флэш-накопителях. EXT4, одна из наиболее распространенных файловых систем по умолчанию в дистрибутивах Linux, получает улучшения, связанные с одновременной прямой записью данных, направленные на снижение конкуренции и улучшение работы при высоких параллельных нагрузках.

Помимо файловых систем, Linux 7.0 включает в себя стандартизированная система отчетности об ошибках ввода-вывода общего типаЭто должно помочь инструментам и приложениям более точно диагностировать проблемы с хранением данных. Поддержка многополосного SPI и возможности Octal DTR для устройств SPI NAND также являются частью этого цикла и ориентированы на встроенные системы и решения для хранения данных, которые используют высокопроизводительные последовательные интерфейсы.

К другим незаметным, но полезным дополнениям относятся: неблокирующие временные меткиЭто позволяет снизить конкуренцию на участках, чувствительных к временным параметрам, а также включает в себя различные низкоуровневые оптимизации в блоке и стеке ввода-вывода. Многие из этих изменений носят постепенный характер, но в совокупности они способствуют более плавной работе при смешанных или ресурсоемких нагрузках.

Кроме того, есть дальнейшее совершенствование производительности и стабильности. в подсистемах хранения и памяти. Возможно, они не носят броских названий или рекламных слоганов, но зачастую для повседневной надежности они имеют большее значение, чем заявленные характеристики.

Оптимизация производительности: успехи, неудачи и работа, имеющая отношение к играм.

В Linux 7.0 постоянно поднимается тема производительности, и работа над ней охватывает базы данных, планировщики, управление памятью и графику. Одним из наиболее важных моментов является... Заметное повышение производительности PostgreSQL на процессорах AMD EPYC. платформы, где целенаправленные улучшения ядра приводят к измеримому увеличению пропускной способности при работе с базами данных.

Есть также Оптимизация управления памятью и обновления масштабируемости планировщика. Это должно принести пользу как многоядерным, так и многопроцессорным системам. В сочетании с улучшениями в различных файловых системах эти изменения создают предпосылки для повышения производительности как при серверных нагрузках, так и при интенсивном использовании настольных компьютеров.

С точки зрения игр и графики, Linux 7.0 возвращает Поддержка больших страниц для NouveauЭто драйвер с открытым исходным кодом для графических процессоров NVIDIA. Это особенно актуально для драйвера NVK Vulkan, который может использовать большие страницы для уменьшения накладных расходов и потенциального улучшения времени отрисовки кадров и стабильности в играх и 3D-приложениях.

В настоящее время для Intel TSX (Transactional Synchronization Extensions) установлено следующее: автоматический режим по умолчанию на поддерживаемых процессорах. Хотя TSX является нишевой функцией для многих пользователей, приложения, предназначенные для использования транзакционной памяти, могут получить преимущества от более адаптивной конфигурации, управляемой ядром, которая использует возможности оборудования без необходимости ручной настройки.

Одновременно с этим появились первые результаты тестов процессоров Intel Core Ultra Series 3. Ситуация с озером Пантер-Лейк выглядит неоднозначно.Тесты, сравнивающие ядра Linux 7.0 для разработчиков с Linux 6.19 stable на ноутбуке MSI Prestige 14 с процессором Core Ultra X7 358H и графикой Arc B390, показывают, что в некоторых сценариях производительность скорее снижается, чем улучшается.

Эти измерения проводились с использованием одного и того же набора инструментов, с одинаковым профилем энергопотребления и практически идентичной конфигурацией ядра, за исключением новых опций, добавленных в версии 7.0. В настоящее время ведется работа по определению того, является ли это возможным. Эти регрессии специфичны для озера Пантер. или являются симптомом более широких проблем, возникших в процессе слияния. В настоящее время проводится дальнейшее кроссплатформенное тестирование, и любые выявленные проблемы, вероятно, будут устранены на этапе выпуска релиз-кандидата.

Разработчикам и пользователям, заинтересованным в производительности в играх, есть основания следить за этим циклом: в последнее время разработка ядра уделяет особое внимание именно этому параметру. планирование задач, управление памятью и зрелость графических драйверовВсе это имеет решающее значение для стабильной частоты кадров и рабочих нагрузок, чувствительных к задержкам. Хотя реальные улучшения будут зависеть от игрового движка, стека драйверов и дистрибутива, направление развития явно ориентировано на улучшение пользовательского опыта.

Rust, обновления инструментов и признание сообщества.

Помимо чисто аппаратных и производительных аспектов, Linux 7.0 продолжает развиваться в том, как пишется и поддерживается ядро. Ключевым символическим шагом в этом цикле является официальное подтверждение того, что поддержка Rust никуда не денется.Таким образом, был фактически положен конец идее о том, что Rust — это всего лишь эксперимент в рамках ядра.

Компоненты на основе Rust по-прежнему составляют небольшую долю от общего объема кода, но их присутствие постепенно расширяется.Многие разработчики считают, что ориентация языка на безопасность памяти и современные инструменты являются полезным дополнением к C, особенно в таких областях, как драйверы, где ошибки могут иметь далеко идущие последствия. Выпуск версии 7.0 подтверждает, что Rust теперь является неотъемлемой частью долгосрочной эволюции ядра.

В области диагностики также были усовершенствованы существующие инструменты. Например, Теперь turbostat отображает статистику кэша L2 на более новых процессорах Intel.Это позволяет опытным пользователям и инженерам по производительности глубже понять, как эти процессоры ведут себя под нагрузкой. Возможность анализировать больше метрик на уровне кэша непосредственно из знакомого инструмента может быть полезна для отладки аномалий производительности или настройки рабочих нагрузок.

В этом релизе также появился более «человечный» элемент: теперь в файле CREDITS ядра есть и другие подобные элементы. официально признает многолетнее руководство Стивена Ротвелла проектом Linux-Next.После руководства проектом Linux-Next с 2008 года Ротвелл ушел в отставку в середине января, передав эстафету Марку Брауну.

Linux-Next выступает в роли промежуточная область, где интегрированы ветви подсистем и тематические деревья. Перед каждым окном слияния. Это позволяет разработчикам тестировать изменения между подсистемами на более ранних этапах и предоставляет смелым пользователям доступ к самым последним патчам без необходимости вручную собирать несколько репозиториев. Упоминание в списке заслуг — это небольшое, но значимое признание почти двух десятилетий работы, которая незаметно поддерживала повседневный процесс разработки ядра.

Рассматривая все эти области — от обеспечения перспективности Nova Lake, Diamond Rapids и Zen 6 до настройки файловой системы, интеграции Rust и признания заслуг сообщества — Linux Версия 7.0 выделяется не столько какой-либо одной ключевой особенностью, сколько масштабом постепенных, взаимосвязанных изменений.С выходом версии 7.0-rc1 основное внимание переключается на стабилизацию и тонкую настройку производительности, но уже сейчас ясно, что это ядро ​​станет основополагающим релизом для следующей волны дистрибутивов Linux и аппаратных платформ.