RT कर्नेल का उपयोग करना (कम विलंबता)

इस ब्लॉग के महान अनुयायी और टिप्पणीकार मिगुएल मेयोल ने प्रकाशित एक लेख की सिफारिश की हिसपोसोन आरटी गुठली के उपयोग पर, जिसे हमने इसके कुछ हिस्सों में प्रकाशित और विस्तारित करने का निर्णय लिया है। L आरटी गुठली अनुमति दें इष्टतम प्रदर्शन कुछ में विशेष स्थितिउदाहरण के लिए, ऑडियो संपादन या आभासी संगीत वाद्ययंत्र का उपयोग।

मल्टीटास्किंग कर्नेल

लिनक्स कर्नेल, अधिकांश आधुनिक ऑपरेटिंग सिस्टमों की तरह, मल्टीटास्किंग है। इसका मतलब है कि एक ही समय में कई कार्यक्रम चल रहे हैं।

वास्तव में, यह वास्तव में ऐसा नहीं है। आप क्या करते हैं कार्यक्रमों को एक कतार में रखा जाता है और, एक-एक करके, माइक्रोप्रोसेसर उन्हें निश्चित समय के लिए निष्पादित करता है। एक बार जब यह समाप्त हो जाता है, तो माइक्रोप्रोसेसर कार्य को बाधित करता है, इसे आधा छोड़ देता है और अगले को रास्ता देता है। समय की इस मात्रा को क्वांटम या टाइम स्लाइस कहा जाता है, और इसे निरंतर नहीं होना चाहिए।

एक अच्छा सादृश्य एक ही समय में कई व्यंजन तैयार करने वाला बार कुक हो सकता है: एक टेंडरलॉइन सैंडविच, एक ट्रिप सैंडविच, एक मिश्रित सलाद ... अब मैं रोटी तोड़ता हूं, पैन को चालू करता हूं, जबकि यह गर्म हो रहा है मैं लेट्यूस धोता हूं, आदि।

यदि क्वांटम काफी छोटा है, तो धीमी गति से पर्यवेक्षक के लिए व्यक्तिपरक छाप, जैसे कि मनुष्य, एक तेजी से प्रोसेसर के बजाय कार्यों को वैकल्पिक रूप से निष्पादित कर रहा है, हमारे पास उनमें से प्रत्येक के लिए एक धीमी प्रोसेसर है (एक ही रसोई में कई रसोइया धीरे-धीरे प्रत्येक कर रहे हैं) एक एकल प्लेट)।

टास्क स्विचिंग एक लागत पर आता है

मल्टीटास्किंग मुफ्त नहीं है: इसमें प्रोसेसर ओवरहेड शामिल है। दरअसल, एक काम को बेदखल करना और अगले को लोड करना अतिरिक्त काम है। इस ऑपरेशन को 'संदर्भ स्विचिंग' या 'कार्य स्विचिंग' कहा जाता है। CPU को पूरी तरह से एक-एक करके चलाने, उन्हें 'स्लाइस' में काटने और एक से दूसरे में कूदने के मामले में CPU के संदर्भ में यह अधिक प्रभावी होगा। हालाँकि, सिस्टम अन्तरक्रियाशीलता खो देगा, हम एक सर्वर के मामले में, एक साथ कई अनुरोधों को पूरा करने के लिए कई खिड़कियां खोल सकते हैं या नहीं कर सकते हैं।

विलंबता और प्रदर्शन

मान लीजिए कि हमारे रसोइए को 20 किलो झींगे और गड्ढे को 20 किलो जैतून को छीलना है। कैसे काम की योजना है?

एक चरम मामले में, वह पहले सभी झींगे को छीलता है, अपने हाथों को धोता है ताकि स्वादों को न मिलाएं, और फिर सभी जैतून को गड्ढे में डाल दें। हम इसका इस तरह प्रतिनिधित्व करेंगे:

GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG… CAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA…

विपरीत छोर पर, वह एक झींगा छीलता है, अपने हाथों को धोता है, एक जैतून को गड्ढे करता है, अपने हाथों को धोता है ... झींगा, जैतून, झींगा, जैतून ... हम इस तरह का प्रतिनिधित्व करेंगे:

GCACGCACGCACGCACGCACGCACGCACGCACGCACGCACGCACGCACGCACACACAC…

'C' संदर्भ में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है: हाथ धोएं, बर्तन बदलें ...

उसी समय, एक वेटर ग्राहकों के अनुरोधों को इकट्ठा करता है: "एक झींगे के साथ!" ... "जैतून के साथ एक!" ... और उन्हें रसोई में स्थानांतरित करता है।

पहले मामले में, मान लीजिए कि एक ग्राहक अंदर आता है और झींगा के एक हिस्से के लिए पूछता है। कोई बात नहीं, इसे तुरंत परोसा जाता है। लेकिन अगर वह जैतून मांगे तो क्या होगा? वेटर तब तक इसे परोस नहीं सकता था जब तक कि सभी झींगे छिल नहीं जाते। इस मामले में, विलंबता, जो कि वह समय है जो किसी अनुरोध के जवाब देने तक किए जाने से गुजरता है, बहुत अधिक होगा।

दूसरे मामले में, ग्राहक जो भी मांगता है, वह थोड़े समय में उपलब्ध होगा, व्यावहारिक रूप से भी दोनों मामलों में समान है। विलंबता कम होगी, लेकिन एक लागत पर: संदर्भ परिवर्तनों के कारण प्रदर्शन में कमी होगी, उस समय के हिस्से के रूप में समझा जाएगा जिसके दौरान सीपीयू समर्थन कार्यों के बजाय सीधे उत्पादक कार्य कर रहा है।

स्पष्ट रूप से इस मामले में आदर्श समाधान एक मध्यम आधार होगा, जो राशन के आकार और अनुरोधों के सांख्यिकीय वितरण पर निर्भर करेगा। कतारबद्ध सिद्धांत गणित की वह शाखा है जो इन स्थितियों का अध्ययन करने और इष्टतम समाधान प्रदान करने के लिए जिम्मेदार है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, विलंबता और प्रदर्शन विपरीत हैं। इस कारण से यह कहना सही नहीं है कि आरटी कर्नेल अधिक प्रदर्शन देते हैं। इसके विपरीत, विलंबता कम करना मशीन के प्रदर्शन को कम करता है और इसलिए सिस्टम के लिए एक खराब विकल्प है जिसे सुपर-फास्ट प्रतिक्रियाओं की आवश्यकता नहीं है, जैसे कि वेब या डेटाबेस सर्वर।

इसके विपरीत, कम विलंबता गुठली उन स्थितियों में आदर्श होती है जहां बाहरी उत्तेजनाओं की प्रतिक्रिया की अधिकतम गति की आवश्यकता होती है, जैसे कि औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली या इंटरैक्टिव मल्टीमीडिया अनुप्रयोग, यह जानते हुए कि हम त्वरित प्रतिक्रिया की गारंटी देने में मशीन की शक्ति का हिस्सा बलिदान कर रहे हैं। ।

प्राथमिकताएं

मल्टीटास्किंग सिस्टम में एक दिलचस्प विकल्प कार्यों को अलग-अलग प्राथमिकताएं देना है, इस तरह से कि सबसे महत्वपूर्ण लोगों को प्रोसेसर से अधिक समय मिलता है और कम महत्वपूर्ण लोगों को कम। एक सामान्य कर्नेल में यह 'अच्छा' कमांड के साथ किया जाता है। अगर हमारा रसोइया जैतून की तुलना में झींगे के अधिक सर्व करने की उम्मीद करता है, तो वह निश्चित रूप से पूर्व पर अधिक समय बिताने के लिए अच्छा करेगा।

कर्नेल आरटी (या कम विलंबता)

सामान्य गुठली के साथ समस्या यह है कि कार्यों को कहीं भी बाधित नहीं किया जा सकता है, आपको उन्हें कुछ निष्पादन बिंदुओं तक पहुंचने के लिए इंतजार करना होगा जहां उन्हें दूसरे पर स्विच करने के लिए रोका जा सकता है। यह परिचय देता है जिसे हम विलंबता कहते हैं।

इसे सरलीकृत तरीके से रखने के लिए, आरटी गुठली सामान्य गुठली की तुलना में अधिक स्थानों पर कार्यों को बाधित करने की अनुमति देती है। वे कर सकते हैं, इसलिए बोलने के लिए, समय के पतले स्लाइस, इसलिए वर्तमान कार्य को अधिक तेज़ी से निकाला जाएगा और हमारा प्राथमिकता कार्य जल्द ही सीपीयू तक पहुंच सकेगा। इसलिए विलंबता कम होगी।

मान लीजिए कि एक आरटी कर्नेल हमें आधे छिलके वाली झींगा छोड़ने की अनुमति देता है, यदि उस समय तत्काल आवश्यकता हो तो जितनी जल्दी हो सके एक जैतून को गड्ढे में डालना है, जबकि एक सामान्य कर्नेल में चिंराट को छीलने के लिए आवश्यक होगा।

स्लाइस को पतला बनाने के अलावा, आरटी गुठली में एक बहुत सख्त प्राथमिकता प्रणाली होती है, जहां सीपीयू पर नियंत्रण पाने के लिए प्राथमिकता वाले कार्य निर्दयतापूर्वक एक-दूसरे को काटते हैं (ऐसा करने के लिए जो भी आवश्यक हो, अन्य कार्यक्रमों को धीमा करना)।

RT कर्नेल का उपयोग करना कब महत्वपूर्ण है?

दो मामलों में:

1) जब हमें बहुत कम विलंबता की आवश्यकता होती है, यानी मशीन की बहुत तेज प्रतिक्रियाएं। सबसे स्पष्ट उदाहरण आभासी उपकरणों का प्रदर्शन है, जहां आपको मिडी कीबोर्ड पर एक कुंजी दबाने पर तुरंत ध्वनि की आवश्यकता होती है।

2) जब हमें बहुत सख्त प्राथमिकताओं की आवश्यकता होती है, अर्थात, हमारे उच्च प्राथमिकता वाले कार्य को दुनिया में किसी भी चीज से बाधित नहीं किया जाता है (जब तक कि विनाशकारी मामले में सीपीयू इतना अधिक भारित नहीं होता है कि यह 100% से अधिक उपयोग हो)। उदाहरण के लिए, हम अर्दोअर के साथ एक ऑडियो सत्र रिकॉर्ड कर रहे हैं और देखते हैं कि फ़ेडर संकेतक ऊपर और नीचे जाते हैं। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता है कि जब तक हम माइक्रोफ़ोन से हार्ड डिस्क तक ध्वनि परिवहन बाधित नहीं करते हैं, तब तक हम फ़ाइटरों के ताज़ा फ्रेम को खो देते हैं। जब तक ऑडियो का एक भी नमूना नहीं खो जाता है तब तक आरटी कर्नेल फैडर रिफ्रेश को धीमा कर देगा।

उस ने कहा, सामान्य तौर पर नए गैर-आरटी कर्नेल ने अपने कार्य समयबद्धन और प्राथमिकता प्रबंधन में बहुत सुधार किया है। यदि आपके पास इसकी संभावनाओं की सीमा पर सीपीयू नहीं है (50% उपयोग के नीचे कहें) या यदि आपको नहीं लगता है कि समय-समय पर ध्वनि में एक छोटा माइक्रो कट (क्लिक) होता है (बहुत खूंखार xruns) एक कर्नेल सामान्य पूरी तरह से स्वीकार्य प्रदर्शन देता है।

क्या विलंबता उचित है?

व्यक्तिगत रूप से, 10 एमएस से कम कुछ भी मेरे लिए ठीक है और 20 एमएस से मैं पहले से ही देरी को स्पष्ट रूप से नोटिस करना शुरू कर देता हूं। मांगने वाले ज्यादा हैं।

स्थापना

उबंटू और डेरिवेटिव पर:

sudo apt-linux-headers-lowlatency स्थापित करें
sudo apt-linux-lowlatency स्थापित करें
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स्टार्टअप पर आपके पास दोनों विकल्प होंगे (सामान्य कर्नेल और कम विलंबता एक)।

आर्क और डेरिवेटिव में:

यियोरट -एस लिनक्स-आरटी
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Fuente: हिसपोसोन