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So, 24. März 2002, 22:34

Preempt-Patch oder Low Latency-Patch?

In einem Artikel untersucht Clark Williams, welche Methode die beste ist, um die Latenzzeiten beim Prozeßwechsel zu minimieren, und erreicht die besten Ergebnisse durch die Kombination von beiden.

Wenn ein Computer unter Linux mit Kernel 2.4 oder älteren einen Audio- oder Videostrom abspielt, ist es ziemlich einfach, die Wiedergabe durch starke Festplattenaktivität oder ähnliches zum Ruckeln zu bringen. Dies liegt hauptsächlich daran, daß manche Systemaufrufe zu lange dauern, bis sie zur Applikation zurückkehren, und solche Aufrufe nicht unterbrechbar sind.

Diese Nicht-Unterbrechbarkeit bezieht sich nur auf Systemaufrufe. Alle Applikationen sind natürlich jederzeit unterbrechbar und waren es unter Linux schon immer, im Gegensatz z.B. zu Windows.

Beide Effekte führen zu langen sog. Scheduling-Latenzzeiten. Die Latenzzeit ist die Zeit zwischen dem Markieren eines Prozesses als »bereit zum Weiterlaufen« bis zu dem Zeitpunkt, wo er die CPU zugeteilt bekommt. Dem kann man auf zwei Weisen abhelfen. Man kann einerseits die Verweildauer der Aufrufe im Kernel verkürzen, andererseits den Kernel unterbrechbar machen. Ersteres leistet der Low Latency Patch von Ingo Molnar, letzteres der Preempt-Patch von Robert Love. Beide werden wohl auf absehbare Zeit nicht in den 2.4-Kernel einfließen, es steht den Distributoren aber frei, ihre Kernel entsprechend zu erweitern. In Kernel 2.6 werden beide Patches in wahrscheinlich weiter verbesserter Form enthalten sein.

Clark Williams, Spezialist für eingebettete Systeme bei Red Hat, hat beide Patches getestet und ihre maximalen Latenzzeiten in Kernel 2.4.17 verglichen. Dabei lieferte die Kombination beider Patches die besten Ergebnisse. Die maximale Latenzzeit lag bei nur 1,5 Millisekunden, während sie ohne die Patches in den Bereich von Zehntelsekunden kommen kann, auch wenn sie meist viel niedriger liegt.

Der Artikel erklärt die Latenzzeiten im Detail, ebenso die Wirkungsweise der Patches sowie die Tests und ihre genauen Resultate.

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