📤 👸🏽 🍜 क्या मुझे गति के लिए जेंटू रखना चाहिए? 🥅 🧘🏼 🧔🏽

शायद आप में से किसी ने एक बार सुना हो: "मैं खुद के लिए जेंटू स्थापित करने की योजना बना रहा हूं, मेरे प्रोसेसर की क्षमताओं का उपयोग करना बेहतर होगा और इसका सबसे अधिक निचोड़ होगा।" ठीक है, चलो यह पता लगाने ...

प्रोसेसर के लिए सामान्य अनुकूलन क्या हैं?

मूल रूप से, यह निर्देशों के अतिरिक्त सेटों के उपयोग का अर्थ है: एमएमएक्स, एसएसई, एईएस और एवीएक्स जब अनुप्रयोगों को संकलित करता है। हालांकि, यदि आप गहरी खुदाई करते हैं, तो अन्य अनुकूलन हैं, और न केवल अनुप्रयोगों के लिए।
मैंने निम्नलिखित अनुकूलन समूहों की पहचान की है:

कोड अनुकूलन
- X86 निर्देशों के अतिरिक्त सेट के संकलन के दौरान कोड अनुकूलन: MMX, SSE, AES, ATA, AVX, आदि।
- संकलन के दौरान अपने स्थिर विश्लेषण के दौरान कोड का अनुकूलन: पूंछ की पुनरावृत्ति की तैनाती, कोड के अप्रयुक्त वर्गों को हटाना, संवेदनहीन परिस्थितियों की अनदेखी करना आदि।
- प्रोसेसर कैश में बेहतर हिट के लिए अनुकूलन।
कर्नेल-स्तर कोड अनुकूलन: क्रिप्टोग्राफ़िक एपीआई से क्रिप्टोग्राफ़िक तरीके।

अतिरिक्त अनुदेश सेट के लिए अनुकूलन पृष्ठ पर सर्वोत्तम रूप से शामिल हैं : Intel 386 और AMD x86-64 GCC विकल्प । पेंटियम एमएमएक्स से शुरू होकर, एमएमएक्स हमारे लिए उपलब्ध हो गया, फिर एएमडी ने 3 डी नाउ!, फिर एसएसई पेंटियम III में दिखाई दिया और हम चले गए। इंटेल हैसवेल, जिसने हमें इस साल प्रसन्न किया, द्वारा समर्थित है: MOVBE, MMX, SSE2, SSE3, SSE3, SSE4.1, SSE4.2, AVX, AVX2, AES, PCLMUL, FSGSBASE, RDRND, FMA, BMI2, BMI2। F16C।
वास्तविक संख्या ( FPU ) के साथ काम करना भी अप्रत्यक्ष रूप से अतिरिक्त अनुदेश सेट से संबंधित है, क्योंकि कंपाइलर इसके लिए SSE का उपयोग कर सकते हैं। यह x87 निर्देशों की तुलना में तेज़ है और MMX को ब्लॉक नहीं करता है। इसके बारे में थोड़ा और कम होगा।

एक और महत्वपूर्ण विशेषता पर ध्यान दिया जाना चाहिए। जब संक्षिप्त रूप में SSE, MMX और AES का उल्लेख किया जाता है, तो बहुत बार इन अवधारणाओं से परिचित लोगों के सिर में पॉपअप करने वाली एक तस्वीर होती है जो सी प्रोग्रामर के कठिन जीवन के बारे में बताती है जो कोडांतरक अपने सॉफ्टवेयर में इन निर्देशों के लिए फाइलों का समर्थन करते हैं। वास्तव में, निर्देशों के इन सेटों का उपयोग करने के पहले से ही 3 तरीके हैं: स्वचालित रूप से स्थिर कोड विश्लेषण के लिए कंपाइलर द्वारा, विशेष संकलक कार्यों का उपयोग करके , और मैन्युअल रूप से कोडांतरक आवेषण का उपयोग करके (उदाहरण के लिए: एमएमएक्स प्रोसेसर के लिए कोड का अनुकूलन कैसे करें )। जिन विशेष मामलों में जीसीसी स्वतः निर्देशों के सेट का उपयोग करता है, यदि उन्हें अनुमति दी जाती है, तो स्पष्ट नहीं है, लेकिन मैनुअल में स्पष्ट रूप से कहा गया है कि ऐसे मामले हैं (उम्मीद है कि वे टिप्पणियों में लिखे जाएंगे)।

स्टेटिक एनालिसिस कोड ऑप्टिमाइज़ेशन बेस्ट ऑप्शन्स दैट ऑप्टिमाइज़ेशन पेज पर दिए गए हैं। बहुत सारी संभावनाएं हैं, लेकिन भ्रमित न होने के लिए, उन्हें मेटा फ्लैग में बांटा गया है: O0, O1, O2, O3, टोस्ट। इन झंडों के बारे में अधिक जानकारी नीचे दिए गए लेखों में मिल सकती है।

प्रोसेसर कैश में बेहतर हिट के लिए अनुकूलन । यह जल्दी से स्पष्ट करना संभव नहीं है, इसलिए मैं पाठक को एक अन्य लेख: बुलबुले, कैश और शाखा भविष्यवाणियों को भेज रहा हूं। मैं केवल यह कह सकता हूं कि उन स्थानों का विश्लेषण करने के लिए जिन्हें अनुकूलित किया जा सकता है, प्रोग्रामर Intel VTune Performance विश्लेषक और AMD कोडअनलिस्ट का उपयोग कर सकते हैं। और, ऐसा लगता है, आईसीसी इंटेल C ++ कंपाइलर कुछ मामलों में स्वचालित रूप से इस तरह के अनुकूलन करने में सक्षम है, लेकिन आज जीसीसी के साथ कैसे चीजें हैं, मुझे उम्मीद है कि जानकार लोग टिप्पणियों में जोड़ देंगे।

कर्नेल-स्तरीय कोड अनुकूलन । वे क्रिप्टोग्राफिक एपीआई फ्रेमवर्क, जैसे एईएस, ट्वोफिश और अन्य जैसे अतिरिक्त अनुदेश सेट का उपयोग करके कार्यों को गति देने की अनुमति देते हैं, जैसे: एसएसई, एवीएक्स, एईएस। इन फ़ंक्शंस का उपयोग अन्य कर्नेल मॉड्यूल में किया जा सकता है, साथ ही अनुप्रयोगों से बाहरी रूप से भी कहा जा सकता है।

हमने सिद्धांत का पता लगाया, चलो इसे कैसे उपयोग किया जाता है।

यदि आपके पास ubuntu है

मान लीजिए आप उबंटू पर बैठे हैं। ऑपरेटिंग सिस्टम के आकार के आधार पर, आप प्रत्यय i386 या amd64 ( उदाहरण ) के साथ संकुल से चुन सकते हैं। i386 का मतलब यह बिल्कुल नहीं है कि पैकेज 386 से शुरू होकर किसी भी प्रोसेसर पर काम करेगा, इसका सीधा सा मतलब है कि पैकेज x86 32-बिट प्लेटफॉर्म के लिए है। बदले में, amd64 का मतलब x86-64 64-बिट प्लेटफॉर्म के लिए समर्थन है। यदि हम कंसोल में टाइप करते हैं तो हम इसे आसानी से देख सकते हैं:

gcc -dumpmachine

32-बिट उबंटू 12.04 एलटीएस सर्वर पर हम i686-linux-gnu देखेंगे, और 64-बिट पर हमें x86_64-linux-gnu देखना चाहिए।
मान लें कि आपके पास 32-बिट पेंटियम 4 है, तो आप एमएमएक्स, एसएसई और एसएसई 2 का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन वे पैकेज बनाने के लिए उपयोग नहीं किए गए थे, क्योंकि इन पैकेजों को इंटेल सेलेरॉन पर काम करना चाहिए, जहां केवल एमएमएक्स है, और संभवतः पेंटियम प्रो भी, जहां कोई नहीं है यहां तक कि MMX।
अतिरिक्त अनुदेश सेट केवल उन पैकेजों में उपयोग किए जाएंगे जो स्वयं मक्खी पर प्रोसेसर का निर्धारण करते हैं और प्रोसेसर के लिए एक तेज एल्गोरिदम शामिल करते हैं। अच्छी खबर यह है कि यह लगभग सभी मल्टीमीडिया पैकेजों में होता है।
यह भी स्पष्ट नहीं है कि 32-बिट उबंटू किस कोड अनुकूलन के साथ जा रहा था। यदि आप GCC के आउटपुट को देखते हैं, जो कि थोड़ा -O1, और -O2 और from -O3 से है। यदि विशिष्ट संस्करण के लिए उबंटू के पैकेज कस्टम रूप से डिफ़ॉल्ट संकलन विकल्पों के साथ सिस्टम पर ही बनाए जाते हैं, तो जाहिर है वे सबसे इष्टतम (तर्कसंगत) तरीके से एकत्र नहीं किए जाते हैं।
अंत में, कर्नेल क्रिप्टोग्राफिक एपीआई में कार्य अनुकूलित नहीं हैं। अतिरिक्त अनुदेश सेट के लिए अनुकूलित फ़ंक्शन सिस्टम में केवल मॉड्यूल के रूप में मौजूद हैं, और केवल i586 और एईएस (वीआईए नैनो के लिए) के लिए, लेकिन डिफ़ॉल्ट रूप से लोड नहीं किए जाते हैं। यह भी स्पष्ट नहीं है कि अनुकूलन के लिए 586 का क्या उपयोग किया जा सकता है।

उबंटू 12.04 64-बिट पर, चीजें बहुत बेहतर हैं। सबसे पहले: gcc 64-बिट सिस्टम के लिए डिफ़ॉल्ट रूप से एक्सटेंशन का उपयोग करता है: MMX, SSE, SSE2, ताकि कोड को थोड़ा अनुकूलित किया जा सके। दूसरे, x86-64 के लिए, डिफ़ॉल्ट -mfpmath = sse है , जो वास्तविक संख्याओं के लिए अंकगणित को गति देता है।
अतिरिक्त अनुदेश सेट के लिए अनुकूलित कर्नेल क्रिप्टोग्राफ़िक एपीआई फ़ंक्शन मॉड्यूल में सिस्टम में मौजूद हैं, लेकिन डिफ़ॉल्ट रूप से लोड नहीं किए गए हैं। कम से कम उन्हें चालू किया जा सकता है।
और अंत में, gcc उबंटू 32-बिट के लिए अनुकूलन के उसी अजीब सेट के साथ संकुल एकत्र करता है।

अगर आपके पास जेंटू है

सबसे अधिक संभावना है कि आप मैनुअल से इस पृष्ठ को पढ़ते हैं। तो आप अपने आप को सेट करें -O2 और -Mchch = देशी (या सही प्रोसेसर)। लेकिन सबसे अधिक संभावना है कि आप पहले स्थान पर हैं: कर्नेल सेट करते समय आप क्रिप्टोग्राफ़िक एपीआई में नहीं गए थे और अपने लिए कुछ निर्देशों को गति नहीं दी थी, लेकिन कम से कम यह एईएस को गति देने के लायक है। दूसरी बात: आप सबसे अधिक संभावना है कि अतिरिक्त प्रोसेसर निर्देशों के लिए USE झंडे सेट न करें जो आपके लिए उपलब्ध हैं: 3dnow, mmx, sse, sse2, sse3। या उन सभी को उजागर नहीं किया गया था। इसका मतलब यह है कि ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जो जानबूझकर USE झंडे में अनुकूलन सक्रिय करते हैं, आपको अतिरिक्त त्वरण के बिना छोड़ दिया जाता है।

वैश्विक झंडे के अलावा, स्थानीय झंडे भी हैं जो कुछ अनुप्रयोगों के लिए अतिरिक्त निर्देशों को ट्रिगर करते हैं। जैसे: 3dnowext, ssse3, sse4, sse4_1, avx, avx128fma, avx256 और anes-ni। आपके द्वारा समर्थित हर चीज को उजागर करना बेहतर है।

आधुनिक स्टेज 3 के तहत amd64 चूक: बाइंडिस्ट, एमएमएक्स, एसएससी, एससी 2। दुर्भाग्य से, बाइंडिस्ट पोर्टेबिलिटी के लिए कुछ पैकेजों में अतिरिक्त निर्देशों को अक्षम करता है। यदि आपको एक बाइंडिस्ट की आवश्यकता है, तो कुछ अनुप्रयोगों में बाइंडिस्ट फ्लैग की खामियों को कम करने के अलावा cpudetection का उपयोग करें।

Gentoo के किन पैकेजों में मुझे बढ़त मिल सकती है?

app-arch / libzpaq
app-emulation / bochs
मीडिया- libs / freeverb3 (ऑडियो)
मीडिया- libs / libpostproc (वीडियो)
मीडिया- libs / libvpx (वीडियो VP8)
मीडिया-प्लगइन्स / vdr-softdevice (वीडियो)
मीडिया-साउंड / mpg123
मीडिया-वीडियो / ffmpeg
मीडिया-वीडियो / परिवाद
मीडिया-वीडियो / mplayer
मीडिया-वीडियो / mplayer2
मीडिया-वीडियो / vlc
net-libs / cyassl
नेट-मिस्क / bfgminer (बिटकॉइन)
विज्ञान-जीव विज्ञान / raxml
विज्ञान- libs / fftw
विज्ञान-रसायन / gromacs
sys-fs / loop-aes
x11-libs / पिक्समैन

इसके अतिरिक्त, orc ध्वज, जो पहले से ही डिफ़ॉल्ट रूप से सेट है, अतिरिक्त प्रोसेसर निर्देशों का उपयोग करने में मदद करता है:
मीडिया- libs / gstreamer (ऑडियो + वीडियो)

इसके अतिरिक्त, cpudetection ध्वज, जो डिफ़ॉल्ट रूप से सेट नहीं किया गया है, मक्खी पर अतिरिक्त प्रोसेसर निर्देशों को सक्षम करने में मदद करता है:
मीडिया-साउंड / जैक-ऑडियो-कनेक्शन-किट
मीडिया-वीडियो / ffmpeg
मीडिया-वीडियो / परिवाद
मीडिया-वीडियो / mplayer
मीडिया-वीडियो / mplayer2
विज्ञान- libs / mpir

निष्कर्ष

32-बिट सिस्टम पर, गेंटू का सबसे बड़ा लाभ नवीनतम प्रोसेसर पर प्राप्त किया जा सकता है।
64-बिट सिस्टम में, गेंटू से लाभ केवल संकलक और अनुकूलन -O2 के नए संस्करणों के उपयोग के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है।
यहां तक कि जेंटू, आधिकारिक दस्तावेज पढ़ने के बाद भी समायोजन में हस्तक्षेप नहीं करता है।
जेंटू को भी नहीं बख्शा जा सकता।

अतिरिक्त सामग्री

आईसीसी सामग्री

ऐड-ऑन : उपयोगकर्ता केकेक ने अनुकूलन के साथ उबंटू के लिए कुछ पैकेजों के पुनर्निर्माण के लिए एक नुस्खा साझा किया।

क्या मुझे गति के लिए जेंटू रखना चाहिए?