CPU AMD Masih Terpengaruh oleh Solusi Linux Berusia 20 Tahun

mengapa itu penting: Kernel Linux menyertakan trik lama untuk menangani potensi ketidakcocokan dalam implementasi ACPI awal. Saat ini, trik tidak diperlukan dan memperburuk kinerja CPU AMD. Patch harus segera tiba.

Arsitektur Zen yang sangat sukses telah membalikkan pasar CPU modern, menempatkan AMD di depan perlombaan kinerja dan memberi pengguna pesaing yang sangat dibutuhkan untuk operasi jangka panjang Intel. Namun, ada area komputasi, di mana CPU AMD masih mengalami penalti kinerja – meskipun tidak ada alasan sebenarnya untuk membenarkan situasi ini.

Saat menggunakan sistem operasi berbasis Linux, CPU AMD melambat ketika seharusnya tidak. Alasan perilaku aneh ini berasal dari tahun 2002, ketika dukungan untuk standar Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) pertama kali ditambahkan ke kernel open source. Implementasi ACPI sebelumnya harus berurusan dengan beberapa masalah kompatibilitas, jadi pengembang harus mengharapkan beberapa perilaku aneh seperti chip akan menganggur sedikit lebih lambat dari yang diharapkan.

Masalah ini memaksa pengembang yang disebutkan di atas untuk memperkenalkan ‘perintah tunggu dummy’ di kernel, yang menyebabkan operasi pembacaan data yang berlebihan sebelum CPU berhenti sepenuhnya menggunakan perintah STPCLK#. Proses menunggu hantu ditambahkan ke Linux pada tahun 2002, dan masih ada meskipun prosesor berbasis arsitektur Zen tidak memerlukan solusi lagi.

Bagian terburuknya adalah proses menunggu phantom memperlambat CPU, seperti yang dijelaskan oleh insinyur AMD Prateek Nayak dalam patch kernel baru-baru ini: Pada beban kerja tertentu pada sistem Linux, Nayak mengatakan “sejumlah besar waktu dihabiskan dalam proses phantom yang salah. dihitung pada Ini adalah tempat tinggal di C-State.” C-States adalah fitur ACPI yang dirancang untuk menghemat daya saat CPU tidak perlu tetap terjaga, dan operasi phantom wait dapat membuat CPU AMD masuk lebih dalam ke hierarki status C dan dengan demikian memperlambat kembalinya ke proses yang sepenuhnya terjaga.

Saat menguji versi kernel yang berbeda (pada sistem Zen3 soket ganda), Nayak menemukan bahwa patchnya untuk menghapus proses phantom waiting membawa peningkatan yang signifikan dalam kinerja tbench – dari peningkatan 1.390 persen dalam throughput minimum MB/s menjadi rata-rata peningkatan 1 persen 51 persen inti.

Kode lama untuk kepatuhan ACPI tidak perlu tinggal di Linux lagi, jadi kemungkinan patch Nayak akan ditambahkan ke versi kernel yang akan datang – bahkan mungkin versi 6.0 diharapkan untuk dikirimkan minggu depan, tepat sebelum Rust memperkenalkan bahasa pemrograman di Linux 6.1 karena memutuskan Penguin Maximo Linus Torvalds.

Untuk prosesor Intel, proses menunggu hantu tampaknya tidak menjadi masalah kinerja meskipun sebenarnya mengirimkan hot patch.

Kredit gambar: Ryan