2024年以降、パフォーマンスの低下に直面しているLinuxスケジューラの安定性の課題
Linux システム スケジューラに重要なパッチが最近リリースされ、2024 年 9 月の Linux カーネル 6.11 のリリース以降に増加したパフォーマンスの低下に対処しています。これらの問題は、Ubuntu、Fedora、Debian などの主要なディストリビューションの使用において、特に負荷の高いタスクやマルチコア構成を処理する際に、システムの応答性が著しく低下する影響を受けていることから発生しています。開発者やシステム エンジニアは、いくつかの重要なベンチマークで最大 5 ～ 10% のパフォーマンス低下を経験しており、多数の運用サーバーの運用管理が困難になっています。プランナー コードの複雑さと、場合によっては適切に調整されていない最適化が、これらの問題の中心でした。 RFC (Request for Comments) パッチの形式で展開されている最近のアップデートは、最適な動作を回復するための取り組みの一歩となります。後者は、Linux エンジニアの Peter Zijlstra がオープンソース エコシステムの他の貢献者と協力して開発した 5 つのパッチ シリーズに基づいています。
主な問題は、特に要求の厳しいシステムで Linux カーネルに依存する OpenSUSE や Mandriva などのディストリビューションの場合、安定性とパフォーマンスに関するものです。この問題は、バージョン 6.15-rc4 に統合されたスケジューラの複雑な進化に起因しています。この進化により、ワークロード管理を改善するための変更が導入されましたが、予期しない副作用が発生する場合がありました。このような状況により、コミュニティはこれらの回帰の修正を優先するようになりました。これは、特に企業内やクラウド サーバーでの展開においては、パフォーマンスがディストリビューションの競争力の重要な要素となるためです。異なる世代の ARM または x86 構成 (AMD Ryzen や Intel Ice Lake など) を含むさまざまなアーキテクチャとの互換性を維持する必要があるため、これらの問題の迅速な解決はさらに複雑になります。このアップデートに関する技術的なコミュニケーションでは、透明性に対する強い要望が示されており、長期的な安定性を確保するために特定の修正がまだ評価中であることを強調しています。変更された完全なリストを見るには、RFCリポジトリへのリンクをご覧ください。 ここ こうした動向を追跡することに熱心な専門家にとって、これは依然として重要なリソースです。
Linuxスケジューラのパフォーマンス修正に関する技術分析
Linux スケジューラの修正は、主に、リソースを割り当てる際の CPU コアの動作など、スケジューリングとタスク管理の基本的な側面を対象としています。展開されたパッチ シリーズは、現在 RFC (Request for Comments) ラベルの下でテスト段階にあり、主にタスクのプリエンプションと実行中のタスクのキャッシュの管理という 2 つの主要領域を変更します。これらの変更は、Linux 6.11 回帰監視の一環として Chris Mason が開発した *schbench* などの特定のベンチマークで見られるようなパフォーマンスの低下を軽減することを目的としています。このような状況では、高負荷時のコアの管理の一貫性を高めることが重要になりました。このアップデートには、特に Intel Skylake や Sapphire Rapids などのアーキテクチャ上で保留中のタスク キューの処理を改善することを目的としたパッチによって実証されているように、カーネルがトランザクション タスクのステータスを報告する方法の調整が特に含まれています。
注目すべき変更点としては、特定の冗長機能の削除とプロセス管理ロジックの再編成が決定的なステップです。たとえば、前回のパッチ シリーズで欠落していた `ttwu_stat()` 関数を修正すると、タスクのウェイクアップをより正確に管理できるようになります。これは、待機時間を短縮し、システム全体の応答性を向上させるための重要なポイントです。安定性とベンチマークとの相関性が不可欠であるため、これらのパッチは Fedora や Manjaro などのさまざまな Linux ディストリビューションを含む一連の広範なテストを受けています。コミュニティは現在、Linux のメイン ブランチへの統合の最終検証を待っています。不安定な動作や予期しないシステムクラッシュを回避するにはカーネル スケジューラの安定性も不可欠であるため、問題は単純なパフォーマンスにとどまりません。
| 外観 | キーの変更 | 予想される影響 |
|---|---|---|
| タスク管理の改善 | `ttwu_stat()` 処理コードのリファクタリング | 起動時間の短縮と応答性の向上 |
| スケジューリングポリシーの最適化 | キューの再編成と優先順位付け | 高負荷時でもより安定したシステム |
| 安定性 | コア同期に関連するバグを修正しました | フリーズやクラッシュの減少 |
さまざまなアーキテクチャにおける Linux スケジューラのパフォーマンスに関する現在の課題
これらの回帰で特定された主な懸念は、Linux が導入されているハードウェア アーキテクチャの多様性です。 AMD Ryzen や Intel Xeon プロセッサを搭載したプラットフォームは特に影響を受けますが、影響は構成によって異なります。たとえば、Intel Skylake を搭載したサーバーで実行したベンチマークでは、パフォーマンスはバージョン 6.11 より前のバージョンの約 93% にとどまっており、スケジュール頻度が高い状況では顕著な損失が見られます。一方、Sapphire Rapids プロセッサを搭載したマシンの場合、低下は 4 ～ 5% になります。これらの結果の相違は、キャッシュ管理やハイパースレッド コアの特殊性を考慮して、各アーキテクチャに修正を適応させる必要があることを浮き彫りにしています。
Linux Mint や Arch Linux などのディストリビューションは、これらの修正のテストの最前線に立っています。特に ARM プラットフォームや Mandriva や Solus などのより特殊なアーキテクチャを使用しているシステムなど、古いシステムや低パフォーマンスのシステムとの互換性は、プロセスにおける追加ステップです。新たなボトルネックや予期しないバグが発生しないように、変更を小さく保つ必要があるという事実によって、困難はさらに増します。
最適化開発者は、下位互換性を維持しながらスケジューラを進化させる取り組みを行っています。要約表には、さまざまなアーキテクチャに応じて測定されたパフォーマンスへの影響が示されています。
| 建築 | 補正前の性能 | 補正後の性能 | ギャップ |
|---|---|---|---|
| インテル スカイレイク | 93% | 97% | +4% |
| インテル サファイア ラピッズ | 95% | 99% | +4% |
| AMDライゼン | 90% | 93% | +3% |
| ARM皮質 | 85% | 87% | +2% |
2025年のLinuxシステムの安定性の見通しと影響
テスト中のパッチは、ハードウェアの多様性と現代の環境の需要の増加に直面して、Linux プロジェクトがスケジューラの回復力を強化する必要があるという重要な側面を浮き彫りにしています。カーネルの安定性は、Mandriva チップやサポートが制限されている古いプロセッサなどの特定のコンポーネントの計画的な陳腐化によってすでに厳しくテストされており、今後も進化し続ける必要があります。特定のカーネル、特に新しい機能をサポートしなくなった 486 または 586 アーキテクチャをサポートするカーネルを段階的に廃止するという問題が重要になってきています。公式ドキュメントでは、技術ライフサイクルを超過した多くのシステムでは、これらのパッチによって伝達される改善の恩恵を十分に受けるためには、より新しいバージョンに移行することが必要であると示されています。さらに、コミュニティは、これらの変更が古いソフトウェアや Linux Mint や OpenSUSE などの特定のディストリビューションに固有のソフトウェアとの互換性に与える影響についても注意を払っています。
2025 年までに、全体的な傾向としては、安定性の向上を確保しながらパフォーマンスを管理する Linux カーネルの能力が統合されることになります。 Linux Inc. は、Linux 6.15-rc6 の初期リリースを含むさまざまなカーネル リリースを通じてシンプルかつ明確なコミュニケーションを行っており、透明性と継続的な改善への取り組みを示しています。特に Red Hat やその他の Linux ソリューション プロバイダーを介したビジネス界との関係は依然として重要であり、これらのプレーヤーは実際の導入からのフィードバックを収集する上で重要な役割を果たします。 Cortex 486 などのパフォーマンスが低い、または脆弱なアーキテクチャのサポートを段階的に廃止することは、オープンソースの進歩を最大限に活用できる最新のプラットフォームに再び焦点を当てるプロセスにおける一歩です。詳細については、サポート終了に関する専用記事をご覧ください。 ここ。