Chromiumi optimeerimise tulemused, mis on realiseeritud projekti RenderingNG kaudu

Chromiumi arendajad on teinud esimesi kokkuvõtteid 8 aastat tagasi algatatud RenderingNG projektist, mis on suunatud pidevale tööle Chrome'i jõudluse, usaldusväärsuse ja skaleeritavuse suurendamiseks.

Näiteks Chrome 94 väljalaskmisega lisatud optimeerimised, võrreldes Chrome 93-ga, on lubanud vähendada lehekülje töötlemise latentsust 8% ja suurendada aku eluiga 0,5%. Arvestades Chrome'i kasutajaskonna suurust, väljenduvad need näitajad globaalses mastaabis enam kui 1400 aasta protsessorite aega kokkuhoid päevas. Võrreldes eelnevate aastate versioonidega kuvab kaasaegne Chrome graafikat üle 150% kiiremini ja on 6 korda vähem altid GPU draiverite krahhile probleemse riistvara korral.

Tehnoloogiate hulgas, mis on võimalikud jõudluse suurenemiseks, on esile tõstetud erinevate pikslite rasteriseerimise toimingute paralleelset töötlemist GPU pool ja aktiivsemate töötlemisülesannete jaotamist erinevatele CPU tuumadele (JavaScripti täitmine, lehe kerimise töötlemine, video ja piltide dekodeerimine, sisu proaktiivne kuvamine). Aktiivse paralleelse töötlemise piduriteks on CPU koormuse suurenemine, mis peegeldub temperatuuri tõusus ja energiatarbimise suurenemises, seega on oluline saavutada optimaalne tasakaal jõudluse ja energiatarbimise vahel. Näiteks töö sündikaatide pealt võib olla vajalik ohverdada kiirus, kuid ei tohi ohverdada lehe kerimise töötlemist eraldi lõimes, kuna kasutaja tunneb ära liidese reageerimisvõime languse.

RenderingNG projekti raames ellurakendatud tehnoloogiad muudavad täielikult lähenemise komposiitidele ja võimaldavad kohandatult rakendada erinevaid GPU ja CPU arvutuste optimeerimise tehnoloogiaid spetsiifiliste lehe osade seostamise alusel, võttes arvesse selliseid omadusi nagu ekraani eraldusvõime ja värskendussagedus ning süsteemi toetavate uusimate graafiliste API-de olemasolu, nagu Vulkan, D3D12 ja Metal. Optimeerimiste näidetena tuuakse esile GPU tekstuuride ja veebilehtede osade renderdamise tulemuste aktiivne vahemälustamine, samuti tuleb renderdamisel arvesse võtta ainult kasutajale nähtavat lehe osa (pole mõtet renderdada lehe osi, mida katab muu sisu).

Oluline element RenderingNG jaoks on ka jõudluse isoleerimine lehtede erinevate osade töötlemisel, näiteks reklaamikoosolekute iframe blokis, animatsioonide kuvamine, heli ja video esitamine, sisu kerimine ning JavaScripti täitmine.

Rakendatud optimeerimistehnikad:

• Chrome 94 tutvustas mehhanismi CompositeAfterPaint, mis võimaldab eraldi joonistatud veebilehtede osade kompositsiooni ja võimaldab dünaamiliselt skaleerida GPU koormust. Kasutajate poolt kogutud telemeetria andmete kohaselt vähendas uue kompositsioonisüsteemi kasutamine kerimise latentsust 8%, parandas kasutaja suhtluse reageerimist 3%, suurendas joonistamise kiirust 3%, vähendas GPU mälu kasutust 3% ja pikendas aku tööaega 0,5%.
• GPU Raster — GPU-poolse rasterdamise mehhanism, mis viidi 2020. aastal ellu kõikidel platvormidel, kiirendas MotionMarki teste keskmiselt 37% ja HTML-iga seotud kategooriates 150%. Sel aastal täiustati GPU Rasterit, võimaldades GPU kiirenduse kasutamist Canvas-elementide joonistamisel, mis viis kontuuride joonistamise kiiruseni 1000% ja MotionMark 1.2 testide sooritamise kiiruseni 130%.
• LayoutNG — täiendav ümberkujundamine lehtede elementide paigutuse algoritmides, eesmärgiga suurendada usaldusväärsust ja ennustatavust. Projekt on kavandatud sellel aastal kasutajateni toimetamiseks.
• BlinkNG — Blink mootori refaktoreerimine ja puhastamine, jagades joonistamise toimingud eraldi etappideks, et parandada vahemälu tõhusust ja lihtsustada viivitusega joonistamist objektide nähtavust arvesse võttes. Töö on kavandatud sellel aastal lõpetamiseks.
• Kerimise, animatsiooni ja piltide dekodeerimise töötlejate eraldi lõpuleviimine. Projekt on arenenud alates 2011. aastast ja sel aastal saavutati võimalus viia eraldi lõimede sekka animatsioonilised CSS-muundamised ja SVG animatsioon.
• VideoNG — tõhus ja usaldusväärne video esitamise mootor veebilehtedel. Sel aastal on ellu viidud 4K-resolutsiooniga kaitstud sisu kuvamise võimalus. Varasemalt lisati HDR-i tugi.
• Viz — eraldi protsessid rasteriseerimiseks (OOP-R — Out-of-process Raster) ja kuvamiseks (OOP-D — Out of process display compositor), mis eraldavad brauseri kasutajaliidese joonestamise lehekülgede sisu joonestamisest. Projekti raames arendatakse ka SkiaRenderer protsessi, mis kasutab erinevate platvormide jaoks spetsiifilisi graafikate API-sid (Vulkan, D3D12, Metal). Muudatus võimaldas kuue korra võrra vähendada graafikadraiveritega seotud probleemide tõttu tekkivate vigu.

Allikas: opennet.ru