Discussion sur l'augmentation de la fréquence du minuteur dans le noyau Linux à 1000Hz par défaut

Un ingénieur de Google a proposé d'augmenter la fréquence de génération des interruptions du minuteur dans le noyau Linux à 1000 Hz par défaut, ce qui entraînerait une augmentation de la fréquence de commutation des tâches et une réduction du quantum de temps dans le planificateur de tâches. Actuellement, la fréquence par défaut est de 250 Hz, un compromis entre performance, latence et consommation d'énergie.

Avec des affichages à fréquence de rafraîchissement de 120 Hz, courants sur les PC modernes et les appareils mobiles, une fréquence de minuteur de 250 Hz entraîne une inexactitude dans le quantification du temps d'environ la moitié du temps d'image, ce qui réduit l'efficacité de la distribution des ressources et empêche d'atteindre un rapport optimal entre performance et consommation d'énergie. La consommation d'énergie des systèmes à faible fréquence de minuteur peut être plus élevée, car le mécanisme DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) utilise une stratégie de sélection de fréquence plus agressive afin de ne pas ralentir l'exécution des tâches.

Il arrive que la tâche ait déjà effectué les opérations souhaitées requérant des calculs actifs, mais le processeur continue de fonctionner à une fréquence élevée en raison de la finitude du quantum de temps qui n'est pas encore écoulé. L'augmentation de la fréquence de commutation des tâches peut entraîner une réduction de la consommation d'énergie grâce à une gestion dynamique de fréquence (DVFS) plus efficace, une distribution plus précise des intervalles par le planificateur de tâches, une mise à jour plus fréquente des statistiques de charge du CPU et une réduction du temps passé par les tâches en attente.

Un autre ingénieur de Google a proposé de laisser la fréquence du minuteur telle quelle (250 Hz), car l'augmentation de la fréquence de génération des interruptions du minuteur pourrait conduire à une augmentation de la consommation d'énergie sur les appareils peu puissants, tels que les cartes pour l'internet des objets. Selon ses estimations, avec une fréquence de 1000 Hz, même sur des appareils Android, une augmentation de la consommation d'énergie du processeur de 7 % a été constatée dans certaines situations. À une fréquence de minuteur plus élevée, un réveil plus fréquent du CPU est également observé, car à 250 Hz, les minuteurs réglés à des intervalles de t + 1 ms, t + 2 ms, t + 3 ms et t + 4 ms seront regroupés et conduiront à un seul réveil, tandis qu'à 1000 Hz, quatre réveils distincts se produiront.

Le site Phoronix a réalisé une comparaison des performances des PC équipés du CPU AMD Ryzen 9 9950X. La configuration à 1000Hz s'est révélée plus rapide dans les tests Llama.cpp, nginx, SuperTuxKart, Selenium et lors de la mesure du temps de compilation du noyau. Dans les tests Darktable, PostgreSQL, Unvanquished, Xonotic, Blender, SVT-AV1, RawTherapee, les performances étaient supérieures avec une installation à 250Hz. À 1000Hz, la consommation d'énergie moyenne était de 144,2 W, avec un minimum de 0,18 W et un maximum de 202,13 W, tandis qu'à 250Hz, elle était de 144,37 W en moyenne, avec un minimum de 0,07 W et un maximum de 202 W.

Source : opennet.ru