Résultats de l'optimisation de Chromium réalisés par le projet RenderingNG

Les développeurs de Chromium ont tiré les premiers enseignements du projet RenderingNG, lancé il y a 8 ans, qui vise à améliorer en permanence les performances, la fiabilité et l'évolutivité de Chrome.

Par exemple, les optimisations ajoutées dans la version Chrome 94 par rapport à Chrome 93 ont permis de réduire de 8 % les délais de traitement des pages et d'augmenter de 0,5 % l'autonomie de la batterie. Étant donné la taille de la base d'utilisateurs de Chrome, ces résultats se traduisent à l'échelle mondiale par une économie de plus de 1400 années de temps processeur chaque jour. Comparé aux versions des années précédentes, Chrome moderne rend les graphiques plus de 150 % plus rapidement et est 6 fois moins sujet aux crashes des pilotes GPU sur du matériel problématique.

Parmi les méthodes mises en œuvre pour améliorer les performances, on note la parallélisation des opérations de rasterisation de différents pixels du côté GPU et la distribution plus active des tâches sur différents cœurs CPU (exécution de JavaScript, gestion du défilement des pages, décodage vidéo et images, pré-rendu du contenu). Un facteur limitant lors de la parallélisation active est l'augmentation de la charge sur le CPU, qui se manifeste par une montée en température et une augmentation de la consommation d'énergie. Il est donc crucial d'atteindre un équilibre optimal entre performance et consommation d'énergie. Par exemple, lorsqu'il fonctionne sur batterie, on peut sacrifier la vitesse de rendu, mais il ne faut pas sacrifier le traitement du défilement dans un thread séparé, car une diminution de la réactivité de l'interface sera perceptible par l'utilisateur.

Les technologies mises en œuvre dans le cadre du projet RenderingNG changent totalement l'approche du compositing et permettent d'utiliser de manière adaptative différentes technologies d'optimisation des calculs sur GPU et CPU en fonction des parties spécifiques des pages, tenant compte de particularités telles que la résolution et le taux de rafraîchissement de l'écran, ainsi que la présence dans le système de support d'API graphiques avancées comme Vulkan, D3D12 et Metal. Parmi les optimisations évoquées, on trouve l'utilisation active du caching des textures GPU et des résultats du rendu de parties de pages web, ainsi que la prise en compte lors du rendu uniquement des zones de la page visibles pour l'utilisateur (il n'est pas utile de rendre des parties de page recouvertes par d'autres contenus).

Un élément clé de RenderingNG est également l'isolation des performances lors du traitement de différentes parties des pages, par exemple, pour l'isolation des calculs liés aux publicités dans des blocs iframe, l'affichage d'animations, la lecture de son et de vidéo, le défilement de contenu et l'exécution de JavaScript.

Techniques d'optimisation mises en œuvre :

• Dans Chrome 94, un mécanisme CompositeAfterPaint a été proposé, permettant le composition des parties dessinées séparément des pages web et permettant de moduler dynamiquement la charge sur le GPU. Selon les données collectées par les utilisateurs via la télémétrie, l'application de ce nouveau système de composition a permis de réduire la latence lors du défilement de 8 %, d'améliorer la réactivité des interactions utilisateur de 3 %, d'accélérer le rendu de 3 %, de réduire la consommation de mémoire GPU de 3 % et d'augmenter l'autonomie de 0,5 %.
• GPU Raster — mécanisme de rasterisation côté GPU, a été mis en œuvre pour toutes les plateformes en 2020 et a permis d'accélérer le passage des tests MotionMark en moyenne de 37 %, et les catégories liées au HTML de 150 %. Cette année, GPU Raster a été complété par la possibilité d'utiliser l'accélération côté GPU pour le rendu des éléments Canvas, ce qui a conduit à une augmentation de 1000 % pour le rendu des contours et un passage des tests MotionMark 1.2 de 130 %.
• LayoutNG — une refonte complète des algorithmes de mise en page des éléments des pages, visant à améliorer la fiabilité et la prévisibilité. Le projet est prévu pour être mis à la disposition des utilisateurs cette année.
• BlinkNG — refactorisation et nettoyage du moteur Blink avec séparation des opérations de rendu en phases distinctes pour améliorer l'efficacité du cache et simplifier le rendu différé tenant compte de la visibilité des objets dans la fenêtre. Le travail doit être achevé cette année.
• Détacher les gestionnaires de défilement, d'animation et de décodage d'images dans des threads distincts. Le projet est en développement depuis 2011 et a atteint cette année la possibilité de détaché les transformations CSS animées et l'animation SVG dans des threads séparés.
• VideoNG — un moteur efficace et fiable pour la lecture de vidéos sur les pages web. Cette année, la possibilité d'afficher du contenu protégé en résolution 4K a été réalisée. Précédemment, le support HDR a été ajouté.
• Viz — processus distincts pour la rasterisation (OOP-R — Rasterisation hors processus) et le rendu (OOP-D — Compositieur d'affichage hors processus), séparant le rendu de l'interface du navigateur du rendu du contenu des pages. Le projet développe également le processus SkiaRenderer, utilisant des API graphiques spécifiques à différentes plateformes (Vulkan, D3D12, Metal). Ce changement a permis de réduire par six le nombre de plantages dus à des problèmes dans les pilotes graphiques.

Source : opennet.ru