Résumé :
Le noyau Linux subit une mise à niveau majeure de l'algorithme de compression LZ4, largement utilisé. Les développeurs ont récemment soumis un ensemble de correctifs à grande échelle, dans l'espoir de reconstruire complètement l'implémentation de LZ4 dans le noyau, ce qui apportera non seulement des améliorations significatives des performances, mais mettra également fin à la séparation et à la maintenance à long terme du code du projet en amont.
À l'heure actuelle, le code LZ4 dans le noyau Linux est en fait une version fork maintenue indépendamment, et son code de base reste à peu près dans l'état de 2017 à 2018. Au fil des années depuis, le projet en amont LZ4 a continué à apporter un grand nombre de corrections de bogues, d'optimisations de performances et d'améliorations de code, mais ces mises à jour n'ont pas complètement intégré le noyau Linux.
Cette mise à niveau a été dirigée par l'ingénieur Samsung Michal Wilczynski. Selon le plan de correctif soumis, Linux ne maintiendra plus une version fork LZ4 spécialement modifiée, mais introduira et synchronisera directement le code source LZ4 en amont. Autrement dit, le futur noyau Linux pourra obtenir plus facilement les dernières améliorations de compression et de décompression LZ4.
Les développeurs ont déclaré que cet ajustement réduirait non seulement la charge de travail de maintenance, mais contribuerait également à éviter les problèmes de compatibilité et de synchronisation causés par les forks à long terme. Lorsque le projet LZ4 publiera de nouvelles optimisations ou correctifs à l'avenir, le noyau Linux pourra plus facilement absorber directement ces mises à jour.
À en juger par les résultats des tests de performances, les avantages apportés par cette mise à niveau sont tout à fait évidents.
Lors du test du système de fichiers en lecture seule EROFS utilisant la compression LZ4, lors de l'utilisation de blocs de données de 4 Ko, le débit de lecture a augmenté d'environ 11 % ; lors de l'utilisation de blocs de données de 64 Ko, le débit de lecture a augmenté jusqu'à 14 %.
En plus d'EROFS, d'autres tests LZ4 internes du noyau Linux montrent également d'autres améliorations. Certains résultats de tests de référence montrent que l'amélioration des performances obtenue par la nouvelle version de LZ4 peut atteindre jusqu'à 21 %.
LZ4 est l'un des algorithmes de compression haute vitesse les plus courants dans l'écosystème Linux. Il est largement utilisé dans les systèmes de fichiers, la compression de mémoire, les images de démarrage, les environnements de conteneurs et divers scénarios nécessitant une compression et une décompression rapides. Par rapport aux algorithmes qui recherchent des taux de compression plus élevés, les principales caractéristiques du LZ4 sont une latence extrêmement faible et un débit extrêmement élevé, ce qui lui confère un grand nombre d'applications dans des domaines sensibles aux performances.
Les experts du secteur estiment que même si cette mise à jour n'est pas aussi attrayante que la prise en charge d'un nouveau processeur ou l'ajout de fonctionnalités à grande échelle, elle revêt une grande importance pour les performances sous-jacentes de Linux. Étant donné que LZ4 est largement utilisé par de nombreux sous-systèmes, même une optimisation en pourcentage à un chiffre apportera des avantages considérables à long terme.
Dans le même temps, le noyau Linux a récemment continué à promouvoir l'optimisation de la technologie de compression. En plus de LZ4, le code de compression Zstd bénéficie également d'améliorations et d'améliorations de performances. À mesure que la taille des données continue de croître et que la demande en matière d’IA, de cloud computing et de déploiement de conteneurs augmente, l’importance de la technologie de compression hautes performances devient de plus en plus importante.
Si cet ensemble de correctifs est finalement accepté par le noyau principal, Linux aura à l'avenir une implémentation LZ4 plus moderne, plus efficace et plus facile à maintenir, et la version du noyau qui est restée bloquée dans le statu quo il y a quelques années deviendra officiellement de l'histoire ancienne.
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