Linux Kernel 7.0-rc1 пристига с хардуерна поддръжка и подобрена производителност

Начало » Python » Linux Kernel 7.0-rc1 пристига с хардуерна поддръжка и подобрена производителност

Екосистемата на Linux навлиза в нова фаза с появата на Linux ядрото 7.0-rc1 , първият кандидат за издание на следващата голяма серия. Въпреки че преходът от 6.x към 7.0, както самият Линус Торвалдс признава, е най-вече въпрос на поддържане на управляеми номера на версиите, този цикъл се оказва особено интензивен по отношение на промени и подготовка за бъдещ хардуер.

Linux 7.0 далеч не е просто козметично подобрение на версията, а се очертава като ключово издание за предстоящите дистрибуции и платформи. Очаква се то да стане ядрото по подразбиране за известни издания като Ubuntu 26.04 LTS и Fedora 44, което означава, че решенията и оптимизациите, които се взимат сега, вероятно ще определят Linux изживяването на настолни компютри, сървъри и лаптопи за години напред.

Linux 7.0-rc1 затваря прозореца за сливане

С пускането на Linux 7.0-rc1 , прозорецът за сливане на ядрото за този цикъл официално е затворен. Както обикновено, двуседмичният период на интеграция е последван от замразяване на основните нови функции, така че кодът да може да се стабилизира преди финалната версия 7.0.

Торвалдс беше характерно директен в съобщението си в пощенския си списък, отбелязвайки, че новият номер на основната версия не е свързан с драматична архитектурна промяна, а по-скоро с предпочитанието му да избягва тромавите второстепенни версии, след като те се доближат до x.19. Резултатът обаче е, че тази „случайна“ 7.0 се оказва едно от по-функционалните ядра в последно време.

Изходният код за Linux 7.0‑rc1 вече е наличен и може да бъде клониран от официалното Git хранилище на kernel.org . През следващите седмици, следващите кандидати за издание ще се фокусират предимно върху отстраняване на грешки, търсене на регресии и полиране на големия брой промени, направени по време на прозореца за сливане.

Както е обичайно, започват да се публикуват подробни прегледи на функциите и задълбочени бенчмаркове, които предоставят ранен поглед върху това как Linux 7.0 се държи при реални натоварвания в сравнение с предишната стабилна серия. Ранните тестове показват, че макар някои области да показват обещаващи подобрения, други все още се нуждаят от настройка преди окончателното пускане.

Насочване към платформи от следващо поколение Intel и AMD

Един от най-поразителните аспекти на този цикъл е огромният обем работа, насочена към бъдещите платформи на Intel и AMD . Linux 7.0 предоставя широка поддръжка за процесорите Nova Lake и Diamond Rapids на Intel, както и за предстоящата архитектура Zen 6 на AMD, гарантирайки, че тези чипове ще бъдат готови да работят ефективно с Linux веднага щом се появят на пазара.

От страна на Intel, ядрото въвежда поддръжката на Nova Lake в няколко подсистеми . Забележително е, че платформите Nova Lake S вече имат своите идентификатори, свързани с драйвера Intel LPSS (Low Power Subsystem), който обработва интерфейси като SPI и HS-UART. Интересното е, че тази поддръжка изискваше главно добавяне на нови идентификатори на устройства, което предполага, че съществуващият модел на драйвера вече е пасвал доста добре на новия хардуер.

Процесорите Diamond Rapids Xeon също получават специално внимание, включително поддръжката за NTB (непрозрачен мост) драйвери и наблюдение на събития, свързани с производителността . Тези промени би трябвало да помогнат на системните администратори и разработчици по-точно да профилират и управляват тези сървърни процесори от следващо поколение, след като станат достъпни.

За AMD, Linux 7.0 предлага допълнителна поддръжка за събития и показатели за производителност на Zen 6 , подобрявайки наблюдаемостта и фината настройка чрез броячи на производителността. Има и нова поддръжка за функции за преобразуване на адреси в Zen 5 в рамките на подсистемата CLX, което показва, че разработчиците на ядрото не се насочват само към бъдещи архитектури, но и усъвършенстват поддръжката за настоящите поколения.

Отвъд x86, ядрото разширява обхвата си с поддръжка на инструкции Atomic LS64/LS64V за ARM64 процесори и функции CFI (Control Flow Integrity) в потребителското пространство за RISC-V. Освен това е добавена поддръжка на основната линия за SpacemiT K3 RVA 23 SoC, продължавайки тенденцията на Linux да приема широк спектър от доставчици и форм-фактори.

DSA 3.0 и ускорители за движение на данни

Linux 7.0 също така прави значителна крачка напред в поддръжката на ускорители, като обединява актуализирани корекции за Data Streaming Accelerator (DSA) 3.0 на Intel . Този хардуерен енджин е проектиран да разтовари процесора от задачи за преместване и трансформация на данни, което може да бъде особено полезно в центрове за данни, работещи с натоварвания, включващи мащабно копиране, анализи или стрийминг операции, особено в среди, които използват технологии за съхранение.

Новият код на DSA 3.0 въвежда нови интерфейси на sysfs, предоставящи регистри за възможности , което позволява на потребителския софтуер да разбира и използва допълнителните опции, предлагани от най-новия ускорител IP. Сред забележителните допълнения е поддръжката за Max SGL Size, важна част за операции като Gather copy и Gather reduce, където списъците за разпръскване и събиране трябва да бъдат оразмерени правилно, преди потребителските приложения да могат безопасно да ги използват.

Един интересен детайл е, че интерфейсът sysfs на DSA 3.0 променя обичайните конвенции на ядрото, като поставя три стойности в един sysfs файл, докато стандартната практика обикновено е една стойност на файл. Макар че технически това е изключение от правилото, то беше прието като част от изтеглянето на DMA двигателя за Linux 7.0, подчертавайки как сложността на хардуера понякога измества границите на дългогодишни конвенции.

Очаква се тези промени, свързани с ускорителя, да се отплатят най-вече в бъдещите сървъри, базирани на Diamond Rapids , където се предполага, че ще се появи DSA 3.0. Ползите обаче ще се материализират напълно едва след като софтуерните стекове и рамки в потребителското пространство бъдат актуализирани, за да откриват и използват тези нови възможности.

Графика, лаптопи и по-широки възможности за хардуер

Докато актуализациите за процесора и ускорителя доминират в заглавията, Linux 7.0 включва и забележителни актуализации, свързани с графиката и лаптопите . Що се отнася до графичните процесори, ядрото добавя поддръжка за предстоящия графичен хардуер на AMD, продължавайки модела на подготовка на ниво ядро ​​преди пускането на нови графични процесори.

Интегрираната пътна карта на Intel не е изоставена: поддръжката на дисплеи Nova Lake за iGPU влиза в списъка, подготвяйки почвата за бъдещи лаптопи и настолни компютри, задвижвани от тази архитектура, да имат работещи канали за показване от първия ден. Тези промени в дисплеите вървят ръка за ръка с текущите актуализации на графичния драйвер Intel Xe, който продължава да се развива около по-новата архитектура Xe3.

Освен чисто графичните функции, Linux 7.0 съдържа множество подобрения в драйверите за лаптопи и допълнения за наблюдение на сензори , включително поддръжка за четене на сензори на повече дънни платки на ASUS. Този вид постепенна работа е по-малко привлекателна от големите обявления за архитектура, но има тенденция да има много видимо въздействие върху ежедневната използваемост, особено що се отнася до температурите, управлението на вентилаторите и режимите на производителност, съобразени с батерията.

Поддръжката за хардуер на Apple също се подобрява. Ядрото вече свързва RTC, HWMON и входните подустройства за драйвера на Apple System Management Controller (MACSMC) и добавя поддръжка за Apple USB Type-C PHY. Заедно тези елементи постепенно подобряват работата с Linux на по-нови машини на Apple, въпреки че такива системи все още изискват доста специализирана работа.

Завършвайки историята за хардуерно внедряване, извличането на многофункционални устройства (MFD) за този цикъл въвежда поддръжка за компоненти като PMIC ROHM BD72720 и BD73900, PMIC Rockchip RK801 и допълнителни мрежови и свързани с съхранението контролери, като Delta Networks TN48M и вариант TS133 за микроконтролери QNAP.

Подобрения в файловите системи, съхранението и входно-изходните операции

Както обикновено, голяма част от видимото въздействие върху потребителите идва от файловата система и I/O работата. Linux 7.0 носи подобрения в няколко широко използвани файлови системи , с фокус както върху производителността, така и върху стабилността.

Сред по-ориентираните към потребителя предимства са подобрената производителност при последователно четене за exFAT и различни актуализации на F2FS, която е популярна за флаш-базирани хранилища. EXT4, една от най-разпространените файлови системи по подразбиране в Linux дистрибуциите, получава подобрения, свързани с едновременните директни входно-изходни записи, целящи намаляване на конфликта и подобряване на поведението при големи паралелни натоварвания.

Освен файловите системи, Linux 7.0 включва стандартизирано общо отчитане на грешки при входно/изходни операции , което би трябвало да помогне на инструментите и приложенията да диагностицират проблеми със съхранението по-последователно. Поддръжката на многолентов SPI и възможностите за осмичен DTR за SPI NAND устройства също са част от този цикъл, насочен към вградени системи и решения за съхранение, които разчитат на високопроизводителни серийни интерфейси.

Други фини, но полезни допълнения включват неблокиращи времеви марки , които могат да намалят конкуренцията в пътища, чувствителни към отчитане на времето, и различни оптимизации на ниско ниво в целия блоков и I/O стек. Много от тези промени са постепенни, но заедно те допринасят за по-плавно поведение при смесени или взискателни натоварвания.

В допълнение към това, има непрекъснати подобрения в производителността и стабилността в подсистемите за съхранение и памет. Те може да не са с крещящи имена или маркетингови лозунги, но често са по-важни за ежедневната надеждност, отколкото водещите функции.

Настройка на производителността: победи, регресии и работа, свързана с игрите

Производителността е повтаряща се тема в Linux 7.0, като работата обхваща бази данни, планировчици, управление на паметта и графика. Един от акцентите е забележителното подобрение в производителността на PostgreSQL на платформи AMD EPYC , където целенасочените подобрения на ядрото водят до измеримо увеличение на пропускателната способност при натоварванията на базите данни.

Има и оптимизации за управление на паметта и актуализации на мащабируемостта на планировчика , които би трябвало да са от полза както за многоядрените, така и за многоядрените системи. В комбинация с подобрения в различни файлови системи, тези промени подготвят почвата за по-добра производителност както при сървърни натоварвания, така и при интензивно използване на настолните компютри.

От гледна точка на игрите и графиката, Linux 7.0 връща поддръжката на големи страници за Nouveau , драйвера с отворен код за графични процесори NVIDIA. Това е особено важно за драйвера NVK Vulkan, който може да използва големи страници, за да намали натоварването и потенциално да подобри времето за кадри и консистентността в игри и 3D приложения.

Intel TSX (Transactional Synchronization Extensions) вече е настроен на автоматичен режим по подразбиране на поддържаните процесори. Въпреки че TSX е нишова функция за много потребители, приложенията, предназначени да използват транзакционна памет, могат да се възползват от по-адаптивна, управлявана от ядрото конфигурация, която се възползва от хардуерните възможности, без да изисква ръчна настройка.

В същото време, ранните бенчмаркове на системи Intel Core Ultra Series 3 Panther Lake рисуват смесена картина . Тестове, сравняващи развойни ядра на Linux 7.0 със стабилната версия на Linux 6.19 на лаптоп MSI Prestige 14 с Core Ultra X7 358H и графика Arc B390, показват, че производителността в някои сценарии се влошава, вместо да се подобрява.

Тези измервания бяха извършени със същия набор от инструменти, постоянен профил на „производителност“ и почти идентична конфигурация на ядрото, с изключение на новите опции, добавени във v7.0. Текущата работа е да се определи дали тези регресии са специфични за Panther Lake или са симптом на по-широки проблеми, въведени по време на прозореца за сливане. В ход е по-нататъшен междуплатформен бенчмаркинг и всички открити проблеми вероятно ще бъдат насочени по време на фазата на кандидат за издание.

Разработчиците и потребителите, интересуващи се от производителността в игрите, имат причини да следят този цикъл: последните разработки на ядрото наблягат на планирането на задачи, управлението на паметта и зрялостта на графичните драйвери , всички от които са от решаващо значение за постоянно темпо на кадрите и чувствителни към латентността натоварвания. Докато реалните ползи ще зависят от игровия енджин, стека на драйверите и дистрибуцията, посоката на движение е очевидно насочена към по-добро потребителско изживяване.

Ръжда, актуализации на инструментите и признание от общността

Отвъд чисто хардуерната и производителната работа, Linux 7.0 продължава да се развива в начина, по който е написано и поддържано ядрото. Ключова символична стъпка в този цикъл е официалното потвърждение, че поддръжката на Rust е тук, за да остане , което ефективно слага край на идеята Rust да е просто експеримент в рамките на ядрото.

Компонентите, базирани на Rust, все още са малка част от общата кодова база, но присъствието им постепенно се разширява . Фокусът на езика върху безопасността на паметта и съвременните инструменти се разглежда от много разработчици като полезно допълнение към C, особено в области като драйвери, където грешките могат да имат дългосрочни последици. Версия 7.0 потвърждава, че Rust вече е постоянна част от дългосрочната еволюция на ядрото.

От страна на диагностиката, съществуващите инструменти също са подобрени. Например, turbostat вече отчита статистика за L2 кеша на по-нови процесори на Intel , което дава на опитните потребители и инженерите по производителност по-задълбочена представа за това как тези процесори се държат под натоварване. Възможността за проверка на повече показатели на ниво кеш директно от познат инструмент може да бъде полезна за отстраняване на грешки в производителността или настройване на работните натоварвания.

Тази версия включва и по-човешки елемент: файлът CREDITS на ядрото вече официално признава дългогодишното ръководство на Linux-Next от страна на Стивън Ротвел . След като управлява Linux-Next от 2008 г., Ротвел се оттегли в средата на януари, предавайки щафетата на Марк Браун.

Linux‑Next действа като междинна зона, където се интегрират подсистемни клонове и дървета на темите преди всеки прозорец за сливане. Това позволява на разработчиците да тестват промените между подсистемите по-рано и предоставя на по-смелите потребители достъп до най-нови пачове, без да се налага ръчно да сглобяват множество хранилища. Записът в заслугата е малко, но смислено признание за близо две десетилетия работа, която тихо е подкрепяла ежедневния процес на разработка на ядрото.

Разглеждайки всички тези области – от подготовката за бъдещите разработки на Nova Lake, Diamond Rapids и Zen 6 до настройването на файловата система, интеграцията с Rust и благодарностите на общността – Linux 7.0 се откроява по-малко с някоя отделна основна функция и повече с обхвата на постепенните, взаимосвързани промени . С наличността на 7.0‑rc1 фокусът се измества към стабилизацията и фината настройка на производителността, но вече е ясно, че това ядро ​​ще служи като основополагаща версия за следващата вълна от Linux дистрибуции и хардуерни платформи.