蘋果OS X Mavericks系統(tǒng)續(xù)航性能大增

前兩天的世界開發(fā)者大會(huì)上，蘋果強(qiáng)勢(shì)宣布了新款Macbook的電池續(xù)航性能。比如新的13寸Air一次充電能跑滿12個(gè)小時(shí)，比上一代的7小時(shí)要 多出一大截，假設(shè)實(shí)測(cè)真情況真是如蘋果所說能，續(xù)航能扛到程序猿都犯困，那他們是怎么做到的呢?最淺顯的回答就是新本用了Haswell——但，這只是整個(gè)技術(shù)改進(jìn)的一部分。

Intel的Haswell的U所帶來的耗電上的改進(jìn)，只是預(yù)料之中的加持。早在1月份，Intel就說新的Haswell將帶來“Intel歷史 上，對(duì)于能耗改進(jìn)的跨時(shí)代的飛躍。”而且還說這塊U是他們第一次專為超極本和平板設(shè)計(jì)，新CPU運(yùn)行在更低的時(shí)鐘頻率和更小的功率上。

在發(fā)布會(huì)上，沒能聽到關(guān)于“小牛”系統(tǒng)在移動(dòng)使用耗電上的情況，只是在新技術(shù)對(duì)于改善功耗上提了幾句。直到更多的信息在隨后披露的，闡述技術(shù)細(xì)節(jié)PDF上，我們才能對(duì)“小牛”系統(tǒng)的省電技術(shù)一窺究竟。

用電效能的改進(jìn)，第一個(gè)目標(biāo)當(dāng)然就是讓電池能撐更久，但蘋果還宣稱，他們能達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，卻不以損失系統(tǒng)相應(yīng)速度為代價(jià)，通過以下三大技術(shù)：

首先：內(nèi)存壓縮技術(shù)。和傳統(tǒng)思維里的節(jié)電技術(shù)不一樣，蘋果的內(nèi)存壓縮技術(shù)“自動(dòng)將最近使用的對(duì)象，在內(nèi)存內(nèi)部進(jìn)行壓縮到原來的一半大小。”當(dāng)對(duì)象需要再次調(diào)用的時(shí)候，再解壓縮對(duì)象。

蘋果聲稱，這種內(nèi)存壓縮/解壓縮技術(shù)，比起硬盤臨時(shí)交換空間(swap)要快得多，就算是和最快的SSD固態(tài)硬盤相比也是如此，這必須感謝WKdm快速壓縮算法(其結(jié)果就是，如果把新的系統(tǒng)裝在老款機(jī)械硬盤的型號(hào)上，其省電效能會(huì)更明顯)。

一份2003年發(fā)表的論文(PDF) 比較了三種實(shí)時(shí)內(nèi)存壓縮算法的性能，WKdm壓縮和解壓縮性能無比優(yōu)秀，比其它兩種算法都要快(很多)。這能節(jié)省大量?jī)?nèi)存，并提高速度(和磁盤swap技 術(shù)相比)，節(jié)省磁盤空間。而且蘋果還聲稱：“這能減少系統(tǒng)讀寫磁盤swap數(shù)據(jù)的頻率，最終改善蘋果筆記本的耗電表現(xiàn)。”并只占用非常微小的CPU資源來 處理壓縮/解壓縮的過程。

然后，就是“程序掛起(App Nap)”。這項(xiàng)新的特性強(qiáng)硬限制不在前臺(tái)操作/可見的程序進(jìn)入更徹底的掛起狀態(tài)。(我們一位使用蘋果系統(tǒng)的編輯表示，Safari瀏覽器再后臺(tái)啥也不干 也要占去15%的CPU資源，所以這部分的耗電還是很可觀的。)新的策略是當(dāng)一個(gè)程序的窗口處于不可見的狀態(tài)，且沒有音頻播放時(shí)(所以程序可以通過出點(diǎn)聲 躲過這種監(jiān)測(cè)。)，嚴(yán)格限制程序的資源占用。OSX系統(tǒng)限制的是程序計(jì)數(shù)器，限制后臺(tái)閑著的程序向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，“通過限制程序頻繁地資源請(qǐng)求，極 大的改善了CPU的利用效率。”

磁盤和網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)比起上一版本，有了更嚴(yán)苛的限制。一個(gè)被掛起的程序被賦予對(duì)網(wǎng)絡(luò)和磁盤資源訪問的“最低優(yōu)先級(jí)”，意味著降低磁盤耗電和加快前臺(tái)程序的相應(yīng)速度。“I/O限制減少了后臺(tái)進(jìn)程的開銷”。

“小牛”系統(tǒng)也降低了UNIX進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)，比掛起的程序還低，以減少對(duì)CPU資源的占用?？偟膩碚f，這些改變將更多地降低后臺(tái)程序的開銷，對(duì)于那些設(shè)計(jì)為后臺(tái)全速運(yùn)行的程序來說，系統(tǒng)將給與更加嚴(yán)厲的限制。

最后，蘋果介紹了一種叫做“時(shí)鐘調(diào)度”(Timer Coalescing)的技術(shù)，這種技術(shù)只在筆記本處于電池供電的狀態(tài)下開啟。OSX系統(tǒng)將采取“恒定CPU計(jì)數(shù)器”的策略，包括磁盤和網(wǎng)絡(luò)資源，以及所 有請(qǐng)求，像DHCP獲取、wifi連接到系統(tǒng)升級(jí)通知觸發(fā)(大部分這類請(qǐng)求，用戶都不會(huì)察覺到。)，因?yàn)槌绦蛑g沒有互相協(xié)調(diào)配合發(fā)起請(qǐng)求動(dòng)作，所以一臺(tái) 處于閑置狀態(tài)的macbook可能被各種程序請(qǐng)求騷擾，使得CPU不得不一直處于活動(dòng)狀態(tài)，使得CPU和磁盤不能真正進(jìn)入省電模式。