Linux内核将引入缓存感知调度，性能最高提升44%

IT之家 12 月 31 日消息，科技媒体 NeoWin 昨日（12 月 30 日）发布博文，报道称 Linux 发行版系统即将通过内核补丁，引入名为“缓存感知调度”（Cache Aware Scheduling，简称 CAS）的关键功能，在某些特定任务场景下，预计最高提升 44% 性能。

IT之家援引博文介绍，“缓存感知调度”是一种先进的操作系统任务调度技术，其核心理念是让系统调度器能够“感知”并理解 CPU 内部的缓存结构布局。

在分配计算任务过程中，调度器会优先将任务安排在能够最大化利用缓存数据的核心上。这样做的最终目的，是尽可能提高缓存命中率（即 CPU 能在高速缓存中直接找到所需数据），同时最大限度地减少缓存未命中（需要从更慢的内存中读取数据）的次数，从而减少延迟，提升处理效率。

根据补丁的详细信息，这项“缓存感知调度”功能在初期将主要应用于处理器的末级缓存（Last Level Cache，LLC）。在现代多数处理器中，这通常指的是 L3 缓存。

开发者指出，将该技术应用于 L3 缓存能带来最显著的效益，而尝试将其扩展至系统内存（RAM）等二级 LLC 时，并未观察到额外的性能增益，这意味着该功能的优化重点将集中在 CPU 核心内部的数据交换效率上。

值得注意的是，这项对于 Linux 而言尚属新颖的功能，其实早已在微软的 Windows 操作系统中实现。自 Windows 10 开始，其内核便已集成了“缓存感知调度”技术，并自然延续到了 Windows 11 中。

Windows 系统能够高效地调度工作负载，尤其是在处理像 AMD Ryzen X3D 这类拥有特殊缓存结构的处理器时，能智能地将任务分配到正确的计算核心上，充分发挥硬件性能。

科技媒体 phoronix 在 AMD Ryzen 9 9950X3D 处理器上测试，在排除其它软件 / 硬件更改等因素下，对比更换内核并引入缓存感知调度“CAS”补丁后的性能：

对于各种桌面类型的工作负载，缓存感知调度内核并没有给 AMD Ryzen 9 9950X3D Linux 系统带来任何收益。

在 Ryzen 9 9950X3D 上的 Linux 服务器工作负载中（例如在开发机、SOHO 服务器或类似 EPYC 4000 系列中使用此 CPU），大多数工作负载在打过补丁的内核上也没有看到任何真正的区别。

不过，PostgreSQL 是一个值得注意的例外，在 AMD Ryzen 9 系统上启用缓存感知调度内核后，其性能得到了提升 —— 吞吐量更高，延迟更低。

一些本地主机网络测试也受益于这款 AMD Zen 5 3D V-Cache 桌面 CPU 的缓存感知调度功能。

以上图源：phoronix