Kā datu glabāšana kropļo mobilās lietotnes

Jaunākie viedtālruņi un planšetdatori Consumer Electronics Show Lasvegasā pagājušajā mēnesī bija ar uzsvaru uz ātrākiem procesoriem un saderību ar ātrākiem bezvadu tīkliem. Taču jauni pētījumi liecina, ka populāro viedtālruņu lietotņu, piemēram, Facebook un Google Maps, lielākais veiktspējas trūkums patiesībā ir tas, cik ātri tās var lasīt un rakstīt ierīces datu krātuvi. Rezultāti liecina, ka, nemainot to, kā mobilie sīkrīki glabā datus, jauno tīklu un procesoru priekšrocības būs ierobežotas.

Mēs pavadām lielu daļu savas dzīves laika, izmantojot šīs lietotnes, taču lielu daļu no tā pavadām, gaidot, kamēr tiks ielādēta tīmekļa lapa vai [lietotāja interfeiss] tiks atsvaidzināts, sacīja Nitins Agravals, pētnieks no laboratorijas elektronikas ražotāja NEC, prezentējot Usenix failu un uzglabāšanas tehnoloģiju konference pagājušajā nedēļā Sanhosē, Kalifornijā. Mēs atklājām, ka krātuve ir galvenais mobilo ierīču sašaurinājums, sacīja Agravals. Mobilo ierīču uzglabāšanas sistēmām ir nepieciešams jauns izskats.

Agravals un viņa kolēģi Hyojun Kim un Cristian Ungureanu nonāca pie šāda secinājuma pēc tam, kad pārbaudīja, kā ierīcē esošā atmiņas karte ietekmēja Google Android mobilās operētājsistēmas populāru lietotņu veiktspēju. Lietotnēs bija Facebook, Google Maps, Angry Birds un Android tīmekļa pārlūkprogramma.

Lietojumprogrammas tika izmantotas atkal un atkal, kamēr astoņas dažādas atmiņas kartes no vairākiem ražotājiem tika nomainītas un izņemtas, lai noskaidrotu, vai tās padara lietotnes vairāk vai mazāk atsaucīgas. Android ierīces, palaižot lietotnes, parasti paļaujas uz iekšējām atmiņas mikroshēmām, taču, lai atvieglotu eksperimentēšanu, pētnieki pārveidoja operētājsistēmu, lai paļautos gandrīz tikai uz ierīces noņemamo atmiņas karti, ko parasti izmanto fotoattēlu un mūzikas glabāšanai. Bet Agrawal saka, ka konstatējumiem jāattiecas arī uz iekšējo atmiņu, kurai ir līdzīgas īpašības.

Daži rezultāti bija pārsteidzoši. Sākot ar aukstu palaišanu, lietotne Gmail tika palaista vairāk nekā trīs reizes ātrāk, izmantojot vislabāko veiktspēju atmiņas kartē, nevis sliktākajā; Twitter lietotne tika palaista vairāk nekā divas reizes ātrāk ar ātrāku krātuvi. Android tīmekļa pārlūkprogramma tika pārbaudīta, lūdzot tai pārvietoties un vienu pēc otras ielādēt 50 populārākās Web lapas; tas bija apmēram trīs reizes ātrāks labākajā gadījumā nekā sliktākajā. Pārbaudes tika veiktas Nexus One tālrunī, kurā darbojas Android Gingerbread versija, kuru tikai nesen aizstāja jaunākais Android laidiens Ice Cream Sandwich.

Agrawal saka, ka fakts, ka datu glabāšana ierobežo veiktspēju, liecina par ātrāku tīkla ātrumu un procesoriem, jomas, kurām pētnieki, inženieri un tirgotāji pievērš vislielāko uzmanību, var maz ietekmēt to, kā lietotnes darbojas lietotājiem.

Kad testi tika veikti, izmantojot kabeli, lai simulētu savienojumu 10 reizes ātrāk nekā Wi-Fi, lietotnes gandrīz nekļuva atsaucīgākas. Mēs gaidījām, ka ar ātrāku savienojumu uzlabosies veiktspēja, taču tas nenotika, sacīja Agravals.

Pētnieki saka, ka problēma daļēji ir tā, kā darbojas tālruņos un atmiņas kartēs izmantotā nepastāvīgā atmiņa. Produkta specifikācijas liecina, ka šīm mikroshēmām jāspēj nolasīt un rakstīt datus ātrāk, nekā procesori vai bezvadu datu saites tos spēj apkalpot, taču praksē tās nevar. Tas ir tāpēc, ka etaloni, ko izmanto, lai klasificētu atmiņu, ir paredzēti datu bitu lasīšanai vai ierakstīšanai diskā, taču daudzas populārās lietotnes patiesībā piekļūst bitiem mazāk sakārtotā veidā. Šo trūkumu pastiprina tas, ka daudzas pētītās lietotnes izmantoja datu pārvaldības kodu, kas lielā mērā ir atkarīgs no nejaušas piekļuves datiem.

Agrawal teica, ka nejaušās rakstīšanas veiktspēja ir daudz sliktāka mobilo ierīču glabāšanai un lēnāka nekā parastajam 3G tīklam. Krātuves veiktspēja acīmredzami nav bijusi kopsolī ar tīkla uzlabojumiem.

NEC pētnieki pārbaudīja vairākas stratēģijas, kas varētu ierobežot datu glabāšanas ierobežojumus lietotņu veiktspējai. Piemēram, Facebook kļuva četras reizes ātrāks, kad viņi piespieda to izmantot citu datu kešatmiņas sistēmu. Tas liecina, ka lietotņu izstrādātāju dizaina izvēle var mazināt datu uzglabāšanas sastrēgumus, lai gan, lai novērstu šo sašaurinājumu, būtu nepieciešamas izmaiņas mobilajās operētājsistēmās un aparatūrā.

Agravals stāstīja Tehnoloģiju apskats ka viņš nezināja, kā Apple iPhone varētu darboties līdzīgos testos. Apple ierīces izmanto tikai iekšējo atmiņu, un to tehnoloģija ir līdzīga tai, ko izmanto Android ierīces. Tomēr Apple iOS operētājsistēma un tai izstrādātās lietotnes datus glabā dažādos veidos.

Pēc Agrawal prezentācijas Eno Thereska no Microsoft Research ierosināja, ka rezultāti ir jāapstiprina ar testiem, kuros iesaistīti reāli lietotāji, lai noskaidrotu, vai viņi ievēro veiktspējas ierobežojumus. Viņš apšaubīja, vai šiem ierobežojumiem patiešām ir nozīme. Viņš teica, ka es varu lasīt tikai tīmekļa lapu tik ātri, un jāatzīst, ka esmu diezgan apmierināts ar mobilajām lietotnēm. Kā lietotāji uztver šo pieredzi?

Agravals saka, ka viņa grupa vēl nav pārbaudījusi, vai lietotāji pamana atmiņas vājās vietas, taču atzīmē, ka lielākā daļa viņu testu atkārtoja to, kā cilvēki izmanto savas lietotnes. Piemēram, pakalpojumā Google Maps viņi noteica, cik ilgs laiks bija nepieciešams, lai iegūtu rezultātus pēc tam, kad tika pieskarties norādes atrašanai. Agravals saka, ka ir pārliecināts, ka cilvēki var atšķirt un uztver atmiņas radītos ierobežojumus. Kāpēc kāds gribētu redzēt 20 sekunžu gaidīšanu, ja viņš var iztikt ar piecām sekundēm?

paslēpties